Способ импульсного формообразования сварных оболочек раздачей

 

Использование: машиностроительные отрасли, использующие сварные элементы в качестве элементов корпусов конструкций . Сущность изобретения: на первых переходах между сварными продольными швами оболочки и матрицей размещают проставки, размер которых увеличивается с последующим переходом до выбора зазора между оболочкой и матрицей, и оболочка подвергается на каждом переходе воздействию импульсного источника энергии, а на последнем переходе проставки извлекают и осуществляют окончательную деформацию вогнутостей оболочки в сторону матрицы с одновременным статическим прижимом прилегающим к матрице участков оболочки. 4 ил. статических нагрузок на матрицу особого ее исполнения и применения в качестве материала для нее высокопрочных специальных сплавов. При раздаче данным способом оболочки , изготовленной сваркой продольными швами, в которой механические характеристики сварных соединений составляют порядка 0,6-0,9 от значений механических характеристик основного металла оболочек (в зависимости от рода сварки), деформируются в первую очередь зоны сварных соединений , что приводит к получению детали, имеющей огранку (только участки сварных соединений достигают заданного чертежом положения на контуре матрицы, основной металл между этими участками пружинит и образует луны по отношению к контуру матрицы). Поэтому для изготовления деталей раздачей из сварных неравнопрочных Ё 1 CJ со о ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

)s В 21 D 26/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2.1) 4782175/27 (22) 15.01.90 (46) 15.05.92. Бюл, ¹ 18 (71) Науч но-исследовател ьский институт технологии машиностроения (72) В.С.Богайчук, Н,А.Карандашев и

Н, В.Иноземцева (53) 621.98.044.7(088.8) (56) Белый И.В., Фертик С.М., Хименко Л,Т.

Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов. Харьков: Вища школа, 1977, с.49. (54) СПОСОБ ИМПУЛЬСНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ СВАРНЫХ ОБОЛОЧЕК РАЗДАЧЕЙ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к магнитноимпулсной обработке, и может быть применено в машиностроительных отраслях, использующих сварные оболочки в качестве элементов корпусов конструкций (производство летательных аппаратов, химическое и энергетическое машиностроение, судостроение).

Известен способ формообразования деталей из цилиндрических заготовок раздачей в матрицу, например, с применением жидкости высокого давления (гидроштамповка), позволяющий обрабатывать заготовки практически любых габаритов.

Однако указанный способ в связи с развиваемыми давлениями в рабочей жидкости до 250 МПа предъявляет очень высокие требования к качеству уплотнений внутренней полости штампуемой оболочки или трубы.

Кроме того, он требует из-за очень больших Ы 1733165 А1 (57) Использование: машиностроительные отрасли, использующие сварные элементы в качестве элементов корпусов конструкций. Сущность изобретения: на первых переходах между сварными продольными швами оболочки и матрицей размещают проставки, размер которых увеличивается с последующим переходом до выбора зазора между оболочкой и матрицей, и оболочка подвергается на каждом переходе воздействию импульсного источника энергии, а на последнем переходе проставки извлекают и осуществляют окончательную деформацию вогнутостей оболочки в сторону матрицы с одновременным статическим прижимом прилегающим к матрице участков оболочки.

4 ил. статических нагрузок на матрицу особого ее исполнения и применения в качестве материала для нее.высокопрочных специальных сплавов.

При раздаче данным способом оболочки, изготовленной сваркой продольными швами, в которой механические характеристики сварных соединений составляют порядка 0,6-0,9 от значений механических характеристик основного металла оболочек (в зависимости от рода сварки), деформируются в первую очередь зоны сварных соединений, что приводит к получению детали, имеющей огран ку (только участки с варн ых соединений достигают заданного чертежом положения на контуре. матрицы, основной металл между этими участками пружинит и образует "луны" по отношению к контуру матрицы). Поэтому для изготовления деталей раздачей из сварных неравнопрочных

1733165

15

55 цилиндрических заготовок этот способ неприменим

Наиболее близким к предлагаемому является способ, согласно которому формообразование цилиндрической детали раздачей в матрицу производят одновременным импульсным нагружением по всему периметру заготовки.

Однако этот способ также не обеспечивает высокого качества формы получаемой детали, так как не происходит эквидистантной раздачи в матрицу сварной оболочки или трубы из-за опережающего перемещения участков ее стенки, примыкающих к сварным соединениям, которые обладают меньшим сопротивлением деформированию по сравнению с основным металлом.

Целью изобретения является повышение качества формы получаемой детали, изготавливаемой раздачей из сварной неравнопрочной цилиндрической заготовки.

Поставленная цель достигается тем, что формообразование осуществляют попереходно: на первых переходах между сварными продольными швами оболочки и матрицей размещают проставки, размер которых увеличивается с последующим переходом до выбора зазора между оболочкой и матрицей, а на последнем переходе проставки извлекают и осуществляют окончательную деформацию вогнутостей оболочки в сторону матрицы с одновременным статическим прижимом прилегающих к матрице участков оболочки, На фиг.1 схематично показана первоначальная форма оболочки в матрице; на фиг.2 — форма оболочки после первого перехода; на фиг,3 — форма оболочки после второго перехода; на фиг,4 — окончательная форма оболочки.

