Установка гидроформования днищ

Авторы патента:

Емельянов Иван Николаевич (RU)

Поспелов Николай Афонасьевич (RU)

B21D26/02 - с использованием давления текучей среды

Владельцы патента RU 2475324:

Открытое акционерное общество "Завод Старт" (RU)

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к листовой штамповке, и может быть использовано при получении днищ различной формы. Установка содержит верхнюю и нижнюю тумбы, четыре колонны, гидроцилиндры, гидросистему, станцию насосную, трубопроводы и узел подачи сжатого воздуха. Гидроцилиндры подвешены в пазах верхней тумбы с возможностью перемещения по ним и настройки на днища разных размеров. В центре стола нижней тумбы выполнено отверстие для подачи формующей жидкости под заготовку днища. В установке предусмотрена система слежения за высотой заготовки днища. Во внутренней центральной части нижней тумбы может быть расположена емкость для формующей жидкости. В центральной части верхней тумбы закреплен коллектор-распределитель. В результате обеспечивается возможность изготовления днищ различных типоразмеров и требуемого качества. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Настоящее изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к листовой штамповке, и может быть использовано для получения днищ.

Днище - это полая деталь, которая является неотъемлемой частью почти любого сосуда или аппарата. В зависимости от назначения аппарата и условий его работы применяют днища, различные по форме: выпуклые, конические и плоские.

Наибольшее распространение при изготовлении днищ получили следующие способы: штамповка на гидравлических или кривошипных прессах, обкатка на специальных обкатных машинах, штамповка эластичной средой или жидкостью, штамповка взрывом. Целесообразность использования того или иного способа зависит от целого ряда факторов: серийности производства, размеров и формы днищ, технических требований к ним и так далее.

При крупносерийном производстве применяют способ изготовления днищ штамповкой. Этот способ обеспечивает получение детали относительно высокой точности и требуемого качества. Но способ очень сложный и требует применения специальных дорогостоящих прессов двойного действия и специальных штампов.

Известен классический вариант процесса штамповки эластичной средой или жидкостью.

На стол гидропресса устанавливается специальный гидроштамп, под его прижимную плиту укладывается заготовка, все это прижимается к корпусу штампа и под заготовку через резиновую диафрагму, подается жидкость под необходимым давлением. У вытянутой таким способом детали далее удаляется облой и на проходном штампе или на специальной установке производят фланжировку (отбортовку кромки) днища по сложному криволинейному контуру.

Для получения большой номенклатуры крупногабаритных днищ в условиях мелкосерийного производства применяют обкаточные (флажировочные) машины. Например, известна технологическая установка для ротационной вытяжки деталей цилиндрической, конической, сферической и фасонной форм с последующей завальцовкой и подрезкой торцов модели РТ305 («Каталог промышленного оборудования рязанского станкостроительного завода», выпуск №3). Обкатка днищ данным способом относится к числу сложных и сравнительно мало изученных процессов в обработке металлов давлением. Поэтому качество и точность размеров днищ в значительной степени зависит от субъективного фактора - квалификации оператора.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является установка для гидроформования днищ, содержащая нижнюю тумбу под столом, в центре которого выполнено отверстие для подачи формующей жидкости под заготовку днища, станцию насосную для подачи формующей жидкости, верхнюю тумбу, гидроцилиндры, гидросистему с трубопроводами (US 2008/0282757 A1, B21D 26/02, 20.11.2008, на 6 страницах).

Описанное выше техническое решение не позволяет осуществить изготовление днищ различной формы (круг, овал, чемодан и другие) в условиях быстрого, качественного и недорогого освоения новых изделий, что очень востребовано при жесткой конкуренции рыночных отношений.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является изготовление широкой гаммы типоразмеров качественных днищ и наладка выпуска (освоения) новой продукции в кратчайшие сроки и недорого.

