Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор способов изготовления крутоизогнутых патрубков и методов расчета технологических параметров 9
1.1. Конструктивно-технологический анализ крутоизогнутых патрубков 9
1.2. Существующие способы изготовления крутоизогнутых патрубков и методы расчета технологических параметров 13
1.2.1. Способы изготовления патрубков из трубных заготовок и методы расчета 14
1.2.2. Способы изготовления патрубков из листовых заготовок и методы расчета 23
1.2.3. Другие методы решения задач листовой штамповки 31
1.3. Выводы 32
1.4. Цель и задачи исследования 33
2. Теоретические исследования процесса формовки листовых и трубных заготовок в производстве крутоизогнутых патрубков 35
2.1. Исходные положения и допущения 35
2.2. Исходные уравнения и методы решения 37
2.3. Разработка общей математической модели 41
2.4. Теоретические расчеты процесса формовки листовой заготовки 46
2.5. Теоретические расчеты процесса осесимметричной формовки трубной заготовки 56
2.6. Теоретические расчеты процесса неосесимметричной формовки предварительно изогнутой трубной заготовки 65
2.7. Разработка приближенного метода расчета при неосесимметричной формовке патрубка 72
2.8. Выводы 77
3. Экспериментальные исследования процессов формовки крутоизогнутых патрубков 79
3.1. Оборудование, оснастка и инструмент, применяемые в ходе экспериментальных исследований 79
3.2. Формовка полуторов из листовых заготовок 82
3.3. Формовка крутоизогнутых патрубков из предварительно изогнутых трубных заготовок 88
3.4. Неосесимметричная формовка крутоизогнутых патрубков из прямолинейных трубных заготовок 95
3.5. Выводы 98
3.6. Технологические рекомендации по изготовлению крутоизогнутых патрубков из листовых и трубных заготовок 99
Заключение 102
Список литературы 104
- Существующие способы изготовления крутоизогнутых патрубков и методы расчета технологических параметров
- Способы изготовления патрубков из листовых заготовок и методы расчета
- Теоретические расчеты процесса формовки листовой заготовки
- Неосесимметричная формовка крутоизогнутых патрубков из прямолинейных трубных заготовок
Существующие способы изготовления крутоизогнутых патрубков и методы расчета технологических параметров
Для устранения дефектов, возникающих в процессе протяжки по рогообразному сердечнику, используются следующие специальные способы: - для предотвращения овальности сечения получаемого изделия используются рогообразные сердечники с продольными выступами на боковой поверхности формообразующего участка [20]. - для предотвращения разрывов на переднем торце заготовки выполняют скос под углом к продольной ее оси, а при гибке заготовку располагают относительно рогообразного сердечника острым углом скоса со стороны его образующей с вогнутым профилем максимальной кривизны [21]. - для получения тонкостенных изделий из труднодеформируемых материалов используется внешний нагрев [22].
Достоинством способа протягивания по рогообразному сердечнику является получение крутоизогнутых патрубков с одинаковой толщиной стенки по радиусу гиба, отсутствие гофров на внутреннем радиусе изгиба. Однако такой способ не позволяет получать детали сложных форм, например, с прямолинейными концевыми участками или рельефными выштамповками. Поскольку формоизменение происходит в нагретом состоянии, необходимо использование специального оборудования и нагревательных устройств. Это делает процесс длительным и весьма трудоемким, особенно для изделий с большим диаметром проходного сечения. Другим недостатком, который возникает из-за трения заготовки о пуансон, является низкое качество внутренней поверхности получаемого изделия (риски, задиры и т.п.).