Способ осуществляют следующим образом.

Устанавливают оболочку 1 в рабочее положение с заданным зазором относительно матрицы 2. Помещают между оболочкой и матрицей в местах сварных соединений проставки 3, полностью выбирая на этих участках воздушный зазор оболока — матрица. Размещают изнутри оболочки импульсный источник 4 энергии. Производят импульсное нагружение оболочки от источника 4, после чего опирающиеся на проставки участки периметра со сварными соединениями, изгибаясь, отходят назад по отношению к первоначальному положению, в неопирающиеся участки основного металла оболочки за счет изгиба движутся к матрице, уменьшая первоначальный зазор между оболочкой и матрицей. Заменяют первоначальный набор проставок другим с большей толщиной, вновь подпирая участки периметра оболочки со сварными соединениями. Производят повторное импульсное нагружение, получая более крутые вогнутости металла в зоне опирания внутрь и более плотное прилегание к матрице участков ос-, новного металла. Вынимают проставки, прижимают разжимным приспособлением

5 к матрице прилегающие к ней участки оболочки. Осуществляют окончательную деформацию вогнутостей оболочки в сторону матрицы, обеспечивая полное замыкание нового контура циличдрической детали, эквидистантно первоначальному.

Количество импульсов и деформация изгиба оболочки должны подбираться такими, чтобы длина вогнутости на оболочке была меньше или равна длине противолежащегно участка кольцевой матрицы. Кроме того, необходимо учитывать пластичность сплава оболочки, так как многочисленные гибы могут привести к появлению поверхностных трещин на стенке оболочки в вершинах вогнутостей.

С помощью предлагаемого способа была обработана на магнитно-импульсной установке МИУ-20 макетная цилиндрическая оболочка из сплава 1201АТ1, имеющая наружный диаметр 500 мм, толщину стенки 4,5 мм и высоту 450 мм. Зона обработки имела высоту 50 мм. Сварные продольные соединения были получения аргонно-дуговой сваркой и располагались равномерно по периметру с шагом 90, Внутренний диаметр стальной кольцевой матрицы составлял 510

MM.

На первом переходе между оболочкой и матрицей в местах сварных соединений были помещены стальные проставки — пластины шириной 15 мм, высотой 50 мм и толщиной 5 мм, Импульсное нагружение осуществляли гибким пятивитковым индуктором из медного электрического провода

БПВЛ с сечением токоведущей жилы 16 мм, с высотой 50 мм, опирающимся на стальные уголковые опоры, имеющие возможность радиального перемещения. Энергия разряда составляла 20 кДж, частота разрядного тока системы равнялась 4 кГц.

На втором переходе между оболочкой и матрицей в местах сварных соединений были помещены проставки с общей толщиной

7,5 мм. Второе импульсное нагружение было по режиму аналогичным первому. На третьеми переходе были применены проставки толщиной 10 мм, Третье импульсное нагружение оболочки были идентично первым двум, глубина вогнутости составила 12 мм.

1733165

Формула изобретения

Фиг. 1

Ðûã.,У

Составитель В.Богайчук

Техред М,Моргентал КоРРектор М.Кучерявая

Редактор А.Лежнина

Заказ 1625 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

После трех формообразующих гибочных переходов проставки были вынуты и была осуществлена окончательная деформация вогнутостей оболочки в сторону матрицы с одновременным статическим 5 прижимом прилегающих к матрице участков оболочки разрядом с энергией 20 кДж.

Индуктор на всех переходах полностью повторял форму контура оболочки.

По окончании формообразования торца 10 оболочки конечная величина зазоров между оболочкой и матрицей не превышала 0,8—

1,0 мм, а контур детали представлял собой почти точную окружность.

Аналогичная оболочка, обработанная 15 прямой магнитно-импульсной раздачей в матрицу за три перехода с энергией разряда 20 кДж при начальном зазоре между деталью и матрицей 5 мм, имела окончательно 20 зазоры в местах сварных соединений 1,0 мм, на участках основного металла зазор достигал 2,5 мм.

Способ импульсного формообразования сварных оболочек раздачей, заключающийся в одновременном нагружении оболочки по всему периметру импульсным давлением для деформирования оболочки в матрицу, отличающийся тем, что, с целью повышения качества формы получаемой детали, формообразование осуществляют попереходно: на первых переходах между сварными продольными швами оболочки и матрицей размещают проставки, размер которых увеличивают с последующим переходом до выбора зазора между оболочкой и матрицей, а на последнем переходе проставки извлекают и осуществляют окончательную деформацию вогнутостей оболочки.в сторону матрицы с одновременным статическим прижатием прилегающих к матрице участков оболочки.