PL220504B1

PL220504B1 - Method for producing top flanges in the shape of four-arm rosette

Info

Publication number: PL220504B1
Application number: PL396593A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Gontarz; Zbigniew Pater; Janusz Tomczak
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2011-10-10
Filing date: 2011-10-10
Publication date: 2015-11-30
Also published as: PL396593A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kołnierzy czołowych w kształcie czteroramiennej rozety, zwłaszcza kołnierzy na wyrobach drążonych. Pod pojęciem „wyrób drążony” należy rozumieć element rurowy posiadający w centralnej części wzdłuż swojej osi otwór cylindryczny lub kształtowy, który może być przelotowy lub nieprzelotowy.The subject of the invention is a method of producing front flanges in the shape of a four-arm rosette, in particular flanges on hollow products. The term "hollow product" is understood to mean a tubular element having a cylindrical or shaped opening in a central part along its axis, which may be through or blind.

Dotychczas znane są sposoby kształtowania kołnierzy na różnego rodzaju elementach rurowych, które pełnią najczęściej rolę przyłączy. W przypadku kołnierzy znajdujących się na elementach przenoszących duże obciążenia, do ich wytwarzania wykorzystuje się metody obróbki skrawaniem, gdzie ukształtowanie części kołnierzowej następuje przez zdjęcie kolejnych warstw materiału. Wytwarzanie wyrobów pełnych i drążonych zakończonych kołnierzami w procesach obróbki skrawaniem opisano w literaturze Kaczmarek J. „Podstawy obróbki wiórowej, ściernej i erozyjnej”. Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa 1997 rok. W elementach przenoszących niewielkie obciążenia, do ukształtowania części kołnierzowej stosuje się techniki spawania połączone z obróbką ubytkową. W tym przypadku wyrób wykonany jest z dwóch elementów - rury i tarczy, które połączone są ze sobą w procesie spawania, a następnie całość poddawana jest wykańczającej obróbce mechanicznej.So far, there are known methods of shaping flanges on various types of tubular elements, which most often play the role of connections. In the case of flanges located on elements carrying heavy loads, machining methods are used for their production, where the flange part is shaped by removing successive layers of material. The production of solid and hollow products with flanges ending in machining is described in the literature of Kaczmarek J. "Basics of machining, abrasive and erosive machining". Scientific and Technical Publishing House, Warsaw 1997. In light-load components, welding techniques combined with subtraction are used to shape the flange part. In this case, the product is made of two elements - a pipe and a shield, which are joined together in the welding process, and then the whole is subjected to a finishing mechanical treatment.

Znane i stosowane są również plastyczne metody kształtowania kołnierzy na elementach pełnych i drążonych. Najczęściej do ich wytwarzania wykorzystuje się procesy elektrospęczania oraz kucia na kuźniarkach. Szczegółowo procesy kucia kołnierzy czołowych opisano w literaturze Jarocki J., Wasiunyk P. „Kuźnictwo i prasownictwo”, Państwowe Wydawnictwo Szkolnictwa Zawodowego, Warszawa 1965 rok. Opisane w książce procesy kucia kołnierzy realizowane są w układzie poziomym. Spęczany półfabrykat w postaci odcinka pręta zaciskany jest w dzielonych szczękach, przy czym podczas kucia na kuźniarkach nagrzaniu podlega jedynie spęczany koniec półfabrykatu jeszcze przed rozpoczęciem procesu kształtowania, zaś podczas kucia na elektrospęczarkach nagrzewanie spęczanego odcinka półfabrykatu odbywa się w trakcie realizacji procesu kształtowania w wyniku przepływu prądu elektrycznego. Następnie wywierając nacisk wzdłuż osi półfabrykatu kształtuje się skrajny kołnierz elementu.Plastic methods of forming flanges on solid and hollow elements are also known and used. The most common processes for their production are electro-blowing and forging. The processes of forging front flanges are described in detail in the literature by Jarocki J., Wasiunyk P. "Kuźnictwo i pressownictwo", Państwowe Wydawnictwo Szkolnictwa Zawodowego, Warsaw 1965. The processes of forging collars described in the book are carried out in a horizontal system. The swollen blank in the form of a bar section is clamped in divided jaws, while during forging on forging machines only the swollen end of the blank is heated before the shaping process begins, and during forging on electro-choke, the heating of the swollen section of the blank takes place during the shaping process as a result of the current flow electric. Then, by exerting pressure along the axis of the blank, the extreme flange of the element is formed.