Проталкивание в жесткую матрицу. Способ проталкивания в жесткую матрицу также широко применяется в производстве крутоизогнутых патрубков [6,9,17,18,24-32]. Сущность способа заключается в том, что трубную заготовку 1, имеющую дно и заполненную эластичным наполнителем 3, проталкивают в криволинейный ручей разъемной матрицы 2 усилием Р (рис. 1.4). Труба втягивается в канал матрицы, при этом изгибаясь. Давление наполнителя, создаваемое внутри трубы, предотвращает потерю устойчивости на внутреннем радиусе изгиба, что позволяет получать изделия без значительных утонений стенки. В качестве наполнителя используется жидкость или гибкие секционные оправки. Р
Для расширения возможностей этого процесса используется схема проталкивания трубной заготовки в жесткую матрицу с подпором (рис. 1.5). В этом случае трубная заготовка 2, заполненная эластичными гранулами 3 проталкивается в криволинейный ручей разъемной матрицы 4 усилием Р рабочего штока 1. При этом для предотвращения потери устойчивости и овализации сечения с другой стороны прикладывается усилие Рi через гибкую оправку 6 и подпорный шток 7 цилиндра 5, которое обеспечивает постоянное в течение всего процесса давление эластичного наполнителя 3 [6, 9, 23].
Конфигурация трубной заготовки для проталкивания в жесткую матрицу с подпором Необходимые усилия проталкивания Р и подпора Р1 можно определить по формулам P = S(mD№+nH), (1.6) где тип- коэффициенты, зависящие от марки материала и радиуса изгиба, Н - высота части заготовки, находящейся под давлением эластичного наполнителя, мм. Р1=ЧЛи, (1.7) где qн – давление эластичного наполнителя, C – коэффициент, зависящий от марки материала и радиуса изгиба, Fвн – площадь проходного сечения трубы, м2.
Для расширения технологических возможностей процесса используются различные специальные приемы [27-31]: - профилирование заготовки для предотвращения образования трещин; - профилирование канала матрицы полой втулкой для уменьшения гофрообразования; - приложение дополнительных усилий через специальное приспособление к профилированному торцу заготовки для предотвращения гофрообразования; - закручивание заготовки, одновременно с протягиванием через криволинейный ручей матрицы для предотвращения линейных деформаций по радиусам гибки; - совмещение проталкивания в жесткую матрицу с одновременным протягиванием по жесткой оправке (сердечнику) препятствует образованию гофр на поверхности заготовки за счет зазора между матрицей и оправкой. Поскольку оправка разжимная, проблем с ее извлечением из готовой детали не возникает. Применяемая оснастка может использоваться на универсальном листоштамповочном оборудовании.
Описанный способ изготовления крутоизогнутых патрубков проталкиванием трубной заготовки в жесткую матрицу, заполненной наполнителем весьма эффективен и позволяет получить достаточно качественные тонкостенные детали. Однако в общем случае, процесс гибки проталкиванием в жесткую матрицу осуществляется на специализированных прессах, поскольку возникает необходимость создания дополнительных сжимающих или растягивающих усилий.
Недостатком способа проталкивания в жесткую матрицу, как и в случае протягивания по рогообразному сердечнику, являются ограничения по диаметру проходного сечения получаемых изделий, а также возможность получать только гладкие детали без выштамповок. Гибка в инструментальных штампах с применением специальных приспособлений.
Сущность способа заключается в том, что изгиб трубной заготовки 1 осуществляется пуансоном 3 в матрицу 5. При ходе пуансона трубная заготовка изгибается, а средняя часть трубы опирается на прижим-выталкиватель 2 (рис. 1.7). Конструкция штампа может иметь различные конфигурации, а процесс осуществляться как с наполнителем внутри заготовки, так и без него [33-41]. где сгS - напряжение текучести, dс - средний диаметр трубной заготовки. В процессе получений крутоизогнутых патрубков гибкой в штампах возникают различные дефекты, такие как искажение сечения трубной заготовки в местах начального контакта с пуансоном и матрицей, овальность сечения в месте изгиба, гофрообразование на внутреннем радиусе изгиба. Для предотвращения перечисленных недостатков используются следующие специальные приемы [35-37]:
Способ гибки в штампе является достаточно производительным и не требует применения специального оборудования, однако для получения внутреннего радиуса изгиба Rвн1,5Dн требуется применение специальных приспособлений и доводочных операций, что значительно увеличивает трудоемкость изготовления.
