Заготовка для изготовления формовкой обжимом шаров-баллонов

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к штамповке обжимом, и может быть использовано для изготовления тонкостенных шаров-баллонов. Цель изобретения - получение равнотолщинных шаров-баллонов и снижение трудоемкости изготовления заготовки. При обжиме трубчатой заготовки возможно производство детали (шара-баллона) с постоянной толщиной стенки и утолщенными кромками. Заготовка состоит из двух частей а и б, симметрично расположенных относительно поперечной плоскости симметрии а-а. Каждая часть имеет участок переменной толщины S, расположенный на высоте H<SB POS="POST">0</SB>, и участок постоянной толщины S<SB POS="POST">к0</SB>, расположенный на высоте H<SB POS="POST">K</SB>. Для определения параметров заготовки приведены расчетные зависимости. 4 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ К

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 D 41/04

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4399568/31-27 (22) 29,03.88 (46) 23 01,90, Бюл. ¹ 3 (71) Московский авиационный технологический институт им, К.Э. Циолковского (72) В.И. Ершов, А.В, Орехов,,. А.С. Чумадин, А.Д. Ковалев, С.А. Жарков и А.Г. Пашкевич (53) 621.774.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1291251, кл. В 21 0 41/04; 51/00, 17.10.85. (54) ЗАГОТОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВКОЙ ОБИФ(ОМ ШАРОВ-БАЛЛОНОВ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением. а именно к штамповке обжимом, и может быть исИзобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к штамповке обжимом, и может быть использовано для изготовления тонкостенных шаров-баллонов.

Целью изобретения является получение равнотолщинных шаров-баллонов и сникение трудоемкости изготовления заготовки.

На фиг. 1 показана исходная заготовка; на фиг., 2 — шар-баллон; на фиг. 3 — узел I на фиг. 1; на фиг,4— схема получения шара-баллона — слева после первого перехода, справа после второго перехода (обжима) полусферы.

Для получения равнотолщинного тонкостенного шара-баллона с утолщен„„SU„„1537342 А1

2 пользовано для изготовления тонкостенных шаров-баллонов. Цель изобретения — получение равнотолщинньтх шаровбаллонов и снижение трудоемкости изготовления заготовки. При обжиме трубчатой заготовки возможно производство детали (шара-баллона) с постоянной толщиной стенки и утолщенными кромками. Заготовка состоит из двух частей а и Ь, симметрично расположенных относительно поперечной плоскости симметрии с-с. Каждая часть имеет участок переменной толщины S расположенный на высоте и,, и участок постоянной толщины Б», расположенный на высоте Ь». Для определения параметров заготовки приведены расчетные зависимости. 4 ил. ными кромками обжимом требуется трубчатая заготовка, обеспечивающая получение детали с постоянной толщиной Сй стенки. При этом необходимо обеспе- «4 чить соединение полученной фактичес- АР ки емкости с системами подачи в нее 4 жидкости или газа, т. е. соединить, И) например, сваркой с трубопроводами.

Так как используется тонкостенная деталь, то в шаре-баллоне необходимо иметь отверстия с утолщенными кромками при этом утолщение на кромках неУ

3 обходимо для компенсации ослабления зоны сварного шва от тепла сварочной дуги. Все эти требования к тонкостенному шару †балло выполняются, если для обжима взять трубчатую заготовку, состоящую из двух частей а и b„

1537342

Ьк) — Г+ ТЕ-", h о

Толщина заготовки на этом участке изменяется по зависимости 20 (о С1 î 2hk ) Х

S = Б 1 о С1о + 2Ьк) По

IIpH Х 0 S S» при Х Ьо

do + 2Ьк где ——

Do до+ 2Ь к

М о D» о

K ое» Koå коэффициент обжима, Оптимальный коэффициент обжима при получении шара-баллона лежит в пределах О, 15-0,20. При этом при

К " 0,20 отверстие в шаре-баллоне очень велико и нельзя соединить через него шар-баллон с трубопроводом задан35 ным способом. При К е - 0,15 не получаются шары-баллоны с постоянной толщиной стенки, та.; как при таком коэффициенте обжима внутренняя кромка из-за значительных меридианальных и окружных напряжений, а также сил трения препятствует обжиму и фактически запирает материал, который набирается в стенках шара-баллона неравномерно. При S =- Б„„ и высоте Ьо без 45 участка Ьк возможна потеря устойчивости кромки заго»овки, однако наличие этого участка препятствует этому, кроме того, этот участок после получения шара-баллона позволяет соеди50 нить последний с трубопроводом.

