Способ формовки патрубков в листовых деталях

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к листовой штамповке, и может быть использовано при изготовлении листовых деталей с патрубками, в том числе некруглой формы. Изготавливают технологическое отверстие в детали и формовку в ней патрубка путем отбортовки отверстия с допустимым коэффициентом отбортовки. При этом допустимый коэффициент отбортовки определяют перед формовкой патрубка по результатам испытания листового образца до образования первой трещины, определяют относительное удлинение материала образца в зоне образования первой трещины, с учетом которого задают диаметр технологического отверстия и допустимый коэффициент отбортовки. Исключается образования торцовых трещин. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к листовой штамповке, и может быть использовано при изготовлении листовых деталей с патрубками, в том числе некруглой формы, используемых в авиационной, автомобильной и других областях промышленности.

Известен способ образования бортов вокруг предварительно пробитых технологических отверстий за счет растяжения металла с коэффициентом отбортовки Kотб=D/do, где D - диаметр горловины патрубка; d0 - диаметр технологического отверстия (см. «Справочник по холодной штамповке». Романовский В.П., - Л.:«Машиностроение». 1971. С.278-290).

Недостатком данного способа является то, что коэффициент отбортовки определяется эмпирически, что не позволяет в полной мере учесть особенности конкретной заготовки, в частности: характер отбортовки и состояние кромок отверстий (сверление или пробивка, наличие или отсутствие заусенцев и пр.); толщины заготовки; рода материала и его механических свойств; формы рабочей части пуансона. Использование данного способа не позволяет обеспечить гарантированное качество изделия.

Известен способ отбортовки отверстий, включающий выполнение отверстия в заготовке с профилированным по толщине диаметром и отбортовку отверстия жестким спрофилированным в продольном направлении пуансоном.

(см. а.с. СССР №1430136, кл. B21D 19/00, 1988 г.).

Недостатком способа является необходимость специального профилирования кромки отверстия и рабочей части пуансона.

Известен способ оценки штампуемости листового металла при отбортовке путем изготовления плоских прямоугольной формы в плане образцов, пробивки и зачистки отверстия в центре симметрии образца, жесткого защемления периферийной части образца, приложение усилия отбортовки к кольцевой зоне деформирования, прилегающей к отверстию, до начала образования трещины на кромке отверстия, при этом получают партию образцов одинаковой длины и различной ширины, а предельные деформации определяют на основе измерения максимального и минимального размеров отбортованного отверстия в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

(см. а.с. СССР №1505627, кл. B2ID 19/00,. 1989 г.).

Недостатком способа является его высокая трудоемкость и невозможность обеспечения гарантированного качества изделия.

Известен способ получения борта отверстия сложного по геометрии в плане на детали, заключающийся в вырубке отверстия и последующей его отбортовке, при этом первоначально в местах, наиболее нагруженных при деформации, при отбортовке вытягивают местные углубления, затем вырубают отверстия, которые кромкой проходят по дну вытянутых углублений, после чего отбортовывают отверстия нужной формы

(см. патент РФ №2095176, кл. B2ID 19/00, 1997 г.) - наиболее близкий аналог.

Недостатком способа является необходимость введения дополнительной операции вытяжки местных углублений, при которой даже небольшое смещение данных углублений относительно наиболее нагруженного места может привести к браку детали.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение качества формовки патрубков за счет гарантированного исключения образования торцовых трещин при формовке патрубков в ответственных деталях из труднообрабатываемых материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе формовки патрубков в листовых деталях, включающем изготовление технологического отверстия в детали и формовку в ней патрубка путем отбортовки отверстия, которую проводят с допустимым коэффициентом отбортовки, новым является то, что перед формовкой патрубка проводят испытание листового образца с выполненным на нем отверстием на растяжение до появления первой трещины, определяют относительное удлинение материала образца δЛОК в зоне образования первой трещины, с учетом которого задают диаметр технологического отверстия d0 и допустимый коэффициент отбортовки Котб, который определяют по зависимости: Котб<1+δЛОК.

При этом листовой образец выполняют из того же материала, что и деталь, длиной не менее 5 d0, а шириной, равной ширине кольца.

Растяжение образца производят со скоростью, равной скорости отбортовки отверстия на промышленном оборудовании.

Отверстие в листовом образце для растяжения выполняют способом, применяемым при изготовлении технологического отверстия.

При формовке патрубков некруглой формы отверстие в листовом образце выполняют равным 2 г, где г - радиус перехода от прямолинейных к криволинейным участкам отверстия патрубка, а длину образца задают не менее 5L, где L - максимальный размер технологического отверстия по длине окружности кольца.

Определение коэффициента отбортовки и диаметра технологического отверстия с учетом блок позволяет точно определить для конкретной детали максимально допустимую величину коэффициента отбортовки, гарантирующую отсутствие торцевых трещин на патрубке.

Использование листового образца из того же материала, что и деталь, задаваемые размеры образца, выполнение отверстия в образце способом, применяемым при изготовлении отверстия в детали и растяжение образца до появления первой трещины со скоростью отбортовки патрубка в детали, позволяют физически максимально моделировать реальный процесс отбортовки патрубка.

