RU1779062C - Способ термокалибровки полых тонкостенных оболочек - Google Patents

Abstract

Сущность способа: исправл емую оболочку устанавливают в наружной оправке, соосно которой устанавливают внутреннюю оправку и уменьшают погибь оболочки холодной деформацией до зазора между оправками f. определ емую по формуле hi f uD/2+h, где h - толщина исправл емой оболочки . ДО - изменение диаметра оболочки. Собранную оболочку с оправками загружают в печь, нагревают и выдерживают при температуре старени . 3 ил

Description

чо

S-СЛ

а

i -4

чо о а ы

Изобретение относитс  к термической обработке, а именно к способам термокалибровки полых тонкостенных оболочек и может найти широкое применение в машиностроительном химической, авиационной и пр. отрасл х промышленности при изготовлении оболочек цилиндрической, конической и пр. формы.

Известен способ термической обработки изделий, включающий нагрев и охлажде- ние в фиксированном состо нии, по которому, оболочку надевают на оправку и нагревают. При нагреве за счет разности коэффициентов линейного расширени  оправка пластически раст гивает оболочку, придава  ей требуемую форму.

Недостатком этого способа  вл етс  веро тность нарушени  герметичности оболочек вследствие раст жени , короблени  оболочки, вследствие отсутстви  жесткой фиксации контура оболочки в процессе охлаждени .

Известен способ, при котором в процессе нагрева, при пониженных значени х пре- дела текучести материала оболочек, осуществл етс  обжатие посредством наружной обоймы. А также известен способ, при котором оболочку в холодном состо нии обжимают в наружной обойме до определенной величины.

Недостатком этих способов  вл етс  то, что при исправлении оболочек, имеющих погибь, превышающую критическое значение деформации, наблюдаетс  их разрушение (потер  устойчивости), в особенности дл  сплавов, калибруемых при ограниченно низкой температуре, т.е. ниже температуры, при которой материал оболочек тер ет свои упругие свойства и соответственно, при относительно высоких значени х предела текучести их материала.

Наиболее близким  вл етс  способ калибровки полых тонкостенных оболочек, включающий фиксацию оболочки при нагреве по наружному диаметру, а при охлаждении - по внутреннему. Така  фиксаци  обеспечиваетс  применением наружной обоймы с внутренним контуром, соответствующим наружному контуру оболочки, и внутренней разборной оправки, в случае, когда материал обоймы имеет меньший коэффициент линейного расширени , чем у оболочки.

Недостатком этого способа при больших деформаци х, подлежащих исправлению ,  вл етс  низкое качество, т.к. максимальна  величина погиби, исправл ема  одновременным нагревом, ограничиваетс  величиной изменени  исходного диаметра оболочки при нагреве.

Применение способов в комплексе несколько повышает качество исправл емых оболочек, т.е. увеличивает исправл емую погибь за одноразовый нагрев, но не исключает разрушение оболочки при исправлении погиби при критической деформации.

Применение термокалибровки изделий с критическими деформаци ми последовательно в нескольких комплектах оправок с

несколькими циклами нагрев-охлаждение нецелесообразно экономически, т.к. существенно увеличивает трудоемкость и цикл изготовлени  изделий и снижает механические свойства калибруемых материалов из5 за многократных нагревов.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей способа путем калибровки оболочек с отклонением от контура от теоретического близкими к кри0 тическим, при которых даже незначительное обжатие оболочки приводит к потере устойчивости и ее разрушению.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе термокалибровки полых тонко5 стенных оболочек преимущественно с отклонением контура от цилиндрической формы, включающем нагрев с фиксацией по наружному диаметру, выдержку и охлаждение с фиксацией по внутреннему диаметру,

0 предварительно осуществл ют холодную деформацию до обеспечени  зазора между наружной поверхностью внутренней оправки и внутренней поверхностью наружной

A D т 5 оправки в пределах h f h ,

где f- зазор между наружной поверхностью внутренней оправки и внутренней поверхностью наружной оправки;

h - толщина исправл емой оболочки;

A Do T - изменение диаметра оболочки при ее нагреве в наружной оправке.

На фиг.1 показан общий вид устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа; 5 на фиг.2 - графическое изображение способа исправлени  погиби оболочки, имеющей тенденцию к уменьшению при обжиме; на фиг.З - графическое изображение способа исправлени , погиби оболочки, имеющей 0 тенденцию к увеличению величины погиби при обжиме.

Предложенный способ осуществл ют следующим образом.

Исправл емую оболочку 1 устанавлива5 ют в наружной оправке 2, соосно которой

устанавливают внутреннюю оправку 3, и

уменьшают погибь оболочки до величины,

AD

0

составл ющей 0 №ь

при этом зазор между примыкающими к оболочке по

верхност ми наружной оправки 2 и внутренней оправки 3 должен составл ть

. г A D. u п Т - -+ п,

где h - толщтнэ исправл емой оболочки;

A D - изменение диаметра исправл емой оболочки при нагреве и охлаждении в заневоленном состо нии при различных коэффициентах линейного расширени  материала оболочки и материала наружной оправки. Затем собранную таким образом исправл емую оболочку загружают в печь, нагревают до температуры старени  и выдерживают в течение определенного времени.

