RU2151014C1 - Способ получения труб из волокнистых композиционных материалов с продольным армированием - Google Patents
Способ получения труб из волокнистых композиционных материалов с продольным армированием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2151014C1 RU2151014C1 RU99113536A RU99113536A RU2151014C1 RU 2151014 C1 RU2151014 C1 RU 2151014C1 RU 99113536 A RU99113536 A RU 99113536A RU 99113536 A RU99113536 A RU 99113536A RU 2151014 C1 RU2151014 C1 RU 2151014C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zone
- fibrous composite
- drawing die
- die
- shell
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области обработки давлением волокнистых композиционных материалов (ВКМ) и может применяться в аэрокосмической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что армированные трубы получают путем сборки заготовки непосредственно на оправке, жесткого закрепления на ней и совместного протягивания их через волоку в изотермических условиях за один переход. Перед протягиванием на заготовку дополнительно надевают технологическую оболочку, а рабочую поверхность волоки выполняют из двух зон, протяженность которых выбирают следующим образом: L1 = 12,3-0,67α-0,198h, где α - угол конусности волоки, h - толщина технологической оболочки, длину второй зоны L2 выбирают в интервале: Lmin < L2 < Lmax, Lmin = tV, где t - время адгезионного взаимодействия, V - скорость процесса волочения; Lmax = σcSc/μPcp2πR′, где σc - временное сопротивление волокнистого композиционного материала при растяжении, Sc - площадь сечения технологической оболочки, μ - коэффициент трения, pср - среднее напряжение на поверхности ВКМ, R - внешний радиус технологической оболочки. Во второй зоне волоки предусматривают наличие продольных полостей. Технический результат: применение предлагаемого метода позволяет избежать течения поверхностных слоев ВКМ в полости во второй зоне волоки, сохранять сплошность волокон, получать материалы компактного строения при качественной поверхности изделия. 2 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к области обработки давлением волокнистых композиционных материалов (ВКМ) и служит для производства продольно армированных труб различного типоразмера.
Известен способ получения труб из ВКМ с продольным армированием за счет многопереходного протягивания сборной заготовки через конусную волоку с использованием плавающей оправки. Компактирование заготовки осуществляется в изотермических условиях путем радиальной деформации и не сопровождается ее осевым удлинением. Компактирование за несколько переходов необходимо в связи с отсутствием постоянного подпора заготовки со стороны оправки. Для осуществления процесса необходимо предварительное частичное компактирование заготовки. Недостатком способа является то, что из-за многопереходности имеют место ускоренный износ оснастки, недостаточно высокое качество поверхности получаемых труб и невысокая производительность процесса [1].
Наиболее близкими к предлагаемому является способ получения труб из ВКМ с продольным армированием [2], заключающийся в том, что получение труб осуществляют за счет сборки заготовки непосредственно на оправке, жесткого крепления ее на оправке и совместного протягивания заготовки и оправки через волоку, осуществляя компактирование заготовки в изотермических условиях за один переход, причем длину рабочей зоны волоки выбирают в интервале:
Lmin < Lрз < Lmax,
где Lрз - длина рабочей зоны волоки:
где Δr - требуемое абсолютное обжатие заготовки по толщине стенки; α - угол конусности волоки; Dтр и dтр - соответственно внешний и внутренний диаметры трубы; σc - временное сопротивление волокнистого композиционного материала при растяжении; σ - среднее напряжение течения матричной составляющей при компактировании волокнистого композиционного материала.
Lmin < Lрз < Lmax,
где Lрз - длина рабочей зоны волоки:
где Δr - требуемое абсолютное обжатие заготовки по толщине стенки; α - угол конусности волоки; Dтр и dтр - соответственно внешний и внутренний диаметры трубы; σc - временное сопротивление волокнистого композиционного материала при растяжении; σ
Недостатком способа является высокая себестоимость труб из-за сложности изготовления термоупругого пресса, недостаточно высокое качество поверхности изделия и большая продолжительность процесса.
Задачей предлагаемого способа является повышение качества поверхности изделия.
Поставленная задача получения труб из волокнистых композиционных материалов с продольным армированием решается путем сборки заготовки непосредственно на оправке, жесткого закрепления на ней и совместного протягивания их через волоку в изотермических условиях за один переход. Перед протягиванием на заготовку дополнительно надевают технологическую оболочку, а рабочую поверхность волоки выполняют из двух зон, протяженность которых выбирают следующим образом:
L1 = 12,3-0,67α-0,198h,
где α - угол конусности волоки; h - толщина технологической оболочки;
длину второй зоны L2 выбирают в интервале:
Lmin < L2 < Lmax,
Lmin = tV,
где t - время агдезионного взаимодействия, V - скорость процесса волочения:
где σc - временное сопротивление волокнистого композиционного материала при растяжении, Sс - площадь сечения технологической оболочки, μ - коэффициент трения, Рср - среднее напряжение на поверхности ВКМ, R - внешний радиус технологической оболочки.