Формовка универсальными средами. Сущность способа заключается в том, что формообразование происходит за счет внутреннего давления наполнителя в полость матрицы, имеющей форму получаемого изделия. В качестве наполнителя могут быть использованы универсальные среды, такие как резина, жидкость или газ [42-50].
Формовка по первой схеме осуществляется следующим образом: предварительно изогнутая трубная заготовка 3 помещается в канал разъемной матрицы 1. После этого через заглушку со штуцером 2 подается сжатый газ (рис. 1.8). Второй конец трубной заготовки закрывается заглушкой или сваривается. Под действием внутреннего давления q заготовка принимает форму канала матрицы. Процесс ведется при особых температурно-скоростных параметрах (в режиме сверхпластичности) [42,47].
Для уменьшения гофрообразования на внутреннем радиусе изгиба и расширения технологических возможностей процесса изгиб заготовки перед формообразованием возможно осуществлять после предварительного сплющивания части трубной заготовки, подлежащей формовке [43,44].
Формовка по второй схеме осуществляется следующим образом (рис. 1.9). Прямолинейная трубная заготовка 1 укладывается в формообразующий канал 3 разъемной матрицы 2, один конец которой заглушается заглушкой 4, а другой штуцером 5. После этого в полость трубной заготовки подается сжатый газ 6 и трубная заготовка принимает форму формообразующего канала. По окончании процесса формовки изделие извлекается и разрезается на готовые крутоизогнутые патрубки. Такой процесс можно проводить как в обычных условиях, так и в режиме сверхпластичности для повышения технологических возможностей [45].
Способы изготовления патрубков из листовых заготовок и методы расчета
В основном штамповка в свинцово-цинковых штампах характеризуется низкой точностью и низким качеством поверхности деталей, а также необходимость ручных доводочных работ. К преимуществам можно отнести относительно невысокую стоимость технологической оснастки, возможность применения при любом типе производства, высокую скорость процесса.
Обжим листовых заготовок. Существуют способы получения полуторовых заготовок обжимом листовой заготовки. Процесс может осуществляться по двум схемам: - сварка обечайки из листа, с последующим обжимом в штампе до получения формы полутора [78, 79]; -одновременный или последовательный изгиб и обжим листовой заготовки до получения формы полутора [80, 81].
Такие способы не нашли широкого применения, поэтому подробно не исследовались.
Гибка-прокатка листовых заготовок. Существуют способы получения полуторовых заготовок гибкой-прокаткой в роликовой машине или протяжкой в валках. Сущность таких способов заключается в том, что плоскую заготовку изгибают при помощи роликов (валков) до получения необходимого радиуса кривизны, после чего производят доработку кромок [82-84]. Такие процессы являются весьма трудоемкими и малоэффективными.
Ротационная вытяжка полутора из листа. Полуторовые заготовки можно получать путем совмещения схем ротационной вытяжки и ротационного обжима при формообразовании наружного и внутреннего контура изделия. При ротационных способах обработки деформирование носит локальный характер, а очаг деформации будет перемещаться совместно с инструментом, что обеспечивает большую степень формоизменения [1, 85, 86].
Однако режимы ротационной обработки, как правило, подбирают опытным путем, что является большим недостатком. Рассмотренные способы изготовления полуторовых изделий из листовых заготовок показали, что процессы вытяжки, формовки и формовки-вытяжки наиболее применимы в этой области, однако изучены не в полной мере. Слабо исследован способ совмещения формовки и вытяжки, а также методы температурно-скоростной интенсификации. Отсутствуют достоверные теоретические модели для расчета геометрических параметров получаемых деталей и технологических параметров ведения процесса. Поэтому необходимы дополнительные исследования в этой области.
Другие методы решения задач листовой штамповки
Решением задачи пластического деформирования является такое решение, которое для каждой точки деформируемого тела будет удовлетворять следующим известным уравнениям: уравнение равновесия, уравнение пластичности, уравнение связи напряжений и деформаций, условие постоянства объемов, уравнение связи заготовки и детали, а также уравнения состояния материала [87-96].