П р и м е р 1. Когда первоначальна  погибь исправл емой оболочки 1 уменьшаетс  при обжатии в наружной оправке (см. фиг.2).

Первоначальна  погибь оболочки составл ет RO - Ri u. После обжати  в наружной оправке 2 до RH о. погибь уменьшаетс  на величину N и составл ет Но1 - Ri

со . Разжатием оболочки до RB.O. остаточную погибь уменьшают до -Ri .При этом зазор между поверхност ми наружной оправки и внутренней оправки, примыкающими к исправл емой оболочке, составит h + Wo f, где h - толщина полотна исправл емой оболочки. При нагреве наружна  оправка и внутренн   оправка увеличиваетс  по линии А-А1 и В-В соответственно. Поверхность оболочки, плотно примыкающа  к поверхности наружной оправки по RH.O.. также увеличивает свои размеры по линии А-А , а остаточна  погибь радиусом RI увеличивает свои размеры по линии B-AV, после выдержки во времени, т.е. протекани  пластического деформировани , сборку охлаждают , при этом наружна  поверхность оболочки охлаждаетс  по линии А -В и принимает равный по всей поверхности радиус Ri , а это значит, что погибь полностью исправлена.

П р и м е р 2. Когда первоначальна  погибь в виде небольшого участка, например от кругового сварного соединени  или же диаметральна  погибь от кольцевого сварного соединени  не уменьшаетс  наружным обжатием, а наоборот имеет тенденцию к увеличению (см. фиг.З).

Первоначальна  погибь оболочки составл ет RO - RI 0), после обжати  в наружной оправке до RH.o погибь составит

RO Ri са , после чего разжатием оболочки до RB.O, остаточную погибь довод т до ftfe RO Ri , при этом зазор между поверхност ми наружной оправки и внутренней оправки, примыкающими к исправл емой оболочке, составит также f. Затем процесс протекает так же, как описано выше по фиг.2.

Конкретный пример осуществление сгкхоба

Предлагаемый способ опробован при

термокалибровке оболочек из сплава 1201 с

исходным диаметром 600 мм, толщина полотна h 4 мм с первоначальной погибью 4,8 мм, котора  при обжатии в наружной обойме не уменьшала своих размеров. Термокалибровка проводилась в процессе старени , т.е. при температуре нагрева Тн

165-175° и выдержкой во времени 20 ч.

Первоначально оболочка устанавливалась в наружной оправке, после чего соосно наружной оправке устанавливалась внутренн   оправка. Затем оболочку обжимали

и разжатием уменьшали погибь оболочки

до величины 0 --При значени х коэффициента линейного расширени  материала оболочки а 23,8х х10 6 1/град и материала наружной оправки «об 12,0 10 1/град изменение исходного диаметра (AD) оболочки составит:

A D («о - Ооб) (Тн - Тисх) D + / D,

где Тн - температура нагрева 165-175°С, D - диаметр оболочки 600 мм,

/3 - коэффициент увеличени  размеров оболочки, в процессе старени  дл  термоуп- рочн емых сплавов, дл  1201 / составл ет 0,1...0,12%, Тисх. - исходна  температура 20°С.

Л D (23,8 - 12,0) (175 - 20) 600 + + 0,001 600 «1,7 мм.

Отсюда следует, что первоначальна  погибь 4,8 мм была уменьшена до значе- ни  (У0 0,85 мм при этом зазор между поверхност ми наружной оправки и внутренней оправки, примыкающими к направл емой оболочке, должен составл ть f

4P+ h.T.K.

h 4 мм,

A D 1,7 мм, то f 4,85 мм, в нашем случае составил 4,2 мм.

После термокалибровки остаточна  по- гибь составила 0,15 мм.

Использование предложенного способа позволит повысить качество изделий за счет исправлени  погиби, превышающей критическое значение деформаций, которые сущесто вующими способами исправить не представл етс  возможным. (56) Авторское свидетельство СССР №205866, 1965.

Авторское свидетельство СССР 5 №479809, кл. С 21 D 9/06, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 766177, кл. С 21 D 9/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 432214, кл. С 21 D 9/06, 1970.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   СПОСОБ ТЕРМОКАЛИБРОВКИ ПОЛЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ОБОЛОЧЕК преимущественно с отклонением контура от цилиндрический формы, включающий нагрев с фиксацией по наружному диаметру, выдержку и охлаждение с фиксацией по внутреннему диаметру, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей способа, предварительно осуществл ют холодную деформацию до обеспечени  зазора между наружной поФит . I

   верхностью внутренней оправки и внутренней поверхностью наружной оправки в пределах

   h f h 4ADj

   10

   где f - зазор между наружной поверхностью внутренней оправки и внутренней поверхностью наружной оправки;

   h - толщина исправл емой оболочки;

   - изменение диаметра оболочки при ее нагреве в наружной оправке.

   ADl

   ««-.2

   Фиг. 3