Способ получения отверстий

 

Использование: при обработке давлением . Сущность изобретения: в заготовке из металла получают предварительное отверстие . С одной его стороны получают углубление с упрочненным слоем в донной части, а с другой стороны - другое углубление. Его диаметр равен диаметру углубления с упрочненным слоем, а глубина равна 0,2 толщины заготовки из металла. Берут заготовку из волокнистого композиционного материала с предварительным отверстием. Складывают эти заготовки между собой и сжимают. Перемещают упрочненный слой за пределы заготовок. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТBEННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЗГИ)ФфЯ!

Я !;ц!:- * " "."«« ««г * « 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фк

Q3 (21) 4925999/27 (22) 08.04,91 (46) 30.04.93, Бюл, ¹ 16 (71) Самарский авиационный институт им, акад, С.П, Королева (72) С.И, Козий, Т.Б. Козий и А.Ю. Иголкин (56) Авторское свидетельство СССР № 1269889, кл, В 21 D28/26,,1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ (57) Использование: при обработкедавлением. Сущность изобретения: в заготовке иэ

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано во всех областях народного хозяйства, где требуется образование. высококачественных отверстий в смешанных пакетах, содержащих заготовки из волокнистых композиционных материалов, и, в первую очередь, отверстий под механические точечные соединения.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет получения отверстий в пакетах, содержащих заготовку из металла и заготовку из волокнистого композиционного материала.

На фиг.1 показан смешанный пакет с выполненным предварительным отверстием диаметром d; на фиг.2 — исходное положение штамповой оснастки перед формированием упрочненного, слоя в заготовке из металла: на фиг.3 — окончание стадии формирования упрочненного слоя; на фиг.4 — исходное положение штамповой оснастки перед пробивкой отверстия в смешанном пакете; на фиг.5 — стадия сдвига

». Ы, 1811945 А1

<я)з В 21 D 28/26, 35/00, В 21 J 5/06 металла получают предварительное отверстие. С одной его стороны получают углубление с упрочненным слоем в донной части, а с другой стороны — другое углубление. Его диаметр равен диаметру углубления с упрочненным слоем, а глубина равна 0,2 толщины заготовки из металла. Берут заготовку из волокнистого композиционного материала с предварительным отверстием. Складывают эти заготовки между собой и сжимают.

Перемещают упрочненный слой за пределы заготовок. 7 ил. материала в заготовке из металла; на фиг,6 — окончание стадии процесса разделения в заготовке из волокнистого композиционного материала; нэ фиг.7 — стадия калибровки отверстия в заготовке из волокнистого композиционного материала, В смешанном пакете, содержащем заготовку 1 из волокнистого композиционного материала, например бороалюминия, и заготовку 2 из металла, например алюминиевого сплава S95T., образуют предварительное отверстие диаметром d, например, посредством пробивки (фиг.1).

Далее пакет разбирают и заготовку 2 размещают на плите 3. Затем в отверстие заготовки 2 помещают цилиндрический стержень 4, имеющий длину 1, меньшую толщины Н заготовки 2. Заготовку 2 фиксируют прижимом 5 с усилием Pnpvte. В прижиме 5 выполнено отверстие диаметром О, куда устанавливают пуансон 6 (фиг,2).

Производят формирование упрочненного слоя, для чего воздействуют импульсным усилием Р на торец. пуансона 6. В

1811045

10 результэте плэстического сжэтия мэтериэлэ зэготовки 2 по периметру предварительного отверстия имеют место заполнение свободного обьема с образованием линий максимальных сдвигов (фиг.3) и появление рэдиальных давлений р.

Далее стержень 4 удаляют из заготовки

2 и в последней со стороны плоскости разъема пакета выполняют дополнительное углубление с диаметром, равным диаметру числового отверстия, и глубиной h не менее

0,2 толщины заготовки 2 (фиг,4). При глубине дополнительного углубления менее 0,2 толщины Н заготовки 2 возможно неудовлетворительное качество отверстия в заготовке 1 из-за появления "утяжины", Вновь собранный пэкет заготовок 1 и2 размещают нэ матрице 7, имеющей отверстие, равное по диаметру и соосное отверстию в прижиме 5, 20

Реализация способа получения отверстий осуществляется следующим образом.