Procesy kształtowania skrajnych kołnierzy na elementach drążonych metodami wywijania opisano szczegółowo w artykule Gontarz A., Weroński W., Okoń Ł. „Badanie zjawiska wyboczenia ścianki w procesie wywijania kołnierzy w wyrobach drążonych”. Rudy i Metale Nieżelazne, 2009 rok, nr 11, s. 778-782. Opisany w artykule proces kształtowania kołnierzy realizowany jest w trójsuwakowej prasie kuźniczej w układzie poziomym. Półfabrykat w postaci odcinka rury po uprzednim nagrzaniu, zaciskany jest w dzielonych szczękach, po czym w wyniku przemieszczania się narzędzi umieszczonych w suwakach poziomych następuje wywinięcie skrajnych kołnierzy wyrobu. Ograniczeniem opisanego sposobu jest zjawisko wyboczenia ścianki półfabrykatu oraz pękanie kołnierzy. W efekcie czego ta metoda może być stosowana jedynie do kształtowania kołnierzy o stosunkowo niewielkich średnicach.The processes of shaping the extreme flanges on hollow elements using flanging methods are described in detail in the article Gontarz A., Weroński W., Okoń Ł. "Study of the wall buckling phenomenon in the process of flanging flanges in hollow products". Ores and Non-ferrous Metals, 2009, No. 11, pp. 778-782. The process of shaping the flanges described in the article is carried out in a three-slide forging press in a horizontal configuration. The blank in the form of a pipe section, after being heated, is clamped in divided jaws, and then, as a result of the movement of tools placed in horizontal sliders, the extreme flanges of the product are turned up. The limitation of the described method is the buckling phenomenon of the blank wall and the cracking of the flanges. As a result, this method can only be used to shape flanges with relatively small diameters.

Istotą sposobu wytwarzania kołnierzy czołowych w kształcie czteroramiennej rozety, zwłaszcza kołnierzy na wyrobach drążonych jest to, że na skrajnych końcach półfabrykatu w kształcie odcinka rury, wykonuje się na obwodzie cztery symetryczne nacięcia, następnie półfabrykat umieszcza się w dzielonych matrycach, które zaciska się na półfabrykacie, po czym uruchamia się ruch postępowy stempli kształtujących, które przemieszczają się ze stałą prędkością wzdłuż osi półfabrykatu, w kierunku nacięć wykonanych na półfabrykacie, w efekcie przemieszczania się stempli kształtujących , rozpycha się nacięte końce półfabrykatu, a następnie wygina się i dotłacza się do powierzchni czołowych dzielonych matryc ramiona kształtowanych kołnierzy, uzyskując wyrób drążony z dwustronnymi kołnierzami w kształcie czteroramiennej rozety. Proces realizowany jest w układzie, w którym cztery symetryczne nacięcia wykonuje się z jednej strony półfabrykatu, a następnie kształtuje się kołnierz tylko z jednej strony półfabrykatu, natomiast drugi koniec półfabrykatu pozostaje cylindryczny. Proces wytwarzania kołnierzy czołowych realizowany jest na zimno lub na gorąco.The essence of the method of producing front flanges in the shape of a four-arm rosette, especially flanges on hollow products, is that at the extreme ends of the blank in the shape of a pipe section, four symmetrical cuts are made along the circumference, then the blank is placed in divided dies, which are clamped on the blank, then the translational movement of the shaping punches is started, which move at a constant speed along the axis of the blank, towards the cuts made on the blank, as a result of the shaping punches moving, the cut ends of the blank are pushed back, and then bent and pressed to the divided face surfaces die arms of shaped flanges, obtaining a hollow product with double-sided flanges in the shape of a four-arm rosette. The process is carried out in a system in which four symmetrical cuts are made on one side of the blank, and then a collar is formed on only one side of the blank, while the other end of the blank remains cylindrical. The production process of face flanges is carried out either cold or hot.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że umożliwia kształtowanie jednolitych wyrobów pełnych i drążonych, które posiadają skrajne kołnierze stosowane najczęściej do łączenia z innymi elementami konstrukcji. Dzięki plastycznemu ukształtowaniu kołnierzy poprawiają się własności wytrzymałościowe elementów. W przypadku kształtowania drążonych wałków ze skrajnymi kołnierzami można stosować wsad w postaci rur grubościennych, dzięki temu eliminuje się dodatkowe operacje, takie jak; wiercenie, toczenie, spawanie, zmniejsza się również zużycie materiału związane ze skrawaniem. Kolejnym korzystnym skutkiem wynalazku jest prosta konstrukcja narzędzi do realizacji procesu.An advantageous effect of the invention is that it enables the formation of uniform solid and hollow products which have extreme flanges most commonly used for joining with other structural elements. Due to the plastic shape of the flanges, the strength properties of the elements are improved. In the case of shaping hollow shafts with end flanges, the charge in the form of thick-walled pipes can be used, thus eliminating additional operations such as; drilling, turning, welding, material consumption related to cutting is also reduced. Another advantageous effect of the invention is the simple design of the tools for carrying out the process.