L1 = 12,3-0,67α-0,198h,
где α - угол конусности волоки; h - толщина технологической оболочки;
длину второй зоны L2 выбирают в интервале:
Lmin < L2 < Lmax,
Lmin = tV,
где t - время агдезионного взаимодействия, V - скорость процесса волочения:
где σc - временное сопротивление волокнистого композиционного материала при растяжении, Sс - площадь сечения технологической оболочки, μ - коэффициент трения, Рср - среднее напряжение на поверхности ВКМ, R - внешний радиус технологической оболочки.
Во второй зоне волоки предусматривают наличие продольных полостей.
Первая зона волоки протяженностью L1 служит для уплотнения материала сборной заготовки, во второй зоне длиной L2 обеспечивается формирование прочного соединения между компонентами. Протяженность второй зоны L2 характеризуется временем образования соединения и лимитируется силовой нагрузкой на волокна. Технологическая оболочка из пластичного материала располагается между инструментом и заготовкой и обеспечивает управление уровнем силового воздействия на заготовку, а также получение качественной поверхности изделия.
Компактирование трубной заготовки ВКМ сопровождается только радиальным обжатием материала без его осевого удлинения, в то время как формоизменение технологической оболочки особенно во второй зоне, где материал ВКМ уже скомпактирован, происходит как в радиальном, так и в осевом направлениях, т.е. во время деформации ее длина изменяется, тем самым нарушается совместное перемещение материалов ВКМ и технологической оболочки.
Продольные пазы во второй зоне волоки служат для удаления излишков материала оболочки с целью уменьшения ее осевого удлинения при деформировании.
Размеры пазов и их количество при волочении труб с толщиной стенки 2 мм приведены в таблице 1. Сводные значения длины первой зоны, угла конусности волоки и толщины технологической оболочки представлены в таблице 2.
Описываемый способ поясняется чертежом. Заготовка 3 размещается методом намотки на оправке 4. Оправка фиксируется между основанием-захватом 6 и волокой 2 с пазами 8 стойками-стяжками 5. Между заготовкой и волокой присутствует технологическая оболочка 9. Для облегчения сборки установки волока имеет конусную зону, где и размещается в начальный момент заготовка. Заготовка дополнительно крепится к оправке фиксатором 7. Установка размещается в очковой печи и устанавливается на прессе, где крепится с помощью захвата 1 и основания-захвата 6. После нагрева установки начинается процесс компактирования заготовки за счет протягивания оправки с заготовкой через конусную волоку. Профиль отверстия волоки рассчитывается таким образом, чтобы величина напряжений в ВКМ в первой зоне деформации не превышала критической величины. Это обеспечивается, если длина рабочей зоны волоки находится с помощью вышеприведенных формул.
ПРИМЕР. На лабораторной установке, изготовленной из стали 5ХНВ, в изотермических условиях деформации получена партия труб из бороалюминия диаметром 20 мм с толщиной стенки 2 мм. Толщина технологической оболочки составляла 4 мм. Угол конусности волоки составлял 5 градусов, протяженность первой зоны деформации 8,7 мм, протяженность второй зоны деформации 5 мм. Во второй зоне деформации выполнены шесть продольных полостей шириной 1 мм. Процесс компактирования обеспечил получение труб с прочным соединением компонентов материала, с сохранением сплошности волокон. Механические свойства ВКМ соответствовали расчетным значениям.
ПРИМЕР. На лабораторной установке, изготовленной из стали 5ХНВ, в изотермических условиях деформации получена партия труб из бороалюминия диаметром 20 мм с толщиной стенки 2 мм. Толщина технологической оболочки составляла 4 мм. Угол конусности волоки составлял 5 градусов, протяженность рабочей зоны 8,7 мм, протяженность второй зоны деформации 5 мм. Во второй зоне деформации выполнены шесть продольных полостей шириной 2 мм. В ходе технологического процесса наблюдалось усиленное течение внутренних слоев материала технологической оболочки в продольные полости во второй зоне волоки. Данное явление привело к недостаточному силовому воздействию на ВКМ и затягиванию верхних слоев заготовки вместе с материалом технологической оболочки в продольные полости, вследствие чего на поверхности ВКМ наблюдались риски в осевом направлении. Процесс компактирования не обеспечил получение труб с прочным соединением компонентов материала и качественной поверхностью.
Применение предлагаемого метода позволяет избежать течения поверхностных слоев ВКМ в полости во второй зоне волоки, сохранять сплошность волокон, получать материалы компактного строения при качественной поверхности изделия.
Источники, принимаемые во внимание при составлении описания
1. А. И. Колпашников, Б.А. Арефьев, В.Ф. Мануйлов "Деформирование композиционных материалов", М., Металлургия, 1982, 248 с.