На патрубках некруглой формы выполняют плавные переходы по радиусам от прямолинейных к криволинейным участкам. Именно эти участки являются концентраторами напряжений для образования первой трещины. Поэтому в листовом образце отверстие выполняют равным 2r, а длину образца не менее не менее 5L (ГОСТ 1497-84), где L - максимальный размер технологического отверстия по длине окружности кольца.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходя из чертежа детали и расположения на ней патрубков определяют направление (продольное, поперечное или под углом) вырезки образца, задают его длину (не менее 5L) исходя из размера технологического отверстия, ширину и получают отверстие способом его выполнения в детали. Затем на образец наносят делительную сетку с наиболее мелким размером в месте радиусов перехода. После этого образец передают для испытания на растяжение на испытательной машине до появления первой трещины. При ее образовании испытание останавливают, производят соответствующие измерения делительной сетки в зоне трещины и определяют относительное удлинение (δЛОК) материала образца в зоне образования первой трещины при растяжении листового образца. δлок=l0 лок - lк лок/l0 лок (где l0 лок и lк лок начальный и конечный размер делительной сетки в месте образования первой трещины). По нему определяют максимально допустимый для данных условий коэффициент отбортовки и с его учетом, и исходя из размеров патрубка задают диаметр технологического отверстия под отбортовку. Допустимый коэффициент отбортовки определяют перед формовкой патрубка по результатам испытания листового образца и при проведении отбортовки его задают с учетом зависимости: Котб<1+δЛОК, где: Котб - допустимый коэффициент отбортовки; δЛОК - относительное удлинение материала образца в зоне образования первой трещины при растяжении листового образца.

Сущность заявленного способа будет более понятна из приведенного ниже примера.

В качестве примера использования предлагаемого способа представлен процесс отбортовки патрубков силового кольца ГТД диаметром 578 мм, шириной 80 мм и толщиной листа 2 мм. Материал кольца - титановый сплав ОТ 4-1. Силовое кольцо имеет 6 располагаемых под углом 15° к образующей патрубков некруглой формы длиной 38 мм, шириной 19 , с радиусами перехода по краям патрубка 9,5 мм.

Сплав ОТ 4-1 относится к титановым сплавам повышенной пластичности и рекомендациями ВИАМ (см. «Авиационные материалы». - Том 5. - Магниевые и титановые сплавы. - М.: ВИАМ - ОНТИ. 1973. - С.371) при отбортовке отверстий допустимый коэффициент отбортовки выбирается из условия Котб<1,55. Однако, как показали исследования, фактически, при отбортовке патрубков силового кольца с Котб=1,42, то есть значительно менее допустимого, выше которого на торцах патрубков имели место многочисленные трещины.

Исследования механических свойств сплава при различных режимах отжига показало, что относительное удлинение сплава изменяется от 16 до 34%, в зависимости от температуры отжига (640-780°С). Изготовленный образец длиной 300 мм, шириной 80 мм с отверстием под отбортовку и радиусами скругления 9,5 мм (d0=19 мм), с мелкой делительной сеткой в зоне радиусов, пройдя отжиг при 740°C, был подвергнут испытанию на растяжение до образования первой трещины. Измерения показали, что относительное удлинение в зоне трещины δЛОК составило 0,35. То есть фактически допустимый коэффициент отбортовки патрубков силового кольца не должен превышать 1,35 (1+δЛОК).

Все 6 патрубков силового кольца были отштампованы на роговом прессе 5 МН с коэффициентом отбортовки 1,34 при диаметре технологического отверстия 14,1 мм, выполненного механической обработкой с использованием пуансона с малыми радиусами закругления (3 мм).

Контроль цветной металлографией и люминисцентный контроль не обнаружили каких либо трещин и других дефектов на всех 6 патрубках.

Гарантированное повышение качества отбортовки в предлагаемом способе по сравнению с аналогами обеспечивается не путем изменения формы заготовки, инструмента и использования специальных приспособлений, а за счет точного определения допустимого коэффициента отбортовки для конкретных производственных условий и конкретного листового материала, используемого в производстве на данный момент (горячекатаный, холоднокатаный, отожженный и т.д) на листовом образце для растяжения, что позволяет практически полностью исключить брак при изготовлении ответственных деталей из труднообрабатываемых материалов.

