Способ изготовления многослойных полых изделий

Способ изготовления многослойных полых изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсимк

Соцналмстическик республик iii 6719()1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05.77 (21) 2482510/25-27 с присоединением заявки М

В 21 0 22/06

В 21 D 51/04

Гасудэрстввннмй стет

СССР ю делам кзабровкка

I бтк11мткк (23) Приоритет

Опубликовано 05.07.79. Бюллетень М 25 (53) УДК

621.983. .3 (088.8) Дата опубликования описания 05.07.79

И. М. Жвик, Ю, И. Плющев и А. Г. Увин (72) Автори изобретеиия (7I) Заявитель

Ижевский механический институт (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам изготовления изделий вытяжкой и отбортовкой, и может быть использовано для получения двухслойных изделий. Известен способ изготовления многослойных полых изделий, а именно днйщ резервуаров:, состоящий в том, что листовую заготовку, образующую внутренний слой, вытягивают пуансоном и оставляют на нем. Заготовку,,образу10 ющую следующий (наружный) слой, вытягивают пуансоном, на котором находится,предварительно отформованная заготовка. Для обеспечения плотности соединения слоев в способе предусмотрены нагрев и охлаждение каждого слоя.

Известный способ предназначен для изготовления многослойных изделий из листовых заготовок и не позволяет получать. изделия нэ трубчатых н листовых заготовок.

Цель изобретения — обеспечение возможнос2О ти прочного соединения слоев при изготовлении изделий из трубчатых и листовых заготовок.

Согласно предлагаемому способу заготовки в исходном положении устанавливают с зазором между торцом трубы и поверхностью листа, а их соединение осуществляют путем совместной вытяжки.с утонением стенок и подпаром в свободный торец трубчатой заготовки.

На фиг, 1 изображена схема установки заготовок перед вытяжкой (отбортовкон наружного контура) листовой заготовки; на фнг.2— схема деформации заготовок; на фиг. 3— двухслойное изделие с коротким трубчатым слоем; на фиг. 4 — то же, с длинной трубкой; на фиг. 5 — схема установки заготовок перец отбортовкой внутреннего контура в листовой заготовке; на фиг. 6 — схема деформации заготовок; на фиг. 7 — двухслойное изделие с наружным коротким трубчатым слоем; на фиг. 8 — то же, с длинной трубой.

Получение изделий по предлагаемому способу осуществляют следующим образом, Трубчатую заготовку 1 устанавливают на цилиндрическую оправку-пуансон 2 до упора во втулку

3. Листовую заготовку 4 укладывают на опорное кольцо 5 так, что между листовой заготовкой 4 и торцом трубчатой заготовки 1 образовался осевой зазор.

3 67

Перемещая матрицу 6 в осевом направлении, выполняют вытяжку листовой заготовки 4 одновременно с операцией совместного утонения стенок получаемого листового полуфабриката и трубчатой заготовки в матрице 6, сначала на участках 7 и 8, а затем и по всей длине двухслойного пакета (фиг. 2). Для предотвращения смещения трубчатой заготовки под действием осевой составляющей усилия утонения в процессе совместной деформации стенок пакета к свободному торцу трубчатой заготовки 1 прикладывают дополнительное осевое усилие через втулку 3 от буфера, например пружин, ного (для упрощения чертежа буфер не пока1 зан). К моменту окончания операции совмест. ного утонения заготовок дополнительное осевое усилие снимают и выполняют раэвальцовку торцовой части листового полуфабриката 9 по торцу трубчатой заготовки 1 (фиг. 3). По окончании деформирования пакета готовое изделие. 10 (фиг. 3 — 4) извлекают из штампа, и цикл обработки заготовок повторяется.

Аналогичным образом получают двухслойные изделия отбортовкой. Трубчатую заготовку

1 устанавливают в кольцевую оправку-матрицу

11 (фиг. 5) до упора во втулку 3, взаимодействующую с буфером.

Листовую заготовку 4 с предварительно полученным отверстием укладывают на зеркало оправки 11 и нагружают прижимом 12. При этом между листовой заготовкой 4 и торцом трубчатой заготовки 1 устанавливают зазор. Перемещая пуансон 13 в осевом направлении, выполняют отбортовку внутреннего контура листо. вой заготовки 4 одновременно с операцией совместного утонения стенок получаемого листового полуфабриката и трубчатой заготовки в матрице 11, сначала на участках 7 и 8, а затем по всей длине двухслойного пакета. При этом к торцу трубчатой заготовки 1 прикладывают дополнительное осевое усилие через втулку 3 и снимают его к моменту окончания операций совместного утонения заготовок, После этого выполняют формовку кольцевого утолще ния 9 иа торце трубчатой заготовки (фиг.7),Полученное изделие 10 (фиг, 7 — 8) и влекают из штампа обработки заготовок.

Изделия, получаемые по предлагаемому способу, в зависимости от длины трубчатой заготовки могут быль двух виДрв: изделия с длиной трубчатого слоя меньше длины получаемого листового полуфабриката (фиг. 3 и 7); изделия с трубчатым слоем, длина которого пре-. вьшиет длину листового полуфабриката (фиг.4 и 8).

Изделия 1 вида могут отличаться по месту расположения трубчатого слоя относительно листового полуфабриката: симметричное, труб1901 4 чатый слой смещен к торцовой части листового полуфабриката, трубчатый слой смещен к донной или фланцевой части листового полуфабриката. Трубчатая заготовка может быть сборной, состоящей из набора колец требуемой высоты. Достаточным условием для получения иэделий с заданным расположением трубчатого слоя является установка расчетной величины начального зазора, но не менее радиуса оправки между торцами трубчатой и листовой заготс вок.

