Способ изготовления сварных кольцевых заготовок
Патент 1267676
Авторы
Классы МПК
Способ изготовления сварных кольцевых заготовок
Реферат
(19)SU(11)1267676(13)A1(51) МПК 6 B21D53/16, B21D5/10(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам изготовления кольцевых заготовок для деталей газотурбинных двигателей и может найти применение в других отраслях промышленности, где изготавливаются различные кольцеобразные изделия с использованием контактно-стыковой сварки гнутых полос. Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления. Это достигается за счет обеспечения калибровки без правки-раскатки. На фиг. 1 показана заготовка, согнутая по предложенному способу; на фиг. 2 стык перед сваркой; на фиг. 3 сваренный стык. Все операции, кроме гибки, предлагаемого способа изготовления кольцевых заготовок осуществляются так же, как и в способе-прототипе. Гибку осуществляют следующим образом. Исходные полосы размечают на участки, соответствующие по длине прямолинейной зоне и зонам различной кривизны по линии нейтрального слоя. Затем размеченные полосы гнут в кольцо в валках гибочного станка по обычной технологии, контролируя кривизну шаблоном. Однако наиболее предпочтительным способом является гибка намоткой на специальную отправку, которая имеет форму и размеры согнутых кольцевых заготовок по внутренней поверхности. Примером реализации способа является изготовление кольцевых заготовок диаметром по внутренней поверхности D 325 мм из листа титанового сплава ОТ4-1 толщиной t 12 мм. Ширина сечения заготовки b 80 мм. Припуск на сварку А 28 мм. Ширина зажимных губок сварочной машины К 20 мм. Конечный раствор губок после сварки Г 26 мм. Диаметр готовой кольцевой заготовки по линии нейтрального слоя Do k= D + t 325 + 12 337 мм Радиус нейтрального слоя готовой (калиброванной на 1,5%) заготовки Rok= Dok/2 337 2 168,5 мм. Радиус нейтрального слоя заготовки до калибровки Ro 166 мм. Длина прямолинейного участка l K + 0,5 A + 0,5 Г 20 + 14 + 13 47 мм. Расстояние между центром кривизны расчетной кольцевой заготовки и центром кривизны первой (средней) зоны В 1,04 х l 30,92 1,04 х x47 30,92 18 мм. Радиус первой (средней) зоны R1 Ro + 0,705 x l 21,0 166 + 0,706 х 47 21 1782 мм. Радиус двух зон, примыкающих к первой R2 Ro 166 мм. Радиус двух зон, примыкающих к прямолинейным участкам R3 Ro 0,706 x l 21,0 166 0,706 х 47 21 111,8 мм. Разбивка заготовок на зоны проведена исходя из допущения, что зона с радиусом R1 в процессе сварки (когда часть заготовки по периметру в зоне прямых участков оплавляется и высаживается в виде грата) упруго догибается с изменением радиуса R1 до величины, близкой к R2, кривизна зон с радиусом R2 практически не изменяется, а в зонах с радиусом R3 происходит упругое разгибание, приводящее к некоторому увеличению R3 (из-за того, что небольшой прямой участок в периметре заготовки после сварки все еще сохраняется, радиус зон, примыкающих к этим участкам после сварки, увеличивается, но остается существенно меньшим, чем R2). При этом дугам с радиусами R1 и R2 соответствуют центральные углы, равные , а дугам с радиусом R3 центральные углы, равные . Радиусы R1, R2 и R3, а также центральные углы, соответствующие дугам с указанной кривизной, подобраны так, что при заданной величине прямых участков суммарная длина этих дуг и прямых участков независимо от диаметра по нейтральному слою численно равна сумме длины развертки расчетной кольцевой заготовки и припуска на сварку: 2 Ro + A. Длина исходной полосы: Lo=2l + R1+2 R2+2 R3=2Ro+A Lo 2,47 + 1,57178 2 + 3,14 х 166 + +1,57 111,8 2 3,14 166 + 28; Lo 94 + 278,8 + 521,2 + 175,5 1042,5 + 28 1070,5 мм. Полосы длиной 1070,5 мм были размечены на участки 47 + 87,75 + 260,6 + 279,8 + 260,6 + + 87,75 + 47. Размеченные полосы согнуты в кольцо с контролем кривизны по шаблону. Малая ось кольцевой заготовки после гибки по внутренней поверхности: Смг R1 + 0,7 R2 + 0,3 R3 B t 178,2 + 116,2 + 33,6 18 12298 мм Большая ось кольцевой заготовки после гибки по внутренней поверхности Сбг 2R2 + B t 2 166 + 18 12338 мм. Овальность кольцевой заготовки после гибки Э г= Сбг Снг 338 298 40 мм. Малая ось кольцевой заготовки после сварки по внутренней поверхности Смс 1,7 R2 + 0,3 R t 282,2 + 33,6 12 303,8 мм. Большая ось кольцевой заготовки после сварки по внутренней поверхности Сбс 0,2 R2 + B 0,5 A t 332 + +18 14 12 324 мм. Овальность кольцевой заготовки после сварки Эс= Сбс Смс 324 303,8 20 мм. Таким образом, полученные кольцевые заготовки после сварки имели овальность порядка 20 мм, что составляло 6% от диаметра. Такие кольцевые заготовки свободно одевались на калибровочную оснастку без раскатки. Использование данного способа изготовления сварных кольцевых заготовок из листа обеспечивает получение формы сваренных заготовок, максимально приближенной к форме круга; калибровку сваренных заготовок без предварительной правки-раскатки прямолинейных участков; снижение брака при гибке и правке-раскатке; повышение точности кольцевых заготовок; снижение трудоемкости изготовления кольцевых заготовок за счет исключения из технологического процесса операции правки-раскатки.
Формула изобретения
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК преимущественно диаметром 300 500 мм, включающий резку листа на полосы, гибку в кольцо, контактно-стыковую сварку, калибровку по диаметру и окончательную термообработку, отличающийся тем, что с целью снижения трудоемкости изготовления за счет калибровки без правки-раскатки, заготовке в процессе гибки, кроме прямолинейных участков под сварку, придают пять зон кривизны, первая из которых расположена напротив прямолинейных участков, две другие прилегают к ней, а остальные две примыкают к прямолинейным участкам, при этом R1 R0 + 0,261l; R2 R0; R3 R0 1,153l; B 0,369l; где R0 радиус расчетной кольцевой заготовки; R1 радиус первой зоны; R2 радиус двух зон, примыкающих к первой; R3 радиус двух зон, примыкающих к прямолинейным участкам; B расстояние между центром кривизны расчетной кольцевой заготовки и центром кривизны первой зоны; l длина прямолинейного участка, равная 1,67 припуска под сварку; центральные углы, соответствующие дугам двух зон, примыкающих к прямолинейным участкам; b центральные углы, соответствующие дугам всех остальных зон.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3