Заготовка для изготовления полых цилиндрических изделий

 

О П И С А Н И Е 984598

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.свид-ву— (22) Заявлено 07.08.81 (21) 3326665/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 21 1 1/00

Гааударствеллмй комитет ло делам лзебретеннй и юткрмтий

Опубликовано 30.12.82. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 05.01.83 (53) УДК 621.73 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Алифанов, Л. В. Захаревич, Т. В..Кал

Д. С. Лысов и Е. М. Макушок (71) Заявитель

Физико-технический институт АН Белорус (54) ЗАГОТОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к процессам выдавливания или редуцирования.

Известна заготовка для изготовления корпуса генератора методом холодного выдавливания, имеющая вид полого цилиндра, 5 свернутого из полосы с линией стыка в виде чередующихся вдоль образующих цилиндра взаимно перпендикулярных участков, образующих соединение в шип (I).

Недостатками известной, заготовки являются невысокая прочность стыка из-за недостаточного скрепления кромок стыка в процессе деформирования и низкое качество изделий.

Цель изобретения — увеличение прочности стыка после деформирования заготовки и повышение качества изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в заготовке для изготовления полых цилиндрических изделий, имеющей вид полого цилиндра, свернутого из полосы с линией стыка в виде чередующихся вдоль образующей цилиндра взаимно перпендикулярных участков, образующих соединение в шип, линия стыка с чередующимися взаимно перпендикулярными участками выполнена с наклоном к образующей цилиндра, причем угол наклона определяют по формуле

M= агс1д - п, где ь — степень деформаций заготовки в процессе выдавливания или редуцирования; и= 5 — 10 — коэффициент, выбираемый в зависимости от свойств материала.

Прочность стыка данной заготовки по сравнению с известной возрастает за счет того, что все участки стыка являются наклонными и взаимно перпендикулярными, что позволяет получить практически неразъемное соединение в стыке заготовки даже без ее последующего деформирования. Последующее же деформирование заготовки приведет к искривлению наклонных линий всех участков стыка, что приведет к еще большему его скреплению. Качество изделия после деформирования, заключающееся в герметичности стыка, повысится за счет того, что течение поверхностных слоев деформируемого металла происходит несколько медленнее, чем внутренних благодаря силам трения на контакте заготовки с инструментом.

Благодаря этому на наклонных участках стыка происходит не только плотная под984598 гонка его краев, но и взаимное перекрытие поверхностными слоя) и стыка его внутренних слоев, т.е. получается соединение внахлестку, что значительно увеличивает герметичность стыка на изделии.

Кроме того, на прочность и качество стыка влияют степень деформации, пластичшьсть материала и угол наклона стыка заготовки. Из предлагаемого соотношения между этими величинами можно выбрать оптимальный угол наклона линии стыка в зависимости от степени деформации и материала заготовки, обеспечивающий. высокие показатели прочности и качества стыка.

На фиг. 1 приведена предлагаемая заготовка, общий вид; на фиг. 2 — один участок стыка после деформации (разрез А — А на фиг. 1); на фиг. 3 — развертка загоготовки.

Наклонные взаимно перпендикулярные участки стыка а1 обозначены соответстенно ab, bc, cd и т. д., причем участки ab, cd, ef, jh и к(параллельны между собой.

То же относится и к участкам bc, ed, fj, кЬ. На фиг. 2 обозначены стык 1 и концы

2 и 3 заготовки.

Заготовку изготавливают следующим образом.

На многопозиционном прессе с автоматической передачей заготовку отрезают от полосы, производят высечку на концах по форме стыка (фиг. 3), придают V-образную форму и окончательную цилиндрическую форму, при помощи полукруглых штампов, причем выступы, abc, defj и Ьк1 одного конца заготовки входят в пазы а Ь с, d å Гj другого ко нца, образуя взаимно перпендикулярные участки стыка цилиндрической заготовки аЬ, Ьс, cd, М, ef, fj, jh и И (фиг. 1).

При деформировании заготовки методом выдавливания или редуцирования наиболее сильное искривление получают участки bc, de, fj, Ьк и несколько меньшее — участки

ab, cd, ef, jh и к1, увеличивая прочность стыка на разрыв. За счет разности скоростей течения поверхностных и внутренних слоев металла при деформировании стык в своем сечении приобретает дугообразую форму 1 (фиг. 2), что позволяет одному концу 2 заготовки как бы внедряться внутрь другого конца 3, что значительно повышает герметичность стыка.