Данная задача решается за счет того, что прижимным элементом матрицы в установке являются ряд гидроцилиндров высокого давления, например 36 штук, которые имеют возможность быстро перенастраиваться на широкую гамму типоразмеров днищ, а при помощи имеющегося в комплекте установки насоса высокого давления, который закачивает формующую жидкость, например воду, под заготовку, мы получаем качественную «линзу» днища псевдоэллиптической формы.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является то, что данная установка обеспечивает изготовление широкой гаммы типоразмеров качественных днищ и позволяет наладить выпуск (освоение) новой продукции в кратчайшие сроки и недорого.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена установка гидроформования линзы, на фиг 2 - станция насосная, на фиг.3 - система слежения за высотой вытяжки, на фиг.4 - узел подачи сжатого воздуха, на фиг.5 - схема гидроформования (принципиальная).

Установка гидроформования днища состоит из: тумбы нижней 1, во внутренней центральной части которой расположена емкость для формующей жидкости, например вода, а верхняя ее часть служит столом для установки матриц и штампов; тумбы верхней 2, на нижней плоскости которой расположены пазы для подвешивания гидроцилиндров, а в центральной части закреплен коллектор-распределитель нагнетающей жидкости по гидроцилиндрам; четырех колонн 3, которые связывают между собой тумбу нижнюю 1 и тумбу верхнюю 2; гидросистемы, которая состоит из гидростанции 4, установленной около одной из колонн, с распределительной и регулирующей аппаратурой, трубопроводов и рукавов высокого давления, соединяющих гидростанцию с коллектором-распределителем и гидроцилиндрами 24; станции насосной 5, обеспечивающей подачу формующей жидкости из емкости для формования «линзы» под необходимым давлением; системой слежения за высотой заготовки днища 6, состоящей из центральной штанги, контактирующей с центром днища (место максимальной высоты вытяжки «линзы»), и указательной штанги, находящейся непосредственно перед глазами оператора и отслеживающей размер по шкале; трубопроводов 7, соединяющих станцию насосную 5 с отверстиями нагнетания формующей жидкости в центре стола нижней тумбы 1 под заготовку, и имеющейся на них распределительной, регулирующей, предохранительной и показывающей аппаратуры; узла подачи сжатого воздуха (для ускоренного удаления формующей жидкости из отформованной «линзы») фиг.4, состоящего из трубопровода подачи сжатого воздуха, крана 8, 9, манометра 10 и редукционного клапана 11.

Установка гидроформования днища работает следующим образом.

Перед началом работы все краны на станции насосной (фиг.2) нужно закрыть, кран шаровый муфтовый 7 открыть.

Открыть вентиль подачи сжатого воздуха 8 (фиг.4) при закрытом кране 9, настроить давление воздуха 0.8…1.0 кг/см² по манометру 10, редуктором 11.

Многорядный вертикальный многоступенчатый насос 12 (фиг.2) заполнить водой (формующая жидкость). Заполнение насоса водой производится из бака наполнения насоса 13 открытием крана 14. После наполнения кран 14 закрывается.

В конструкцию станции насосной для предохранения насоса 12 от перегрузок встроен байпассный (предохранительный) клапан 15. Клапан настроен на давление открытия 16 кг/см².

Для установки гидроштампа на установку гидроформования днищ используется вспомогательный выкатной стол (фиг.1).

Гидроцилиндры 24 размещаются относительно матрицы соответственно схеме данной на чертеже матрицы.

Матрица (не показана) укладывается на заготовку и по периметру прижимается пятами гидроцилиндров 24. Достигнув рабочего давления, гидростанция 4 выключается.

Штанга центральная 16 опускается до касания заготовки. Включается станция насосная 5, и открывается кран 20 напорной магистрали. Вода (формующая жидкость) через отверстие 25 в центре стола нижней тумбы под напором идет под заготовку и начинает ее выдавливать. Выдавив заготовку до высоты требований чертежа, насос 12 отключается, настраивается на это давление электроконтактный манометр 21 для автоматического отключения насоса на последующую партию аналогичных днищ.

Кран 20 закрывается, а кран 22 открывается; при этом вода (формующая жидкость) из-под заготовки днища перетекает через отверстие 25 обратно в свою емкость для воды формующей. Для ускорения перетекания воды (формующей жидкости) из-под заготовки туда подается сжатый воздух.

Затем гидростанция 4 включается, поднимается матрица, гидростанция 4 выключается, и готовая «линза» днища снимается с установки.