В связи с большим числом исходных уравнений, реализация точного решения почти невозможна. Как правило, для решения задачи вводятся упрощающие предпосылки, что делает это решение приближенным.
В настоящее время для решения ряда задач, связанных с изготовлением крутоизогнутых патрубков из листовых и трубных заготовок, используются следующие методы: - экспериментальные зависимости, полученные в ходе экспериментальных исследований; - приближенные методы, такие как инженерный, вариационный, баланса работ, предполагающие использование только части исходных уравнений; - метод конечных элементов, с использованием программных продуктов ANSYS, DEFORM и т.п.
Как видно из обзора, для большинства способов изготовления крутоизогнутых патрубков и полупатрубков из трубных и листовых заготовок решение задачи пластического деформирования сводится к упрощенным экспериментальным зависимостям. Недостатками такого подхода решения является приближенное описание механики процесса и возможностей прогнозирования формоизменения.
Решения таких задач, реализуемые при помощи приближенных методов, описаны в работах [69, 97-99]. Существующие модели связаны с разбиением заготовки на несколько зон и описанием ее состояния в конечной стадии формообразования. Такие методы решения просты в реализации, не требуют громоздких вычислений. Недостатками является использование лишь некоторых исходных уравнений и большое количество упрощений, что позволяет решать лишь узкий круг задач.
Решения, реализуемые при помощи метода конечных элементов, на базе различных программных продуктов, описаны в работах [66, 67, 100, 101]. Сущность метода заключается в разбиении изделия на множество элементов, после чего осуществляется подбор функций для каждого элемента и дальнейшее решение системы алгебраических уравнений. Компьютерное моделирование позволяет провести всестороннее исследование процесса, рассмотреть и сопоставить альтернативные варианты. Однако решение задач методом конечных элементов на базе существующих программных продуктов затруднено, поскольку такое решение не имеет явно выраженной математической модели и в некоторых случаях требует дополнительных громоздких вычислений.
Помимо перечисленных методов, являющихся в общем случае приближенными, существует численный метод решения, концепция которого состоит в том, что решение осуществляется совместно для всей системы исходных уравнений с получением общего дифференциального уравнения, которое для каждой точки деформируемого тела будет удовлетворять всем исходным уравнениям. Общее дифференциальное уравнение может быть решено относительно параметров получаемой детали или относительно заготовки и режимов ведения процесса. Точность такого метода зависит лишь от выбранного численного метода решения и может быть сведена к минимуму [87].
В результате проведенного обзора литературных источников по способам изготовления крутоизогнутых патрубков из листовых и трубных заготовок и методам решения связанных с этим задач, можно сделать следующие выводы:
1. Крутоизогнутые патрубки относятся к элементам ответственного назначения, от их надежности зависит безотказность и ресурс трубопроводных систем различных изделий авиационной и ракетно-космической техники.
2. В настоящее время крутоизогнутые патрубки изготавливают из трубных заготовок, а при отсутствии необходимого трубного полуфабриката, патрубки получают сваркой двух ответных полупатрубков, полученных из листовых заготовок. Существующие традиционные технологии изготовления ограничивают рост показателей качества крутоизогнутых патрубков по геометрическим и массовым характеристикам.
3. Известные методы расчета напряженно-деформированного состояния при изготовлении крутоизогнутых патрубков из листовых и трубных заготовок базируются на экспериментальных зависимостях или являются приближенными. Таким образом, решается лишь ряд задач, связанных обычно с определением силовых параметров процесса. Отсутствуют решения, позволяющие устанавливать новые закономерности пластического деформирования листовой или трубной заготовки. Кроме того, не найдены решения, которые учитывают особенности формы заготовки и интенсифицирующие факторы (деформационно-скоростное упрочнение, утяжка заготовки в очаг деформации, расположение заготовки в полости матрице) на любом этапе деформирования. Отсутствует метод расчета, позволяющий установить распределение толщины стенки промежуточной и окончательной формы получаемого изделия, а также определить количественное влияние технологических факторов на качество получаемых деталей.