Угол наклона линии стыка к образующей боковой поверхности заготовки (фиг. 1 и 3) можно выбирать из соотношения с(=

=arqtg — ", найденного эмпирическим путем, где Š— степень деформации стенки заго-. товки нри выдавливании или редуцировании, а n = 5 — 10 — коэффициент, выбираемый в зависимости от материала заготовки, причем с увеличением прочности материала выбирают большие значения коэффициента и. Например, при прочности материала

40 кг/м м и степени деформации Е = 10% следует выбрать п=5, тогда угол наклона кой), уменьшается стойкость вырубного инструмента (в случае изготовления шипов

at = 27 . При 6 = 75 кг/мм и 6 = 10% следует выбирать п = . 10, тогда о(= 45 . При

6 = 75 кг/мм и 8 = 50%, п. = 10, следовательно (= 11,5 (бв — предел прочности).

Это объясняется тем, что при малых степенях деформации и высокой прочности материала заготовки искривление участков линии стыка происходит, менее заметно, что ведет к уменьшению прочности стыка, следовательно, увеличение коэффициента и приводит к увеличению наклона линии стыка и, соответственно, к более благоприятным условиям для искривления линии стыка и течению металла таким образом, чтобы внешние и внутренние слои металла в области стыка перекрывали друг друга. И, наоборот, при больших степенях деформации и низкой прочности материала путем уменьшения коэффициента п можно уменьшить угол наклона линии втыка.

В описываемой заготовке участки стыка могут и не быть взаимно перпендикулярными, т. е. углы аЬс, def и т. д. (фиг. 1) могут быть или острыми (90 ), или тупыми () 90 ) . Однако наиболее целесообразным применение углов равных 90, так как в случае, если углы abc, def и др. 90, ухудшаются прочностные качества стыка, а если эти углы < 90, то усложняется технология изготовления элементов стыка (в случае изготовления шипов и пазов рези пазов вырубкой) .

В целях лучшей стыковки шипов и пазов (например, bede, и Ь с d å, фиг. 3) при изготовлении предлагаемой заготовки гибкой допускается отклонение вышеуказан.ных углов сопряжений участков стыка от

90 на + (1 — 2) .

Заготовку изготавливают и испытывают в производственных условиях применительно к изготовлению корпуса стартера., Материал заготовки — сталь 08. Изготавливают 10 заготовок рубкой из полосы толщиной

7 мм и сверткой в цилиндр в трехпозиционном штампе, наружный диаметр заготовки

115 мм. Затем заготовку редуцируют нагидропрессе ПД-476 усилием 160 тс со степенью деформации E. = 11%. Угол наклона линии стыка or=25 из условия, что п=5.

Форма линии стыка показана на фиг. l.

Данные заготовки испытывают в сравнении с заготовками, принятыми за прототип.

Испытания проводят следующим образом. Редуцированные заготовки помещают между двух конусных оправок, у которых диаметр основания конуса больше наружного диаметра заготовки, затем на гидропрессе конусные оправки снимают до появления зазора в линии стыка, причем усилия, при которых происходит разрушение стыка заготовок, фиксируют.

Результаты испытаний приведены в таблице.

984598

Формула изобретения

Усилие разрушения стыка Р, тс

Известные заготовки, принятые за прототип

П реала гаем ые заготовки

Из таблицы видно, что прочность стыка предлагаемых заготовок в 3,5 раз выше прочности стыка прототипа.

Герметичность стыка определяют путем подачи жидкости под давлением 2 атм во внутренню!о полость заготовки, зажатой с торцов между двумя стальными плитами.

Из описываемых заготовок выдерживали испытания все 100%, а из заготовок, принятых 2О за прототип, испытания выдержали 20%, остальные дали течь по линии стыка.

Использование изобретения позволяет в

3,5 раз увеличить прочность стыка и в значительной степени его герметичность.

2$ фиг.2

Фи?.1

l 0;3

10,8

9,4

1 1,2

10,2

10,8

12,0

9,8

114 ! 1,0

3,2

3,0 5

2,8

2,8

3,2

3.6

2,8

3,0

3,2 10

2,8

Заготовка для изготовления полых цилиндрических изделий деформированием, имеющая вид полого цилиндра, свернутого из полосы с линией стыка в виде чередующихся вдоль образующей цилиндра взаимно перпендикулярных участков, образующих соединение в шип, отличающаяся тем, что, с целью увеличения прочности стыка после деформирования заготовки и повышения качества изделий, линия стыка с чередующимися взаимно перпендикулярными участками выполнена с наклоном к образующей цилиндра, причем угол наклона определяют по формуле

= arctg+ где Š— степень деформации заготовки в процессе выдавливания или редуцирования; и «5 — 10 — коэффициент, выбираемый в зависимости от свойств материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Уик Ч. Обработка металлов для снятия стружки. М., «Мир», 1965, с. 360 — 361 (прототип) .

984598 фиг.3

Составитель В. Карпычев

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 10023/9 Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4