Описанная выше установка гидроформования днищ успешно введена в эксплуатацию и применяется на ОАО «Завод Старт» для изготовления различных днищ.

1. Установка гидроформования днищ, характеризующаяся тем, что она содержит тумбу верхнюю с пазами, тумбу нижнюю со столом, четыре колонны, гидроцилиндры, гидросистему, станцию насосную, систему слежения за высотой заготовки днища, трубопроводы, узел подачи сжатого воздуха, причем гидроцилиндры подвешены в пазах верхней тумбы с возможностью перемещения по ним и настройки на днища разных размеров, а в центре стола тумбы нижней выполнено отверстие для подачи формующей жидкости под заготовку днища.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что во внутренней центральной части тумбы нижней расположена емкость для формующей жидкости, а ее верхняя часть служит столом, предназначенным для установки матриц и штампов.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что пазы для подвешивания гидроцилиндров расположены на нижней плоскости тумбы верхней, в центральной части которой закреплен коллектор-распределитель.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что гидросистема состоит из установленной около одной из колонн гидростанции с распределительной и регулирующей аппаратурой, трубопроводов и рукавов высокого давления, соединяющих гидростанцию с коллектором-распределителем и гидроцилиндрами.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система слежения за высотой заготовки днища состоит из центральной штанги и указательной штанги, причем центральная штанга контактирует с центром днища.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что узел подачи сжатого воздуха состоит из трубопровода подачи сжатого воздуха, крана, манометра и редукционного клапана.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности, для получения деталей типа днищ листовой штамповкой. .

Ультразвуковой гидрорез // 2463136

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке материалов резанием при помощи струи воды. .

Термовакуумная установка для обработки изделия(ий) // 2439455

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для термовакуумной обработки изделий в управляемом температурном поле с целью высокоточного исполнения технических параметров склеиваемых или формуемых многослойных изделий из композиционных материалов и легких сплавов, отверждающихся при температурах выше температуры окружающей среды.

Способ формовки листовой заготовки в режиме сверхпластичности и устройство для его реализации // 2433010

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к пневмотермической формовке деталей из листовых заготовок. .

Титановый узел летательного аппарата и способ его изготовления сверхпластическим формованием // 2425724

Изобретение относится к изготовлению конструктивных узлов заданной конфигурации из пакета титановых сплавов сверхпластическим формованием. .

Способ прошивки и прошивной аппарат, использующие гидравлическую вытяжку, и получаемая гидравлической вытяжкой деталь и конструкция // 2417853

Изобретение относится к способу, используемому для производства деталей системы выпуска отработанных газов, деталей системы подвески, деталей корпусной системы и т.д.

Устройство для гидроштамповки тройников // 2417852

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении гидроштамповкой сложных полых изделий с пересекающимися осями, например тройников.

Способ изготовления панельной структуры с участками, имеющими в процессе эксплуатации панельной структуры различный уровень нагружения // 2410187

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к механической обработке давлением листового материала методом газостатической формовки в режиме сверхпластического течения материала.

Способ изготовления полых многослойных деталей с отводами // 2404003

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в различных областях машиностроения при изготовлении соединительных деталей сварных трубопроводов.

Способ инерционной штамповки труб // 2401715

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способам изготовления полых изделий. .

Способ изготовления полой вентиляторной лопатки // 2477191

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, более конкретно, к способам изготовления полой лопатки вентилятора газотурбинного двигателя (ГТД), состоящей из выполненных из титанового сплава обшивок и заполнителя

Способ и аппарат для формования, и соответствующая им предварительно отформованная заготовка со средой для гидростатического прессования // 2517425

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к формованию заготовки желаемой конфигурации. Заготовку со средой для гидростатического прессования загружают в полость матрицы. Одновременно циклически изменяют температуру заготовки и прикладывают давление к заготовке и к среде. При этом используют среду для гидравлического прессования, остающуюся в жидкой фазе с вязкостью более 103 пауз при циклическом изменении температуры, что обеспечивает равномерное приложение давления к заготовке. 2 н. и 14 з.п.ф-лы,6 ил.