PL 220 504 B1PL 220 504 B1

Wynalazek jest uniwersalny i może być stosowana do kształtowania wszystkich metali i stopów przeznaczonych do obróbki plastycznej.The invention is universal and can be used to shape all metals and alloys intended for forming.

Sposób wytwarzania kołnierzy czołowych w kształcie czteroramiennej rozety został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny izometryczny narzędzi i zastosowanego półfabrykatu w początkowym etapie kształtowania, fig. 2 - przekrój wzdłużny izometryczny narzędzi i ukształtowany wyrób w końcowym etapie procesu, fig. 3a - kształt półfabrykatu, zaś fig. 3b - ukształtowany wyrób.The method of producing face flanges in the shape of a four-arm rosette is shown in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows an isometric longitudinal section of the tools and the blank used in the initial stage of shaping, fig. 2 - isometric longitudinal section of the tools and the shaped product in the final stage of the process, Fig. 3a shows the shape of a blank, and Fig. 3b shows a shaped product.

Sposób wytwarzania kołnierzy czołowych w kształcie czteroramiennej rozety, zwłaszcza kołnierzy na wyrobach drążonych, polega na tym, że na skrajnych końcach półfabrykatu 3 w kształcie odcinka rury, wykonuje się na obwodzie cztery symetryczne nacięcia. Następnie umieszcza się półfabr ykat 3 w dzielonych matrycach 1a i 1b, które zaciska się na półfabrykacie 3, po czym uruchamia się ruch postępowy stempli 2a i 2b kształtujących. Przemieszczające się wzdłuż osi półfabrykatu 3 ze stałą prędkością V stemple 2a i 2b kształtujące w kierunku nacięć wykonanych na półfabrykacie 3 rozpychają, nacięte końce półfabrykatu 3, a następnie wyginają i dotłaczają do powierzchni czołowych dzielonych matryc 1a i 1b ramiona kształtowanych kołnierzy, w efekcie czego uzyskuje się wyrób 4 drążony z dwustronnymi kołnierzami 5a i 5b w kształcie czteroramiennej rozety. Proces realizowany jest w układzie, w którym cztery symetryczne nacięcia wykonuje się z jednej strony półfabrykatu 3, a następnie kształtuje się kołnierz tylko z jednej strony półfabrykatu 3, natomiast drugi koniec półfabrykatu 3 pozostaje cylindryczny. Proces wytwarzania kołnierzy czołowych realizowany jest na zimno lub na gorąco.The method of producing four-arm rosette-shaped front flanges, in particular hollow product flanges, consists in making four symmetrical cuts on the periphery at the extreme ends of the blank 3 in the form of a pipe section. The blank 3 is then placed in the split dies 1a and 1b, which are clamped onto the blank 3, and the translational movement of the shaping punches 2a and 2b is then started. The shaping punches 2a and 2b moving along the axis of the blank 3 at a constant speed V in the direction of the cuts made on the blank 3 push the cut ends of the blank 3 apart, and then bend and press against the faces of the split dies 1a and 1b, the arms of the shaped flanges, as a result of which they obtain a hollow product 4 with two-sided flanges 5a and 5b in the shape of a four-arm rosette. The process is carried out in a system in which four symmetrical cuts are made on one side of the blank 3, and then a collar is formed on only one side of the blank 3, while the other end of the blank 3 remains cylindrical. The production process of face flanges is carried out either cold or hot.

Claims

1. The method of producing front flanges in the shape of a four-arm rosette, especially flanges on hollow products, characterized in that at the extreme ends of the pipe section-shaped blank (3), four symmetrical cuts are made along the circumference, then the blank (3) is placed in divided dies (1a) and (1b), which are clamped on the blank (3), and then the translational movement of the shaping punches (2a) and (2b) is started, which move at a constant speed (V) along the axis of the blank (3), in the direction of the cuts made on the blank (3), as a result of the shaping punches (2a) and (2b) moving, the cut ends of the blank (3) are pushed, and then bent and pressed to the front surfaces of the split dies (1a) and ( 1b) the arms of the shaped collars, obtaining a hollow product (4) with double-sided flanges (5a) and (5b) in the shape of a four-arm rosette.

2. The method according to p. The process of claim 1, characterized in that the process is carried out in a system in which four symmetrical cuts are made on one side of the blank (3), and then a collar is formed on one side of the blank (3) only, while the other end of the blank (3) remains cylindrical .

3. The method according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that the production process of the end flanges is carried out cold or hot.