На участке постоянной толщины высота его равна h„ 5Бо, а толщина постоянна и равна S ka О, 0150, .

Толщина участка выбрана с учетом

55 окружной потери устойчивости. Для тонкостенных шаров-баллонов при

Б,/Do 0,015 окружной потери устойчивости не возникает. Высота Ьк выбсимметрично расположенных относитель(! но поперечной плоскости симметрии с-с, нри этом каждая часть имеет ци линдрическую. наружную поверхность, 5 а ее внутренняя поверхность получена вращением трех отрезков относительно продольной оси, образующих при этом участок переменной толщины и участок постоянной толщины, обеспечивающие изменение толщины стенки заготовки от ее поперечной плоскости к кромке в следующих соотношениях: по участку переменной толщины высота равна

15 рана конструктивно с учетом зоны термического влияния сварного шва. Между участками ho и h выполнено скругление радиуса R. Величина"радиуса выбирается конструктивно: R = 2-3 мм.

Изготовление шара-баллона 1 осуществляют обжимам по сферической матрице 2 заготовки 3. Обжим осуществляют за два перехода. На первом переходе по матрице 2 осуществляют обжим нижней полусферы с передачей усилия деформирования через кольцо 4 и оправку 5 от пресса, после чего заготовку переворачивают, кольцо 4 удаляют, а обжатую полусферу устанавливают в оправку 5 по внутренней сфере и снова по сферической матрице 2 осуществляют обжим второй части заготовки. Диаметр матрицы равен диаметру шара-баллона. Процесс происходит с нагревом зоны деформирован»ля ТЭНами 6, установленными вокруг матрицы 2.

Пример. Получают шары-баллоны из АМг6 наружного диаметра D

100 мм» do 16 мм» So = 1,5 мм с утолщенными кромками отверстий:

Ьк = 7,3 мм; Бкк= 3,5 мм. Обжим тонкостенных заготовок осуществляется с использованием гидравлической испытательной машины "01яеп" с нагревом зоны деформирования ТЭНами до 400о

420 C за два перехода. Усилие деформирования составляет 3500 †40 кг.

Для обжима из трубы Ф 100 мм и толщиной стенки So = 1,5 мм изготовляют заготовки со следующими параметрами:

Ьо 61 мм Ьк 5» Б 7»5 мм» Б»А

= 0»84 мм; Бко= 1,5 мм. Общая высота заготовки составляет Н = 2Ь + 2Ь к =

= 137 мм.

Изготовление заготовки осуществляется на токарном станке путем снятия лишнего материала точением.

Использование предлагаемой заготовки для изготовления тонкостенных шаров-баллонов позволит получать тонкостенные шары-баллоны с постоянной толщиной стенки с утолщением на торцах отверстий,при этом значительно снизится трудоемкость изготовления из-за Чпрощения конструкции.

Формула изобретения

Заготовка для изготовления формовкой обжимом шаров-баллонов, выполненная в виде трубы с переменной толщиной стенки по длине, о т л и ч а ю5 153 щ а я с я тем, что, с целью получе ия равно тол щин но ГО иэделия с утолщенными кромками отверстий и снижения трудоемкости изготовления заготовки, она выполнена из двух частей, симметрично расположенных относительно поперечной плоскости симметрии и состоящих из участка переменной и сопряженного с ним участка постоянной толщины стенки, при этом изменение толщины стенки заготовки в зависимости от высоты участка определяют следующими соотношениями: по участку переменно"

h о по участку постоянной толщины

7342 (D y dp 2h„)

Ко

2hк} Dp где h, 5

4 ко высота участка с переменной толщиной стенки; наружный диаметр заготовки или шара-баллона; диаметр отверстия в шаребаллоне; высота участка с постоянной толщиной стенки, h к 5S@ . толщина стенки заготовки на участке О « Х а h толщина стенки шара-баллона или заготовки в зоне поперечной плоскости симметрии; толщина стенки участка от торца заготовки на длине, Бко 0 015 о

1537342

Составитель О. Морозова

Терре д Л. Олийнык

Корректор М. Пожо

Редактор И. Горная

Заказ 12S Тираж 592 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101