Из этого следует, что процессы формовки крутоизогнутых патрубков из листовых и трубных заготовок исследованы на недостаточном уровне, а существующие методы расчета нуждаются в совершенствовании.
Теоретические расчеты процесса формовки листовой заготовки
Для оценки величины утяжки материала в полость матрицы и для дальнейшего измерения толщины стенки получаемого изделия по образующей на заготовки предварительно наносилась разметочная сетка в окружном направлении с шагом 10 мм (рис. 3.6).
Измерение толщины получаемых деталей производилось индикатором часового типа, измерение радиусов получаемых деталей производилось штангенциркулем. Измерение отклонения промежуточной формы заготовки осуществлялось шаблоном контура сечения. Экспериментальные исследования проводились в следующей последовательности: Схема разметки листовой заготовки в окружном направлении
Предварительные экспериментальные исследования по формовке полуторов. Для оценки предельных возможностей исследуемые образцы доводились до разрушения. Процессы формоизменения проводились при следующих условиях:
1. Для исследования возможностей «свободной» формовки в жесткую кольцевую щель, обеспечивающую получение изделия с внутренним радиусом изгиба 45 мм и шириной рифта 55 мм, процесс осуществлялся в холодном состоянии: - резиновым контейнером на гидравлическом прессе ПД 476 (давлением до 100 атм); - жидкостью на экспериментальной установке для формовки жидкостью (давлением до 27 атм);
2. Для исследования возможностей формовки в матрице, обеспечивающей получение изделия с внутренним радиусом изгиба 30 мм и шириной рифта 55 мм, процесс осуществлялся в нагретом состоянии (до 420С) сжатым воздухом (давлением до 4,5 атм). Прижим осуществлялся гидравлической испытательной машиной «Tinius Olsen». Для нагрева матрицы использовались спиральные ТЭНы, температура нагрева контролировалась потенциометром КСМ2.
Проведенные исследования показали, что при формовке полуторов из листовых заготовок, разрушение происходит в наиболее утоненном месте. В случае «свободной» формовки в кольцевую щель разрушение происходит на внутреннем радиусе изгиба за счет переутонения стенки заготовки, в то время как на внешнем радиусе заготовка утоняется незначительно, за счет непрерывного набора материала из-за утяжки фланца в полость матрицы (рис. 3.7, а, б, в). При формовке полутора в жесткую матрицу в нагретом состоянии формоизменение происходит без утяжки фланца только за счет утонения стенки заготовки, находящейся в полости матрицы. Разрушение может произойти как на внешнем радиусе изгиба из-за переутонения стенки детали, возникающего в результате неравномерного нагрева заготовки в полости матрицы, так и на внутреннем радиусе изгиба (рис. 3.7, г, д).
Анализ предельных возможностей формовки листовых заготовок из пластичных материалов М1 и 12Х18Н10Т в холодном состоянии в кольцевой зазор показал, что разрушение заготовок без утяжки фланца в зону формовки возникает при условии h/r0 0,5. Предельная высота, которую возможно получить за один переход без разрушения заготовки имеет соотношение h/r0=0,6, при этом величина утяжки составляет 13%.
При формовке с нагревом алюминиевого сплава АМг6М разрушение заготовок без утяжки фланца в зону формовки возникает при условии h/r0 0,76. Предельная высота, которую возможно получить за один переход без разрушения заготовки имеет соотношение h/r0=0,9, а величина утяжки в этом случае составляет 18%.
