SU1147471A1 - Способ формообразовани деталей двойной крутизны и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ формообразовани  деталей двойной кривизны в режиме ползучести , включающий многоточечную фиксацию заготовки с помощью соосно расположенных подвижных щтоков, нагрев до заданной температуры и деформирование перемещением штоков с посто нным двусторонним зажатием заготовки в течение всего процесса формообразовани , отличающий с   .тем, что, с целью повыщени  качества деталей путем Исключени  пластических изломов, деформирование ведут с индивидуальной дл  каждой фиксированной точки заготоВМ скоростью ее перемещени , которую определ ют по зависимости .4. где Vj - скорость перемещени  каждой фиксированной точки заготовки; {, - прогиб детали в заданной точке; Т - врем  деформировани  в состо нии ползучести. 2. Устройство дл  формообразовани  деталей двойной кривизны в режиме ползучести, содержащее термокамеру с соосно расположенными в ней (Л верхними и нижними подвижными штоками , электродвигатель и индивидуальные приводные элементы каждого из упом нутых штоков, отличающеес  тем, что упом нутые подвижные штоки снабжены поворотныни накладками с криволинейными 1 абочими поверхност ми, выполненными по форме отдельных частей контура готовой 4аь детали, а индивидуальные приводнме J элементы каждого из йтоков выполнены в виде винтовых пар, св занных неж-J ду собой посредством паразитных шес .терен.