При воздействии импульсного усилия

Р на пуансон 6 осуществляют перемещение упрочненного слоя толщиной h*. В силу наличия дополнительного углубления в заготовке 2 в первый момент наблюдается пластический сдвиг ее материала нэ диаметре, равном диаметру чистового отверстия (фиг.5), Причем этот сдвиг (линии сдвига по- 30. казаны вертикальными пунктирными линиями) не сопровождается изгибающим воздействием нэ отделяемую часть заготовки 1, С момента, когда отделяемый материал 35 заготовки 2 начинает контактировать с кольцевой поверхностью заготовки 1, имеет место разделение заготовки 1. При этом роль пуансона выполняет отделяемый материал. заготовки 2 (фиг,6). 40

Следует подчеркнуть, что в результате перемещения упрочненного слоя в заготовке 2 формируется стенка высококачественного отверстия. С момента, когда упрочненный слой достигнет поверхности заготовки 1, наблюдается калибровка отверстия в заготовке 1. ®изически это объясняется следующим образом, Достигнув поверхности заготовки 1 (фиг.7), упрочненный слой частично разгружается и на стен- 50 ках ее отверстия появляются радиальные давления р*. В результате возможен мэссоперенос материала заготовки 2 на стенки отверстия заготовки 1, т.е. имеет место процесс плэкирования, 55

Способ прошел опытно-промышленную проверку при получении отверстий в смешанном пакете толщиной 7 мм. Пакет содержал заготовку из волокнистого композиционного материалэ — бороэлюминия перекрестного эрмировэния с обь м ной долей упрочняющих волокон в 50",/ и толщиной 1,2 мм. Вторэя зэготовкэ им(:лq толщину 5,8 мм и былэ изготовлена из эл оминиевого сплэвэ В95Т.

В пакете поэтапно пробивали предвэрительное отверстие диаметром 2,5 мм с использованием штамповой оснэстки в уг. ловиях высокоскоростного деформировэ ния.

Затем пакет разбирался и в заготовке из сплава В95Т формировали упрочненный слой толщиной 1,1 мм в процессе внедрения в эту заготовку пуансона.

После этого со стороны линии разъема пакета формировали режущими методами углубление диаметром 4,0 мм и глубиной 1,3 мм.

Производили сборку пакета и его фиксацию в штамповой оснастке с помощью ручного пресса, развивающего максимальное усилие в 40,0 кН.

Штэмповэя оснэсткэ изготавливалась из инструментальной стали У8А по 7-му квэлитету точности и после закалки имела твердость HRC 56 — 58 ед.

В качестве нэгружающего устройства использовалась магнитно-импульсная установка МИУ-10, метающая ударник массой

450 г при энергиях разряда 2,6 кДж (формирование упрочненного слоя) и 3,2 кДж (при получении чистового отверстия), Точность пробитых отверстий контролировалэсь нэ микроскопе УИМ-21 и лежэлэ в пределах 7 — 8 квэлитетов, нэ поверхности стенок отверстий отсутствовали какие-либо дефекты.

Проведенное поэтапное вытравливание алюминия из бороалюминиевой заготовки не выявило дробления волокон, Способ получения отверстий по сравнению с прототипом эффективен, поскольку устраняет образование каких-либо дефектов нэ заготовке из волокнистого композиционного материала по периметру чистового отверстия; позволяет плакировать поверхность стенок чистового отверстия материалом заготовки из металла.

C oðMóëà изобретения

Способ получения отверстий, при котором берут листовую заготовку из металла, получают в ней предварительно сквозное отверстие, устанавливают в него на части его BblcoTbl с одной стороны зэготовки стержень, опирают стержень и заготовку, формуют с другой стороны заготовку углубление с диаметром. равным диаметру требуемого отверстия, и с упрочненным слоем в донной чэсти путе л приложения осевой

1811915 нагрузки к кольцевому участку между поверхностью заготовки и торцом стержня, удаляют стержень и получают требуемое отверстие путем осевого перемещения упрочненного слоя на часть толщины заготовки, оставшуюся после формовки углубления, о т л и ч э ю шийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет получения отверстий в пакетах, содержащих заготовку из металла и заготовку из волокнистого композиционного материала, после удаления стержня выполняют в заготовке из металла со стороны, противоположной углублению, дополнительное углубление, расположенное соосно предварительному отверстию и имеющее лиэметр, соответствующий диаметру требуемого отверстия, и глубину не менее

0,2 толщины заготовки из металла, берут заготовку из волокнистого композиционно5 ro материала, получают в ней предварительное отверстие с диаметром, соответствующим диаметру предварительного отверстия в заготовке из металла, размещают заготовку из волокнистого

10 композиционного материала со стороны дополнительного углубления заготовки из металла, совмещают оси отверстий в обеих заготовках, сжимают заготовки между собой, а-упрочненный слой перемещают до15 полнительно на толщину заготовки из волокнистого композиционного материала. г

1811945

Составитель С.Козий

Техред M,Ìîðãåíòàë

Корректор A.Êîçîðèç

Редактор

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

Заказ 1546 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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