Способ изготовления цилиндрических оболочек

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением при изготовлении тонкостенных цилиндрических оболочек с толщиной стенки менее 0,2 мм ротационной вытяжкой с утонением. Способ включает установку цилиндрической заготовки на оправку, ее закрепление по торцу и ротационную вытяжку с утонением, причем установку цилиндрической заготовки на оправку осуществляют с гарантированным натягом. Достигается повышение качества при изготовлении нежестких цилиндрических оболочек с толщиной стенки менее 0,2 мм.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением при изготовлении тонкостенных цилиндрических оболочек с толщиной стенки менее 0,2 мм ротационной вытяжкой с утонением.

Известен способ изготовления цилиндрических оболочек (см. Могильный Н.И. Ротационная вытяжка оболочковых деталей на станках. - М.: Машиностроение, 1983, с. 117, 127), принятый за прототип. Согласно способу пустотелую трубчатую заготовку с номинальным внутренним диаметром, равным диаметру готовой оболочки, плотно надевают на оправку, номинальный наружный диаметр которой равен внутреннему диаметру оболочки, закрепляют ее по торцу, после чего производят ротационную вытяжку оболочки с утонением стенки. При этом крутящий момент от шпинделя станка и закрепленной на нем оправки передается ролику через торец оправки и выдавленную тонкую стенку оболочки.

Недостатками прототипа являются: 1. Сложность и порой невозможность качественного изготовления тонкостенных цилиндрических оболочек с толщиной стенки менее 0,2 мм со степенью деформации ≥60%. Ротационная вытяжка со степенью деформации ≥60%, как правило, приводит к потере устойчивости из-за изменения плотной посадки заготовки на оправку на скользящую вследствие роста внутреннего диаметра оболочки в процессе ротационной вытяжки и, как следствие, к образованию гофр на оболочке, местным надрывам или к разрыву оболочки.

2. Уменьшение степени деформации до величины, позволяющей проводить процесс ротационной вытяжки, нежелательно, т.к. приводит к необходимости дополнительной операции ротационной вытяжки с сопутствующей ей термообработкой.

3. Сложность получения оболочек с высокими требованиями к шероховатости внутренней и наружной поверхности, т.к. достижение высокой чистоты поверхностей обеспечивается малыми подачами ролика, наличием площадки на ролике, которые приводят к росту внутреннего диаметра оболочки, отрыву от оправки и потере устойчивости оболочки со всеми негативными последствиями (см. п.1).

4. Плотная установка заготовки на оправку в ~99% случаях осуществляется с зазором, в пределах которого заготовка подвижна относительно оправки в радиальном направлении, что влияет как на качество обработанной поверхности, так и на точность диаметра.

Изобретением решается задача снижения трудоемкости, повышения качества при изготовлении нежестких оболочек с толщиной стенки менее 0,2 мм.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в том, что способ позволяет получать качественные цилиндрические оболочки с толщиной стенки менее 0,2 мм при минимальной разностенности и с шероховатостью внутренней и наружной поверхностей не грубее Ra 1,25.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления цилиндрических оболочек, включающем установку цилиндрической заготовки на оправку, ее закрепление по торцу и ротационную вытяжку с утонением, установку цилиндрической заготовки на оправку производят с гарантированным натягом.

Введение в способ установки цилиндрической заготовки на оправку с гарантированным натягом позволяет производить ротационную вытяжку оболочек со степенью деформации ≥60% инструментом с большими радиусами закругления или площадками и на малых подачах ролика для обеспечения высокой чистоты поверхности и, как следствие, с малыми разностенностями без потери устойчивости оболочек, т.к. обычного отрыва оболочки от оправки вследствие увеличения диаметра оболочки в процессе ротационной вытяжки, как правило, не происходит, а происходит ослабление первоначального натяга.

Таким образом, сравнение заявленного изобретения с прототипом позволило установить его соответствие критерию "новизна".

При анализе уровня техники в данной области было выявлено, что заявляемая совокупность существенных признаков обеспечивает данному изобретению соответствие критерию "изобретательский уровень".

Способ реализуется следующим образом.

Цилиндрическая заготовка с внутренним диаметром, меньшим чем наружный диаметр оправки для ротационной вытяжки, надевается с усилием (с натягом) на оправку и закрепляется по торцу. Для обеспечения малой шероховатости внутренней и наружной поверхностей оболочки ротационную вытяжку производят роликами с площадками или большими радиусами с малой подачей.

Формула изобретения

Способ изготовления цилиндрических оболочек, включающий установку цилиндрической заготовки на оправку, ее закрепление по торцу и ротационную вытяжку с утонением, отличающийся тем, что установку цилиндрической заготовки на оправку осуществляют с гарантированным натягом.