Способ изготовления полых шаров

 

Изобретение относится к обработке материалов давлением и может быть использовано для производства сферических элементов, не несущих больших нагрузок, например клапанов, замковых устройств и т.д. Цель изобретения - повышение качества изделий за счет увеличения их прочности и герметичности. Формируют две полусферы соответственно с внутренним и наружным кольцевыми выступами на торцовых сопряженных поверхностях, расположенных оппозитно, и соединяют их, вкладывая выступы друг в друга. Внутренний выступ выполняют высотой составляющей 1,5 - 2,0 его толщины, наружный выполняют высотой 0,7-0,9 высоты внутреннего. Замыкают кольцевую щель, обжимая собранные полусферы в шар путем всестороннего обжатия. Это позволяет исключить сварку или пайку стыка полусфер, а также последующую шлифовку сварного шва. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4696425/27 (22) 23.05.89 (46) 07.05.91, Бюл, М 17 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И,.Носова (72) В.В. Мещеряков, П.M. Грачев, А.М, Чевачин, В.А. Муханов и Е.И. Попова (53) 621.981(088.8) (56) Патент США М 3536368, кл. F 16 С 33/00, В 21 0 53/10, 1970. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛ6!Х ШАРОВ . (57) Изобретение относится к обработке материалов давлением и может быть использовано для производства сферических элементов. не несущих больших нагрузок, Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для производства сферических узлов, не несущих больших нагрузок (например. клапанов. замковых устройств).

Целью изобретения является повышение качества изделий эа счет увеличения их прочности и герметичности.

На фиг. 1 и 2 показан шар до и после обжима соответственно.

Иэ заготовок (например, цилиндрических) изготавливают полусферы 1 и 2 с наружными 3 и внутренними 4 выступами.

Высота hi внутренних выступов 4 составляет 1,5-2.0 его толщины, высота hz наружных выступов (0,7-0.9)h1. Полусферы собирают с получением замка, имеющего кольцевые щели5и6, „„Я „„1646654 А1 (я)5 В 21 0 53/10 например клапанов, замковых устройств и т.д, Цель изобретения — повышение качества изделий за счет увеличения их прочности и герметичности. Формируют две полусферы соответственно с внутренним и наружным кольцевыми выступами на торцовых сопряженных поверхностях, расположенных оппозитно, и соединяют их, вкладывая выступы друг в друга. Внутренний выступ выполняют высотой, составляющей 1,5 — 2,0 его толщины, наружный выполняют высотой

0,7-0,9 высоты внутреннего. Замыкают кольцевую щель. обжимая собранные полусферы в шар путем всестороннего обжатия.

Это позволяет исключить сварку или пайку стыка полусфер, а также последующую шлифовку сварного шва. 2 ил., 1 табл.

Затем прикладывают равномерно распределенную по пюверхности шара нагрузку до закрытия щелей 5 и 6.

Способ осуществлен на гидравлическом прессе с максимальным усилием 30 т. Вначале иэ цилиндрических алюминиевых заготовок заданного обьема с помощью штампов соответствующей формы были изготовлены полусферы с толщиной стенки

1 мм и наружным радиусом 4 мм, Толщина t кольцевых выступов (как внешнего, так и внутреннего) составляла около половины толщины стенки и обеспечивала свободноЕ соединение оппоэитных полусфер. Для проверки количественных соотношений были сформированы выступы разной высоты, изготовлены полусферы десяти типоразмеров, отличающихся между собой только величиной указанных соотношений.

1646654

Готовые полусферы были рассортированы по типоразмерам, соединены в сферы и обжаты на том же прессе в штампе, состоящем иэ половин, каждая иэ которых имела деформирующую поверхность в виде полусферы диаметром 0 = 8 мм. Недеформированный шар устанавливали в штампе так, чтобы плоскость разъема полусфер совпадала с плоскостью разъема деформирующих поверхностей, при этом между половинами штампа был зазор, равный ширине щели 5. Затем усилием пресса соединяли обе половины штампа. Всесторонний характер нагрузки был обеспечен плотным и равномерным контактом рабочих поверхностей штампа и деформируемого шара.

Оценка качества шаров произведена путем их визуального осмотра, динамических испытаний в голтовочном барабане, статических испытаний сжатием между плоскопараллельными плитами и испытаний на герметичность в гидроцилиндре с веретенным маслом под давлением 8 кг/см .

Были испытаны сферы десяти типоразмеров партиями по 20-40 шт. Условия испытаний одинаковы для всех партий. После каждого испытания сферы осматривали снаружи, вскрывали и осматривали изнутри.