1. А. И. Колпашников, Б.А. Арефьев, В.Ф. Мануйлов "Деформирование композиционных материалов", М., Металлургия, 1982, 248 с.
2. Патент N 2083338, кл. 6 B 23 K 20/60.
Claims (1)
- Способ получения труб из волокнистых композиционных материалов с продольным армированием, заключающийся в том, что заготовку собирают непосредственно на оправке, жестко закрепляют на ней и совместно протягивают их через волоку в изотермических условиях за один переход, отличающийся тем, что перед протягиванием на заготовку дополнительно надевают технологическую оболочку, а рабочую поверхность волоки выполняют из двух зон, протяженность которых выбирают следующим образом:
L1 = 12,3-0,67α-0,198h,
где α - угол конусности волоки;
h - толщина технологической оболочки,
длину второй зоны L 2 выбирают в интервале
Lmin < L 2 < Lmax,
Lmin = tV,
где t - время адгезионного взаимодействия;
V - скорость процесса волочения;
где σc - временное сопротивление волокнистого композиционного материала при растяжении;
Sc - площадь сечения технологической оболочки;
μ - коэффициент трения;
pср - среднее напряжение на поверхности ВКМ;
R - внешний радиус технологической оболочки,
причем во второй зоне волоки предусматривают наличие продольных полостей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99113536A RU2151014C1 (ru) | 1999-06-22 | 1999-06-22 | Способ получения труб из волокнистых композиционных материалов с продольным армированием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99113536A RU2151014C1 (ru) | 1999-06-22 | 1999-06-22 | Способ получения труб из волокнистых композиционных материалов с продольным армированием |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2151014C1 true RU2151014C1 (ru) | 2000-06-20 |
Family
ID=20221699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99113536A RU2151014C1 (ru) | 1999-06-22 | 1999-06-22 | Способ получения труб из волокнистых композиционных материалов с продольным армированием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2151014C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021235983A1 (ru) | 2020-05-20 | 2021-11-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б.Елякова Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН) | Средство пролонгированного анальгетического действия |
-
1999
- 1999-06-22 RU RU99113536A patent/RU2151014C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Колпашников А.И. и др. Армирование цветных металлов и сплавов волокнами. - М.: Металлургия, 1974, с.144, 145. Колпашников А.И. и др. Деформирование композиционных материалов. - М.: Металлургия, 1982, с.248, * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021235983A1 (ru) | 2020-05-20 | 2021-11-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б.Елякова Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН) | Средство пролонгированного анальгетического действия |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101780511B1 (ko) | 복합 연결 로드의 제조 방법, 및 이러한 방법에 따라 제조된 연결 로드 | |
EP1859958B1 (de) | Flanschbauteil in Verbundbauweise sowie Verfahren zur Herstellung eines Flanschbauteils | |
RU2323058C1 (ru) | Способ формирования наружной резьбы на концевом участке трубной заготовки | |
US6038901A (en) | Method and device for producing press-rolled pipes with inner wall thickenings at the ends | |
CA1063969A (en) | Formation and utilization of compound billet | |
US3945555A (en) | Production of beryllium reinforced composite solid and hollow shafting | |
DE19644999C1 (de) | Verfahren zur Herstellung innenplattierter Metallrohre | |
RU2151014C1 (ru) | Способ получения труб из волокнистых композиционных материалов с продольным армированием | |
GB2068857A (en) | Motor vehicle axle casings | |
CN1042400A (zh) | 复合空心体 | |
RU2083338C1 (ru) | Способ получения труб из волокнистых композиционных материалов с продольным армированием | |
US7454942B2 (en) | Hollow molded part with closed cross-section and a reinforcement | |
RU2126731C1 (ru) | Способ волочения изделий | |
CN201535037U (zh) | 钢筋直螺纹挤压连接套筒 | |
US10173363B2 (en) | Method for manufacturing composite connecting rods | |
JP2005009673A (ja) | 圧力容器の製造方法 | |
DE4400678A1 (de) | Presse zum Ziehen hohler Gegenstände aus Metallblech | |
GB2274795A (en) | Method for the manufacture of non ferrous metal clad composite products. | |
RU2113301C1 (ru) | Способ деформирования осесимметричных заготовок | |
RU96124524A (ru) | Способ получения продольно армированных труб из волокнистых композиционных материалов | |
EP3441156A1 (de) | Umformmatrize zum druckumformen von werkstücken sowie verfahren zur herstellung einer umformmatrize zum druckumformen von werkstücken | |
RU2078627C1 (ru) | Способ прессования слитков | |
RU2209131C1 (ru) | Способ получения армированных полых цилиндрических изделий из волокнистых композиционных материалов | |
JP2010179319A (ja) | 異径鋼管の製造方法 | |
RU2110345C1 (ru) | Способ прессования |