1. Способ формовки патрубков в листовых деталях, включающий изготовление технологического отверстия в детали и формовку в ней патрубка путем отбортовки отверстия, которую проводят с допустимым коэффициентом отбортовки, отличающийся тем, что перед формовкой патрубка проводят испытание листового образца с выполненным на нем отверстием на растяжение до появления первой трещины, определяют относительное удлинение материала образца δЛОК в зоне образования первой трещины, с учетом которого задают диаметр технологического отверстия d0 и допустимый коэффициент отбортовки Котб, который определяют по зависимости: Котб<1+δЛОК.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что растяжение образца производят со скоростью, равной скорости отбортовки отверстия на промышленном оборудовании.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отверстие в листовом образце для растяжения выполняют аналогично изготовлению технологического отверстия в листовой детали.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при формовке патрубков некруглой формы отверстие в листовом образце выполняют равным 2 г, где г - радиус перехода от прямолинейных к криволинейным участкам отверстия патрубка, а длину образца задают не менее 5L, где L - максимальный размер технологического отверстия по длине окружности кольца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении круглой и фасонной проволоки для одновременного удаления грата с нескольких ниток катанки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к штамповой оснастке, и может быть использовано при изготовлении полых изделий вытяжкой и полых изделий с отверстием в донной части отбортовкой или вытяжкой-отбортовкой.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и предназначено для изготовления труб с двумя фланцами из трубной заготовки. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности для формообразования вытяжкой равнопроходного патрубка в тонкостенной трубной заготовке. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении отводов на трубах. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изготовления плоских и/или выпуклых днищ. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для отбортовки отверстий в листовых заготовках, и может быть использовано в авиационной, судостроительной и смежных с ними отраслях промышленности.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении для одновременной формовки и обрезки трубных заготовок под сварку.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам образования отбортовок в широкофланцевых деталях. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способам интенсификации операции отбортовки отверстий в листовых и трубчатых заготовках различных материалов, и может найти применение в авиационной и смежных с ней отраслях промышленности машиностроения.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления деталей с фланцами, наклонными к оси заготовки. Осуществляют предварительную подрезку торца трубчатой заготовки со стороны образуемого фланца на угол, равный углу его наклона, с образованием в сечении формы эллипса, ее установку в матрицу с наклонным к ее оси каналом, помещают подрезанную трубчатую заготовку в наклонный канал, совмещая неподрезанный круглый торец трубчатой заготовки с дном наклонного канала, и фиксируют относительно последнего, отбортовку фланца производят при вращении матрицы относительно оси ее симметрии радиально перемещающимся давильным инструментом. Способ осуществляют при помощи устройства, содержащего матрицу с наклонным к ее оси каналом для установки трубчатой заготовки и вкладыша. При этом матрица выполнена в виде цилиндрической оправки, а наклонный канал расположен в ней таким образом, чтобы ось его симметрии, пересекаясь с осью симметрии оправки, образовывала угол, равный углу наклона получаемого наклонного фланца, и центр его симметрии. Вкладыш имеет форму, эквидистантную трубчатой заготовке, и выполнен со стороны открытого торца с диаметральной прорезью, образованной на части длины вкладыша, и с конической выемкой, ось которой совпадает с осью симметрии цилиндрической оправки. Повышается точность и надежность получаемой детали. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Варианты ручного развальцовочного инструмента предназначены для развальцовки концов труб. Стопорный элемент инструмента имеет возможность перемещения в приемном участке между положением упора, в котором стопорный элемент ограничивает введение трубы в приемный участок, чтобы установить трубу в подходящее местоположение для развальцовки конца трубы, и положением развальцовки, в котором стопорный элемент перемещен в положение, удаленное от конца трубы. Стопорный механизм зажимает трубу в приемном участке, когда труба введена в зацепление со стопорным элементом. Развальцовочный механизм перемещает развальцовочную оправку вперед и вводит ее в зацепление с концом трубы, для развальцовки конца трубы. Расширяются технологические возможности. 4 н. и 44 з.п. ф-лы, 31 ил.

Группа изобретений относится к поперечной тяге подвески транспортного средства. Соединительная деталь содержит соединительную конструкцию. Соединительная конструкция содержит секцию полой штанги и крепежные секции, соединенные с оконечными секциями секции полой штанги. Крепежная секция включает в себя пару опорных оконечных секций, каждая из которых соединена с секцией периферийной стенки, формирующей замкнутое поперечное сечение в оконечной секции из секции полой штанги, и которые отделены друг от друга, и нижнюю стенку, включающую в себя плоскую поверхность, соединенную с парой опорных оконечных секций, и пару передних оконечных секций, включающих в себя пару боковых стенок, изгибающихся внутрь, по меньшей мере, из боковых оконечных секций нижней стенки со стороны опорной оконечной секции. Максимальная ширина передней оконечной секции превышает 1/2 длины внешней периферии в оконечной секции секции полой штанги. Достигается повышение прочности на продольный изгиб в отношении сжимающего напряжения в осевом направлении тяги и уменьшение веса. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к листовой штамповке, и может быть использовано при изготовлении листовых деталей с патрубками, в том числе некруглой формы. Изготавливают технологическое отверстие в детали и формовку в ней патрубка путем отбортовки отверстия с допустимым коэффициентом отбортовки. При этом допустимый коэффициент отбортовки определяют перед формовкой патрубка по результатам испытания листового образца до образования первой трещины, определяют относительное удлинение материала образца в зоне образования первой трещины, с учетом которого задают диаметр технологического отверстия и допустимый коэффициент отбортовки. Исключается образования торцовых трещин. 3 з.п. ф-лы.

Наверх