Для определения промежуточной формы деформируемой заготовки контур получаемой детали сравнивался с контуром шаблона. При «свободной» формовке в кольцевую щель получаемая деталь сравнивалась с шаблоном по окончании формоизменения. На рис. 3.9, а видно, что контур получаемой детали сильно отличается от формы, образованной дугой окружности. При этом по отклонению формы видно, что если бы формоизменение происходило в матрице, то изначально заготовка соприкоснулась бы с матрицей на внутреннем радиусе изгиба. Когда заготовка подвергалась формоизменению в матрице, то процесс останавливался на промежуточной стадии до того момента, как происходит полное соприкосновение заготовки с матрицей. Как видно на рис. 3.8, б, контур такой промежуточной детали не соответствует контуру, образованному дугой окружности, однако является более к ней приближенным, чем при формовке без матрицы. В целом, характер отклонений промежуточной формы детали соответствует характеру, установленному теоретически. Знание промежуточной формы заготовки позволяет определить в каком месте произойдет первоначальное соприкосновение полутора с матрицей, учесть возможное трение, что в итоге даст возможность управлять конечной толщиной изделия. Помимо этого, процесс «свободной» формовки можно использовать в качестве промежуточной операции при изготовлении полуторов, а матрицу использовать только для окончательной калибровки изделия.
Получение полуторов из листовых заготовок. С учетом установленных режимов формоизменения и предельных возможностей процессов формовки в условиях деформационного и деформационно-скоростного упрочнения, были получены бездеффектные изделия с предельными соотношениями h/го за один переход из материалов М1 в холодном состоянии и АМг6М с нагревом.
В результате проведенных экспериментов за один переход были получены полуторы (рис. 3. 9) с радиусами кривизны ReH =11г0 и относительной высотой й/г0=0,9 при формовке с нагревом и Rm=1,6r0 и относительной высотой h/r0=0,6 в холодном состоянии, что удовлетворяет основному условию крутоизогнутости г0 ReH 3г0.
Обработка полученных данных. С целью сравнения результатов, полученных в ходе теоретических исследований с результатами экспериментальных исследований, на полученных деталях производился замер толщины стенки в точках, находящихся на линиях разметки заготовки в окружном направлении, по схеме, приведенной на рис. 3.10. По результатам измерений (Приложение 6) были построены графики, на которых сопоставлены распределения толщин получаемых деталей по радиусу кривизны с теоретическими распределениями (рис. 3.11-3.12).
Неосесимметричная формовка крутоизогнутых патрубков из прямолинейных трубных заготовок
По результатам проведенных экспериментальных исследований по формовке крутоизогнутых элементов из листовых и трубных заготовок можно сделать следующие выводы:
1. Разработанные теоретические модели адекватно отражают реальные условия формообразования. Так, отклонение расчетных и экспериментальных данных по распределению толщины стенки имеет следующие значения: - при формовке листовых заготовок в условиях деформационного упрочнения, в том числе и для расчета промежуточной формы детали 5-10%; - при формовке листовых заготовок в условиях деформационно-скоростного упрочнения 15%; - при формовке предварительно изогнутых трубных заготовок 5-10%.
2. Разработанный приближенный метод расчета удовлетворительно согласуется с экспериментом. Отклонение расчетных данных не превышает 25%.
3. В результате исследования предельных возможностей процессов формовки листовых и трубных заготовок установлена предельно возможная высота полутора за один переход. Разрушение листовых заготовок при формовке полуторов без утяжки фланца в условиях деформационного упрочнения возникает при условии h/r0 0,5, в условиях деформационно скоростного упрочнения при условии h/r0 0,76. Наиболее эффективной формой заготовки при формовке предварительно изогнутых трубных заготовок является форма, повторяющая контур внутреннего изгиба полости матрицы, а также ориентированная наиболее тонким краем заготовки по внутреннему радиусу изгиба матрицы. 4. Экспериментально установлена предельная величина разнотолщинности по образующей получаемого изделия: - для крутоизогнутых полуторов, получаемых из листовых заготовок ±12%; - для крутоизогнутых патрубков, получаемых из предварительно изогнутых трубных заготовок: неориентированных по толщине ±12 %, благоприятно ориентированных ±4 %, неблагоприятно ориентированных ±15 %; - для крутоизогнутых элементов, получаемых из прямолинейных трубных заготовок ±15 %;
5Исследуемые способы формовки позволяют получать крутоизогнутые изделия с геометрическими параметрами: - для изделий из листовых заготовок ReH = 1,6г0 в условиях деформационного упрочнения, Rm =1 0 в условиях деформационно-скоростного упрочнения; - для изделий из предварительно изогнутых трубных заготовок ReH=(l,0...1,2)DH, - для изделий из прямолинейных трубных заготовок ReH=(0,6... 0,7)DH. Технологические рекомендации по изготовлению крутоизогнутых патрубков из листовых и трубных заготовок.