Штамп для формообразования изделий из листовых заготовок // 2529259

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении из листовых заготовок таких изделий, как, например, сосуды давления топливных систем космических аппаратов. Штамп содержит верхнюю и нижнюю половины, в которых выполнены рабочие поверхности. На верхней половине штампа на оси установлены захваты в виде рычагов с фиксирующими элементами, выполненные с возможностью поворота в вертикальной плоскости. При этом фиксирующие элементы захвата имеют возможность контактирования с формуемым изделием для обеспечения его извлечения из нижней половины штампа после окончания процесса формообразования. Повышается производительность и качество деталей. 3 ил.

Способ изготовления многослойных панелей // 2529618

Изобретение может быть использовано при изготовлении многослойных панелей методом, предусматривающим совмещение процесса сверхпластичной формовки и диффузионной сварки, например, в аэрокосмической промышленности. Изготавливают листовые заготовки заполнителя. На заданные участки одного из листов наносят диффузионным напылением в виде сетки вещество, состоящее из оксида молибдена и нитрида бора, электрическое сопротивление которого превышает электрическое сопротивление материала заготовок. Осуществляют сборку листовых заготовок заполнителя в пакет, герметизацию его по периметру и выполнение роликовой сваркой ряда непрерывных швов с образованием непроваров на участках их пересечения с нанесенным веществом. Размещают пакет между листами обшивок, нагревают его и проводят формовку заполнителя и сварку его с обшивкой за счет давления газа, проходящего через непроваренные участки пакета заполнителя. Способ обеспечивает повышение качества панелей и их упрочнение за счет диффузии атомов молибдена на поверхности титанового сплава.1 ил.

Способ изготовления многослойных металлических панелей // 2537980

Изобретение может быть использовано для изготовления многослойных металлических панелей, например, в аэрокосмическом машиностроении. Предварительно листы заполнителя локально соединяют между собой по пересекающимся зонам. Сваренные листы заполнителя размещают в штампе между листами обшивок и нагревают. Производят формование ячеек заполнителя путем подачи газа под давлением между листами заполнителя с осуществлением диффузионной сварки ячеек между собой и с листами обшивок. Одновременно с этим в полость штампа подают аргон с температурой 400-600°C для осуществления пластической деформации титанового сплава при температуре ниже 700°C, что связано с изменением диффузионной подвижности легирующих элементов замещения и их перераспределением в твердых α- и β-растворах титана. Способ обеспечивает повышение прочностных характеристик металлических панелей и уменьшение нестабильности геометрических размеров. 2 ил.

Способ штамповки труднодеформируемых материалов (варианты) // 2542046

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении высокотемпературной объемной штамповкой заготовок из материалов с ограниченной пластичностью. При осуществлении каждого варианта способа, включающего осадку и формообразование заготовки пуансоном в заполненной гидростатической средой матрице с созданием одновременно гидростатического давления внутри полости матрицы и вытеснением гидростатической среды в зазор между матрицей и пуансоном или через специальные фильеры в матрице, в качестве гидростатической среды используют технологический пластифицированный металл. При этом площадь сечения фильер и зазоров между матрицей и пуансоном выбирают из условия обеспечения уровня гидростатического давления в процессе деформации, превышающего предел текучести труднодеформируемого материала. По второму варианту осуществления способа штамповку осуществляют непосредственно из порошка со степенью объемной деформации по крайней мере 5%. Повышается качество и расширяются технологические возможности. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 пр.

Способ изготовления металлических панелей // 2555259

Изобретение может быть использовано для получения металлических панелей из титановых сплавов. Изготавливают заготовки заполнителя из двух листов титанового сплава ВТ6 толщиной 1 мм с продольной формой прокатки. Пакет листовых заготовок обваривают по контуру и проваривают рядом непрерывных ортогональных швов. Собранный пакет размещают между листами обшивок и нагревают в печи до температуры 800°C. Осуществляют формообразование заполнителя путем подачи в него газа под давлением. Скорость деформации ξ заполнителя при формовании выбирают из условия 5·10-4с-1<ξ<1·10-2с-1. Способ обеспечивает повышение прочностных характеристик готовых изделий за счет увеличения сверхпластичности и существенного снижения газонасыщенного поверхностного слоя. 1 ил.

