Способ изготовления полых осесимметричных изделий с переменной вдоль образующей толщиной стенки
Способ изготовления осесимметричных изделий с переменной вдоль образующей толщиной стенки, при котором плоскую листовую заготовку формуют и затем деформируют ротационным выдавливанием на оправке, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения ротационного выдавливания без соблюдения закона синуса, формовкой на плоской листовой заготовке выполняют радиальные гофры, симметрично расположенные относительно центра заготовки и расширяющиеся к ее периферии.
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в машиностроении для изготовления тонкостенных оболочек с переменной вдоль образующей толщиной стенки. Цель изобретения расширение технологических возможностей путем обеспечения ротационного выдавливания без соблюдения закона синуса. На фиг.1 изображена листовая заготовка, подвергнутая формовке с получением радиальных гофров; на фиг.2 сечение А-А фиг.1; на фиг.3 схема процесса ротационного выдавливания отформованной заготовки. Способ заключается в следующем. Листовую заготовку подвергают формовке, например, эластичной, газовой или жидкостной средой по жесткой матрице, в результате чего получают гофрированную заготовку для ротационного выдавливания с радиальными гофрами, симметрично расположенными относительно центра заготовки и расширяющимися к ее периферии (фиг.1, 2). Оптимальное количество радиальных гофров и их глубину подбирают экспериментально в зависимости от геометрии получаемой детали. Ориентировочно число гофров выполняют в количестве 10-30, глубиной до 10-15 толщин исходной заготовки. После гофрообразования в зависимости от наклепа материала может производиться промежуточный отжиг заготовки с целью восстановления пластических свойств материала. Полученную гофрированную заготовку подвергают ротационному выдавливанию (фиг. 3). Для этого заготовку 1 в ее центральной части прижимают к оправке 2 и осуществляют вращение оправки. Перемещая давильный ролик 3 с зазором относительно оправки, например, с помощью следящего привода, осуществляют деформирование гофрированной заготовки по оправке. Формообразование получаемой оболочки 4 происходит путем сдвига материала заготовки в осевом направлении. Отступление от закона синуса производят путем уменьшения расчетного зазора между оправкой 2 и роликом 3. Это приводит к радиальному течению материала заготовки по направлению от центра к периферии и при известном способе ведет к потере устойчивости заготовки из-за возникновения меридиональных сжимающих напряжений в периферийной части заготовки. При ротационном выдавливании гофрированной заготовки меридиональные напряжения, вызываемые радиальным перемещением материала заготовки, будут незначительными, так как гофрированная заготовка имеет пониженную жесткость в окружном направлении. В результате обеспечивается возможность отступления от закона синуса. Перемещение избыточного материала к периферии заготовки вызывает распрямление гофров и увеличение максимального диаметра исходной заготовки, а перед давильным роликом 3 возникает распрямленная кольцевая площадка материала 5 шириной 2-10 толщин исходной заготовки, в результате чего давильный ролик 3 деформирует по существу распрямленный материал, и процесс ротационного выдавливания гофрированной заготовки осуществляется как плоской в диапазоне скоростей вращения оправки 500-2000 об/мин при подаче ролика 0,02-0,2 мм/об. В процессе деформирования заготовки 1 зазор между оправкой 2 и роликом 3 изменяют в зависимости от требуемого распределения толщины получаемого полого изделия. По окончании процесса ротационного выдавливания давильный ролик 3 отводят и раскрепляют полученную деталь. Способ был опробован при получении конических оболочек с углом конусности 110o, имеющих минимальный и максимальный диаметры 20 и 120 мм соответственно. Заготовкой служил лист диаметром 105 мм из материала АМцМ толщиной 0,75 мм. Гофрирование листовой заготовки производилось путем формовки листовой заготовки эластичным пуансоном по жесткой матрице. В результате формовки получали гофрированную заготовку с 16 гофрами, симметрично расположенными относительно центра заготовки и расширяющимися от диаметра 40 мм к периферии. Радиус скругления гофров составлял 5-6 мм, максимальная высота гофра 8 мм, минимальная 1-2 мм. Толщина стенки заготовки убывала от диаметра 40 мм к периферии от 0,75 до 0,7 мм. Ротационное выдавливание осуществлялось с числом оборотов оправки 1000 об/мин, подача давильного ролика составляла 0,1 мм/об. Зазор между оправкой и роликом регулировался с помощью гидросуппорта по копирной планке. В результате ротационного выдавливания были получены полые осесимметричные изделия с различным распределением толщины стенки вдоль образующей, изменяющейся от 0,4- 0,6 мм у меньшего основания оболочки до 0,2-0,55 мм у большего основания оболочки. По сравнению с известным способом область возможных распределений толщин была увеличена в 2 и более раз. Предлагаемый способ изготовления полых осесимметричных изделий с переменной вдоль образующей толщиной стенки дает возможность получать тонкостенные оболочки с различным распределением толщины из одинаковых заготовок, получать оболочки двойной кривизны с постоянной толщиной стенки и конические оболочки с переменной толщиной стенки, т.е. значительно расширяет технологические возможности.
Формула изобретения
Способ изготовления осесимметричных изделий с переменной вдоль образующей толщиной стенки, при котором плоскую листовую заготовку формуют и затем деформируют ротационным выдавливанием на оправке, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения ротационного выдавливания без соблюдения закона синуса, формовкой на плоской листовой заготовке выполняют радиальные гофры, симметрично расположенные относительно центра заготовки и расширяющиеся к ее периферии.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000