В изделиях I вида с внутренним трубчатым слоем (фиг. 3) в качестве трубы могут быть использованы свертные втулки, Это упрощает получение трубчатой заготовки.

Для увеличения прочности соединения слоев в изделиях II вида на трубчатой заготовке мож-! ,но предварительно изготавливать кольцевую канавку вблизи торцовой поверхности листоzo вого полуфабриката. В этом случае получается прочное неразъемное соединение слоев за счет образования утолщения, которое формуется, как и для изделий I вида, в кольцевую полость трубчатой заготовки, Для предотвращения взаимного поворота слоев в изделиях типа подшипников скольжения на сопряженной с листовым полуфабрикатом поверхности трубчатой заготовки предварительно выполнять по меньшей мере один продольный наз яибо специально подготавливать кромки у свертиой втулки, При деформировании пакета заготовок этот наз заполняется материалом заготовки смежного слоя.

П1янтожеиие дополнительного осевого усилия к свободному торцу трубчатой заготовки в процессе совместного утонения является обязательным условием, так как только в этом случае изделия получаются качественными с заданным расположением трубчатого слоя относительно листового полуфабриката. При установке трубчатой заготовки на неподвижное основание уже в первый момент совместного утонения наблюдается перемещение материала трубы к донной части (либо фланцу) в результате увеличения ее длины, что приводит к нарушению взаимного положения заготовок в изделии. Отсутствие дополнительного осевого усилия приводит к "сползанию" трубчатого слоя но оправке, в результате чего изделия получаются некачественными, а в некоторых случаях вообще невозможно получить двухслойное изделие.

Пример. Проводилась опытная лроверка партии образцов в 40 шт. Опыт проводился в штампе для вытяжки и отбортовки листо* вых заготовок с пружиннь1м буфером на испытательной машине "ГРМ вЂ” 50" и гидравлическом прессе 100 тс.

671901

Пример, 1. При вытяжке заготовками служили диски из стали О и меди М3 и трубки из аналогичных материалов.

Размеры заготовок: листовые — диаметр диска 42 мм, толщина

1,0 — 1,5 мм; трубчатые — внутренний диаметр 20 мм, толщина 0,8 — 1,0 мм„длина 20 и 35 мм;

Перед обработкой заготовки отжигали, подвергали травлению и очистке по известной технологии.

Вытяжку заготовок выполняли в матрице

dM = 23 мм на пуансоне-оправке d„= 20 мм.

Величину начального дополнительного усилия к торцу трубчатой заготовки изменяли в пределах 200-800 кг.

После вытяжки с одновременчым утонением.листового полуфабриката и трубчатой заготовки изделия разрезали вдоль образующей и осматривали.

Во всех случаях двухслойные втулки имели прочное соединение слоев за счет образования утолщения на торце трубчатой заготовки при получении двухслойных изделий с коротким трубчатым слоем и заполнение канавки на длинной трубке вблизи торца листового полуфабриката, Начальный зазор между торцами трубчатой и листовой заготовок сохраняется в двухслойном изделии независимо от сочетания обрабатываемых материалов. Величина доцолнительного осевого усилия находится в пределах 400-600 кгс, причем меньшее значение усилия соответствует вытяжке медных заготовок со стальным трубчатым слоем. Общее усилие деформации находится в ределах

3 — 4 тс. Полученные изделия имели следующие размеры: внутренний диаметр 20 мм, толщины стенки 1,5 мм, высота 35 — 50 мм, в зависимости от расположения материалов в изделии. Во всех случаях медные заготовки полу1 б чали большую деформацию по стенке, чем ос- . тальные.

Пример 2. При изготовлении двухслойных изделий отбортовкой использояали кольца из латуни Л63; меди МЗ, трубки из стали

10.

Размеры заготовок. листовые — наружный диаметр 120 и 75 мм, диаметр отверстия 34 и 15 соответственно, тол10 . шина 3,5 и 1,5 мм; трубчатые — наружный диаметр 68 и 32, толщина стенки 1 мм, длина 14,10 и 40 мм.

В опытах заготовки собирались с различным сочетанием материалов, во всех случаях обеспечйвалось прочное соединение слоев и образование утолщения на торце трубчатого слоя из материала смежного слоя.

Например, при отбортовке листовых заготовок из латуни Л63 толщиной 3; 5 мм в матрице — оправке диаметром 68 мм получен борт высотой 20 мм, армированный с наружной стороны сталью.

Формула изобретения

Способ изготовления многослойных полых изделий, состоящий в том, что соединение слоев осуществляют при деформации заготовки, образующей наружный слой, пуансоном, на ко тором находится заготовка, образующая внутренний слой, о т л и ч а ю ш и и с я тем; что, с целью обеспечения прочного соединения слоев при изготовлении изделий из трубчатых и листовых заготовок, в исходном положении заготовки устанавливают с зазором межцу торЙом трубы и поверхностью листа, а их соединение осуществляют путем совместной вытяж,ки с утонением стенок и подпором в свобод4O, ный торец трубчатои заготовки.

671901

Риг. 4

Puz Х

4 иг Ю

Составитель М. Мищенкова

Техрец М.Калемещ Корректор М.Пожо

Редактор С. Титова

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3758/9 Тираж 1033, Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

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