Результаты испытаний в качественном виде представлены в таблице.

Сравнение данных таблицы показывает, что в указанных диапазонах соотношений получены наилучшие результаты по прочности и герметичности, а эа границами диапазонов подавляющее большинство изделий не выдержало испытаний.

Отрицательные результаты, полученные при испытаниях некоторых шаров предлагаемых размеров (1-47,). можно объяснить случайны, «отклонениями размеров

5 шара и условий испытаний от заданных.

Результаты испы1эний на герметичность считались отрицательными, если после вскрытия шара внутри обнаруживалось видимое количество масла, наличие слвдов

10 масла в замке сферы не учитывалось, Экономическая эффективность способа достигается эа счет исключения сварки или пайки стыка полусфер, а также последующей шлифовки сварочного шва, При этом

15 растет производительность (ввиду сокращения времени цикла изготовления шара) и снижаются расходы на оборудование и энергию, 20 Формула изобретения

Способ изготовления полых шаров. включающий формирование полусфер с внутренним и наружным кольцевыми высту25 пами на торцовых поверхностях соответственно и соединение полусфер с образованием замка, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий за счет увеличения их прочности и герме30 тичности. при формировании полусфер внутренний выступ выполняют высотой, составляющей 1,5-2,0 его толщины, наружный выступ — высотой 0,7 — 0,9 высоты внутреннего, после соединения полусфер их обжимают

35 равномерно распределенной по поверхности шара нагрузкой до выравнивания высот выступов

1646654

Ф о

Ф Я

Z

C о

2

lф

СЧ

l .с

LD

О

-О О

CV CV

О О О

И

CO СО СО

О О О

W0) О

О О

«О О О

CV Ф

CO о о т

С1

Щ

LD CO

ОО О

Л аО LO

О О

Е

Е

СР

C о

2

LA

С»

LA

C) LA LD LA

О О О

IA LA LA

О О О

О» О О

О сч

ОЪ C7) Ch

О О О

ОЗ

О

О.

LD LD ID

О О О

О О О и т

e-o <

®с о ф с а

a S e -фо

Ф3

m tI у m . ф z с о ос с с Ф о

egsa

Z Z

Ф х о® к mg с ол

Ф а<0

a c

m v

Ct 0Е

Ф Ф Э

Ф m ао о с

ZZKS о о IC

QvVK

C1m om с

g S

m O

О

Х

a. m

Ф

С S

m c е

Ф с щ

1о х

О 2 т

o Z

Щ

L Д щ с

S

S p щ

0 0 с с

v О

S О

З 0

S ф

Е а Х ф а

l ф

g (K Cf

Z

-"с Ф саум о сsо

l- o ао т

omo

0

Ф с фщ

О ц ф лф м S

< о z ас m

m p

1Еос

mvс

moo

a. z S

3 »

CO о а

I Ф д е 3

О и

О у X

S Z

1» m

Э

3l ас ф о ь ф

S

Ф Ф

Е о

lФ а

Ф о с л

lv

3 Я

Z

Ф а

S

1»

73

Ю

О ф $

О аC:

I а ооф

S C ..о х Ф до

Ф 0 т вя* .а ф л

aS

1 0

Ф Z

Ф ц У

mЛР о m .а р г 0 ,о v 0."

m т ф О а .а.с а

l о с отф

m m

ЕXФ о О л с сч

2 ь-.-щ и

orna) о "ф с, т v v>om а с З с ИЕЭДО фсЯщ ф + Е X тавот ф IC m C ф

c»se оа » о с ф т

OvQ m

О х а L " ФЛ* о л Е а

Q. a.

*e3.3 g

v -© ф

e>muQ ф хо

>ооф o c m

Ф 3 es и m ь

О. Q .р аo I-О ддо 0 и с

m3 m > z5 оф ада

Z ф а 3 з arne

ooàe 3В Хаааx ,аф ool ло < * 0 Э*с . x **. аco g I * - o .в m e Р QI л, а С ф - оg»XÇK

i O X ооl amos

ЭОS>ZSЭ ® mOmyZI QgO

Ф х т О а O e o Ic

«т c e a E s s x .вйщоцса сф®л щэх щ

ОЕОФФX KIЗ

1- ? -балтSS emо фф лw z z,- *о

l» л C m m * S 3(а тфф,„,*mam

"ЕS32eme ссvx<

Фиг.2

Составитель В.Григорьева

Редактор В.Петраш Техред М.Моргентал Корректор Д.Осауленко

Заказ 1364 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ ГосУдарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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