В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований можно сформулировать технологические рекомендации для процессов изготовления крутоизогнутых элементов из листовых и трубных заготовок.
1. Изготовление крутоизогнутых патрубков из листовых заготовок.
Для изготовления крутоизогнутых патрубков сваркой двух половин, полученных из листа необходимо соблюдать толщину свариваемых кромок. Минимальная толщина кромки под сварку составляет 0,6 мм, а общее утонение стенки изделия должно быть не более 15%. Исходя из этого, полуторы, получаемые формовкой из листа, должны иметь на внутреннем и внешнем радиусе заданную толщину стенки.
При формовке полуторов из листа, минимальная толщина получается на внутреннем радиусе и далее, с увеличением радиуса кривизны, растет. Поэтому, при использовании равнотолщинной заготовки, получение изделия с заданными конструктивными параметрами невозможно.
В этом случае необходимо использовать листовую заготовку, профилированную по толщине. По результатам проведенного исследования, наиболее эффективное распределение толщины листовой заготовки является двойное профилирование по толщине, как показано на рис. 3.28, а. Для получения качественного изделия общая величина задаваемой разнотолщинности по такой схеме не должна превышать 0,1-0,2 мм.
Установлено, что получение полутора, ширина рифта которого равна его высоте, за один переход невозможна даже при формовке с нагревом. Для расширения технологических возможностей в этом плане и получения полутора с соотношением h/r0=1 за один переход, процесс формовки необходимо проводить с равномерным нагревом заготовки 400-450 С (для алюминиевых сплавов), избегая перегревов фланца в зоне защемления, при этом необходимо учесть дополнительный набор материала в полость матрицы (не менее 20% от диаметра заготовки). 2. Изготовление крутоизогнутых патрубков из трубных заготовок и получение крутых изгибов на длинномерных трубах.
Для изготовления крутоизогнутых патрубков или крутых изгибов на длинномерных трубах, можно использовать предложенный в работе и экспериментально апробированный новый способ гибки предварительно сплющенной и изогнутой трубной заготовки.
В настоящее время получение крутоизогнутых элементов на длинномерных трубах затруднено. Предварительная подготовка трубной заготовки, путем сплющивания и изгиба участка, подлежащего изгибу, позволит снять те ограничения (гофрообразование на внутреннем и трещины на внешнем радиусах), которые накладываются при традиционных способах изготовления трубопроводов изгибом. Разъемная матрица позволяет получить изгиб на любых участках трубопровода, полностью восстанавливая размер проходного сечения как в зоне изгиба, так и на прямолинейных участках, что позволяет исключить применение сварных соединений между патрубком и прямолинейными участками трубопровода.
Для получения изделия с разнотолщинность не более ±5% вышеуказанным способом необходимо учесть два фактора: 1) исходную разнотолщинность трубного полуфабриката (как правило, наблюдается с одной стороны трубы в виде утолщения или утонения); 2) исходное расположение заготовки в матрице.
Установлено, что чем ближе заготовка расположена к внутреннему радиусу изгиба матрицы, тем меньше разнотолщинность получаемого изделия. Также известно, что заводская разнотолщинность трубных заготовок лежит в пределах ±7…11%. При благоприятной ориентации разнотолщинной заготовки в матрице разнотолщинность получаемого изделия можно снизить в 2-,2,5 раза. Наиболее эффективным является расположение заготовки в матрице, когда более утоненный край заготовки будет соприкасаться с матрицей по внутреннему радиусу изгиба (рис. 3.28, б).