Способ изготовления полой вентиляторной лопатки // 2555274

Изобретение относится к области обработки металлов давлением. С использованием диффузионной сварки и сверхпластической формовки собирают заготовки обшивок и заполнителя в пакет. Предварительно на участки контактирующих поверхностей заготовок обшивок и заполнителя по заданному трафаретному рисунку наносят защитное покрытие. В заготовках обшивок выполняют проточку, а в заготовке заполнителя - прорезь для установки по крайней мере одной трубки. Герметизируют пакет по кромкам, исключая место установки по крайней мере одной трубки. Устанавливают трубку, соединяя ее с коллекторной зоной, и удаляют из полостей пакета кислород и связующее вещество защитного покрытия. Полностью герметизируют пакет, нагревают его и осуществляют диффузионную сварку заготовок по входной, выходной и периферийной кромкам. Придают цельной конструкционной заготовке аэродинамический профиль, производят сверхпластическую формовку посредством подачи в полости между заготовками обшивок и заполнителя рабочей среды с использованием по крайней мере одной трубки. Коллекторную зону располагают со стороны пакета, соответствующей периферийной кромке лопатки. Для установки по крайней мере одной трубки проточку в заготовках обшивок и прорезь в заготовке заполнителя выполняют на расстоянии от внешней границы входной или выходной кромки, меньшем L/3, где L - длина хорды лопатки по периферийной кромке. В результате обеспечивается устранение возможности появления брака при изготовлении лопаток без ухудшения эксплуатационных свойств лопатки и без повышения трудоемкости ее изготовления. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для газостатической формовки полых заготовок // 2564655

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для изготовления полых изделий, имеющих переменные радиальные сечения вдоль оси заготовки, или изделий с пересекающимися осями, например тройников. Нагревательные элементы установлены в корпусе стационарной нагревательной камеры, который жестко прикреплен к основанию. Имеется датчик температуры и подвижный кожух, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения по основанию относительно стационарной нагревательной камеры. В кожухе установлен осевой пуансон с центральным сквозным отверстием, через которое проходит шток, взаимодействующий с торцом осевого пуансона. Осевой пуансон имеет отверстие, пневматически связанное с источником подачи газа в полость заготовки. При этом механизм для сжатия торцов заготовки содержит гидроцилиндр с двумя последовательно расположенными поршнями одинакового диаметра, имеющими штоки. Причем шток поршня со стороны заготовки выполнен в виде осевого пуансона со сквозным отверстием, через которое проходит шток другого поршня, который взаимодействует с осевым пуансоном подвижного кожуха. Полости гидроцилиндра гидравлически связаны с источником давления рабочей среды. Разъемная матрица установлена в образованную нагревательной камерой и подвижным кожухом полость. Снижается усилие формовки, уменьшается утонение стенок заготовок при деформировании, что повышает качество полых изделий. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ изготовления полой металлической лопатки турбомашины // 2569614

Изобретение может быть использовано при изготовлении полых, например, авиационных вентиляторных лопаток. На поверхность участков, не подвергаемых соединению при диффузионной сварке, наносят антиадгезионное покрытие. После диффузионной сварки пакета, собранного из заготовок корыта, спинки и внутреннего каркаса лопатки, осуществляют разрушение адгезионных связей путем приложения отрывающей нагрузки, обеспечивающей отслоение защитного покрытия за счет упругой деформации заготовки на упомянутых участках при воздействии магнитного и/или электрического поля. Разрушение адгезионных связей производят до или после придания упомянутой заготовке аэродинамического профиля. Затем нагревают полученную конструкционную заготовку до температуры сверхпластической формовки и подают в ее полости рабочую среду для создания статического и/или вибростатического давления, необходимого для сверхпластической формовки, до получения полого пера лопатки и формирования ребер жесткости. Способ обеспечивает повышение качества лопаток и надежности процесса их изготовления за счет минимизации влияния загрязнений при разрушении и отслоении антиадгезионного покрытия. 24 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.