Description

Изобретение относитс  к обработк , металлов давлением и может быть использовано, в частности, в авиационной , автомобильной и судостроительной промышленности дл  изготовлени  из ЛИСТО9 и панелей деталей с фасонными поверхност ми. Известен способ формообразовани  деталей двойной кривизны в режиме ползучести, включаннций многоточечную фиксацию заготовки соосно расположенными подвижными штоками, нап рев до заданной температуры и дефор мирование перемещением штоков с посто нным двусторонним зажатием за готовки в течение всего процесса формообразовани  Способ реализуетс  в известном устройстве, содержащем термокамеру с соосно расположенными в ней под-. вижнчми штоками, снабженными съемными поворотными опорными поверхнос т ми, электродвигатель и индивидуал ные приводные элементы каждого из упом нутых штокой СО Недостатком известного устройств и способа, реализуемого в нем,  вл етс  низкое качество изготовл емьк деталей вследствие по влени  пластичных изломов из-за возникнове ник в заготовке напр жений, превыша щих Предел упругости. Цель изобретени  - повышение качества деталей путем исключени  пластических изломов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу формообра зовани  деталей двойной кривизны в режиме ползучести, включающему многоточечную фиксацию заготовки с помощью соосно расположенных подвижиык штоков, нагрев до заданной температуры и деформирование переме щением штоков с посто нным двусторо ним зажатием заготовки в течение всего процесса формообразовани , деформирование ведут с индивидуальной дл  каждой фиксированной точки заготовки скоростью ее перемещени  которую определ ют по зависимости f. - скорость перемещени  кажг дои фиксированной точки заготовкиi f - прогиб готовой детали в заданной точке; врем  деформировани  в состо нии ползучести. Дл  достижени  поставленной цели в устройстве дл  формообразовани  еталей двойной кривизны в режиме олзучести, содержащем термокамеру с соосно расположенными в нем верхними и нижними подвижными штоками, электродвигатель и индивидуальные приводные элементы каждого из упом нутых штоков, упом нутые подвижные штоки снабжены поворотными накладками с криволинейными рабочими поверхност ми , выполненными по форме отдельных частей кобура готовой детали, а индивидуальные приводные элементы каждого из штоков выполнены в виде винтовых пар, св занных между собой посредством паразитных шестерен . На фиг. 1 изображена схема известного способа формообразовани  деталей на фиг. 2 - схема предлагаемого способа формообразовани  деталей-, на фиг. 3 принципиальна  схема предлагаемого устройства дл  осуществлени  способа формообразовани  де-, талей двойной кривизны; на фиг. 4 сечение А-А на фиг. 3j на фиг. 5 - диаграмма 5-6 дл  титанового сплава ВТ-20. Предлагаемый способ реализуетс  в устройстве, состо щем из системы прижимных 1 и поддерживающих 2 штоков , установленных соосно друг против друга и выполненных подвижными в вертикальном направлении. Прижимные 1 и поддерживающие 2 штоки снабжены съемными опорными поверхност ми 3, которые креп тс  на штоках 2 посредством сферических шарниров 4. Опорные поверхности 3 поддерживающих штоков представл ют собой съемные участки теоретического контура дп  изготовлени  детали 5..Поддерживающие штоки 2 перемещаютс  по направл ющим в плите 6 и имеют на своей поверхности упорную резьбу, котора  вместе с шестерн ми 7 образует винтовые пары 8. Шестерни 7 опираютс  на опорные подшипники 9, а каждый прддерживаюЕЩЙ шток 2 имеет длинную шпоночную канавку 10, котора  посредством шпонки 11 преп тствует его вращению. Прижимные штоки 1, установленные В направл ющих термокамеры 12 осу:Ществл ют посто нный поджнм заготов- ки 5 к опорным поверхност м 4 поддерживающих штоков 2 посредством гр зов 12 (или заневоленных пружин, что эквивалентно грузам). Плита 6 и корпус термокамеры 12 жестко соединенные между собой т гами 14. Винтовые пары 8 всех под держивающих штоков 2 соединены между собой паразитными шестерн ми 15, закрепленными на плите 16, Шестерни 15 вместе с плитой 16 имеют возможность перемещатьс  вдоль т г 14 и в Заданном месте стопоритьс , наприме с помощью гаек 17. Вращение паразитных шестерен 15 и винтовых пар 8 осуществлено от одного привода 18. Устройство работает следующим образом. Перемеща  плиту 16 с паразитными шестерн ми 15 вдоль т г 14, вывод т их из зацеплени  с винтовыми парами 8, после чего всем винтовым парам 8 обеспечиваетс  независимое друг от друга вращение. С помощью шаблона и вращени  вин товых пар 8 поддерживающие штоки 2 выставл ют на необходимую высоту, при этом с помощью опорных поверхностей 4 точно воспроизводитс  сочлен юща  поверхность теоретического контура. По окончании установки вин товых пар 8 плиту 16 вместе с расположенными на ней паразитными щестерн ми 15 перемещают вдоль т г 14 и ввод т паразитные шестерни в заце ление с винтовыми парами 8. Вращением привода 18 в обратном направлении поднимают все опорные поверхности 4 вверх до положени  пока они не достигнут приблизительно одного уровн . После этого на опорные поверхности 4 устанавливают заготовку 5, опускают прижимные штоки 1 с грузами, 13, нагревают заготовку до необходимой температуры и включают привод 18 дл  осуществле ни  формообразовани  детали. Все винтовые цары 8 опускаютс  пропор ционально своему максимальному ходу и одновременно приход т в ранее установленное положение, соответствую щее теоретическому контуру дл  изготовлени  детали, и фиксируютс . При этом кажда  пара соосно расположенных поддерживающих щтоков перемещаетс  со своей индивидуально заданной скоростью, которую опре1д дел ют расчетным путем (по чертежу издели ) как отношение теоретического прогиба в точке установки пары соосно расположенных подвижных штоков ко времени формообразовани  в режиме ползучести. Исход  из геометрии конечного (теоретического) контура, счита , что исходна  форма представл ет плоскую заготовку, определ етс  местонахождение в заготовке, где в процессе формообразовани  будут реализовыватьс  максимальные общие деформации fn« Снима  диаграммы 6 - в с разными посто нными скорост ми деформировани в услови х ползучести до величины 6 ( oпpeдeл ют . : врем  формообразовани  -t J обеспечивающего процесс деформировани  напр жени ми, не превосход щими предела упругости. На диаграмме в качестве иллюстрации приведена сери  & - G диаграмм титанового сплава ВТ-20 при 700°С до величины деформации С 0,02, сн тых с посто нной скоростью деформации Е cervSt за врем  1 ч; 0,25 ч и мгновенно за 10 с. Из представленных диаграмм видно, что если вести процесс формообразовани  в течении Чл t ч, то при формовке деталей с та 0,02 реализуютс  напр жени , не превосход щие 0,26 Предел упругости сплава равен бпп 350 МПа. Описанные новые признаки позвол ют вести процесс формообразовани  с исключением пластических изломов и локальных дефектов в издели х. Расчет передаточных отношений между штоками 2 производитс  следующим образом. Если обозначить шаг контрольной в1Й1товой пары через i и число зубьев шестерни этой пары через Z, а любой другой винтовой пары соответственно через i- и Zj, то перемещение любого штока 5 по.отношению к перемещению контрольного щтока 5| может быть выражено следующей зависимостью За контрольный шток но отношению к которому ведетс  расчет перемещени  всех других поддерживакщих токов 2, может быть прин т любой. 5 однако, дл  того, чтобы не иметь передаточных отношений противополож ных знаков, таким штоком должен быть шток с максимальным или минимальным ходом. При своем движении поддерживающие штоки 2 образуют про межуточные криволинейные поверхности заготовки, но с меньшими прогибами , пока не достигнут конечного контура, на котором деталь заневоли вают. При этом под действием грузов 13 прижимные штоки 1 следуют за заготовкой 5 без зазора вплоть до конечного контура детали. Пример. Способ опробуетс  на формообразовании оребренных панелей из сплава 1201 при температур старени  180°С и плиты толщиной 24 мм из спгпава ВТ-20 при 700 °С в режиме ползучести. В термокамере 12 с помощью шабло на, враща  зубчатые шестерни 7 винтовых пар 8, выставл ют каждый из 4поддерживаюцих штоков 2 с установленными на них опорными поверхност  ми 4 на необходимую высоту (расчетную ) , образу  таким образом теорети ческий контур дл  изготовлени  детали . Затем ввод т в зацепление с винтовыми парами 8 паразитные шесте ни 15 и, включа  привод 18 в обратном направлении по отношению к рабочему , выставл ют все поддерживающие штоки 2 вверх, на горизонтальну плоскость, устанавливают на них заг товку 5, опускают прижимные штоки 1 с грузами 13, нагревают заготовку До заданной температуры затем формуют ее в течениеодного часа, при этом формообразование заготовки ведут в различньрс ее точках с пос- .то нной индивидуально заданной (с помощь|о винтовых пар 8 с различными передаточными отношени ми ними) дл  каждой точки скоростью перемещени . При своем движении под дерзЕИВающие штоки 2 образуют промежуточные поверхности с меньшими прбгибами, но пропорциональными координатами , пока опорные поверхнос71 ти 4 не достигнут конечного положени , соответствующего теоретическому контуру дл  изготовлени  детали. При этом прижимные штоки 1 под действием грузов 13 следуют за заготовкой 5 без зазора до конечного контура детали, после .чего осуществл ют выдержку детали в зажатом состо нии с целью дальнейшей релаксации напр жений в детали. Врем  формообразовани  детали назначаетс  из соображений отсутстви  напр жений, превосход щих предел упругости, по заданной геомет- рии детали. Так, например, дл  формообразовани  деталей из указанных сплавов с высотой ребер, не превышак цих 30 мм, и теоретических конту-ч ров с кривизной не более 0, врем  формообразовани  должно быть не менее одного часа. Врем  вьщержки в заневоленном состо нии определ ют временем ускоренной стадии процесса релаксации напр жений дл  данных материалов при указанной температуре. Осуществление наиболее благопри тной схемы деформировани  заготовки во все врем  процесса формообразовани  позвол ет проводить процесс без возникновени  больших пиковых напр жений и св занных с ними локальных дефектов в элементах деталей , а также совместить процесс формоизменени  с термообработкой материала. При этом существенно сйижаютс  усили  деформировани . Так .как дл  сплава ВТ-20 ,при формообразовании в режиме подзучести в течение 1 ч.требуютс  усили  на пор док меньше, чем при мгновенном деформировании . Универсальность устройствазамена только опорных поверхностей, соответствуюпщх участкам теоретического контура, при изменении теории детали - дает экономический эффект при изготовлении даже небольших партий деталей, несмотр  на увеличение длительности технолог таеского процесса формовани .

Й««.г f

Щ JLR /ff .

±

фие.З I

т

&,нпо

300

т

о о о о

т

л

us.S

в т-20

t0,5i/oc

о о о о

t-l40C л л и л

е%

20

Claims (2)

1. Способ формообразования деталей двойной кривизны в режиме ползучести, включающий многоточечную фиксацию заготовки с помощью соосно расположенных подвижных штоков, нагрев до заданной температуры и деформирование перемещением штоков с постоянным двусторонним зажатием заготовки в течение всего процесса формообразования, отличающий с я тем, что, с целью повышения качества деталей путем Исключения пластических изломов, деформирование ведут с индивидуальной для каждой фиксированной точки заготовки скоростью ее перемещения, которую определяют по зависимости где V; - скорость перемещения каждой фиксированной точки заготовки;

- прогиб детали в заданной точке;

Т - время деформирования в состоянии ползучести.

2. Устройство для формообразования деталей двойной кривизны в режиме ползучести, содержащее термокамеру с соосно расположенными в ней верхними и нижними подвижными штоками, электродвигатель и индивидуаль- ^; ные приводные элементы каждого из упомянутых штоков, отличающ е е с я тем, что упомянутые подвижные штоки снабжены поворотными накладками с криволинейными рабочими поверхностями, выполненными по форме отдельных частей контура готовой детали, а индивидуальные приводные элементы каждого из Щтоков выполнены в виде винтовых пар, связанных между собой посредством паразитных шестерен.