SU1181749A1 - Способ изготовлени оболочек - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧЕК путем гибки и сварки листовой заготовки в полый цилиндрический по луфабрикат и его последующей формов ки в режиме сверхпластичности давлением газовой или жидкой среды, подаваемой внутрь полуфабриката,. отличающийс  тем, что. с целью рас1 1ирени  технологических возможностей и снижени  трудоемкости изготовлени  деталей путем увеличени  степени выт жки и сокращени  числа технологических переходов, в процессе сварки сварной шов располагают под углом 0 к образующей полуфабриката, а формовку в режиме сверхпластичности осуществл ют совместно с кручением полу|5 абриката вокруг его центральной оси на угол /3 в сторону уменьшени  угла of между швом и образующей, при этом углы с и / определ ют из следукщих соотношений а IBOVa-tg : i arccos , где а и b - длина образующей полуфабриката соответственно до и после формовкиi R - радиус полуфабриката в полости кручени ..,

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, в частности к штамповке сварных крупногабаритньк заготовок в режиме сверхпластичности Цель изобретени  - расширение тех нологических возможностей и снижение трудоемкости изготовлени  деталей путем увеличени  степени выт жки и сокращени  числа технологических переходов. На фиг. 1 представлен польй полуфабрикат со спиральным сварным швом; на фит. 2 - конечна  стади  формовки с кручением полуфабриката. Дл  штамповки трубы 1 со сварным швом 2, образующей 3, центральной осью 4 используют штамп с вьщвижным основанием 5,трубопроводом 6, заглушкой 7, столом 8, нагревател ми 9, теплоизол цией 10, матрицей 11, крьш кой 12 и ручкой 13. Листовую заготовку гнут, например роликами и сваривают в полый полуфаб рикат, представл ющий собой спиральношовную трубу 1, сварной шов 2 в которойрасположен под углом о к образующей 3 трубы 1. Затем трубу 1 герметично зажимают в- штампе, нагревают до температуры сверхпластичности используемого металла, подаютвнутрь трубы 1, например, сжатый газ и осуществл ют свободную формовк в полость штампа. Одновременно верхний торец трубы 1 закручивают относительно ее центральйой оси 4 в сторону уменьшени  .угла о. По окончании формоизменени  давление сжатого газа сбрасывают, оболочку разгерметизируют и извлекают из штампа. Наложение кручени  на формовку двуосным раст жением приводит к следующему: измен етс  схема напр женного состо ни  сварного шва 2 трубы 1, т.е. уменьшаютс  раст гивающие напр жени , деформаци  раст жением в меридиальном направлении в сварном шве практически отсутствует и замен  етс  гибкой сварного шва со сдвигом, поскольку первоначальна  длина сварного шва 2 выбираетс  по возможности равной конечной длине образующей оболочки. В св зи с уменьшением раст гивакдцих напр жений и деформаций пластичность (длительность сохранени  сплошности) сварного шва 2 возрастает, за счет чего достигаетс  больша  предельна  (до разрушени ) степень выт жки сварной заготовки. У2 Наиболее оптимальный вариант, технологии, при котором деформаци  шва 2- вдоль об4зазующей 3 (в меридиальном направлении) отсутст.вует следующий . Сварной шов 2 располагают под углом , / а 01, равным oi arccos т-, где а и b длина образующей 3 соответственно до и после деформировани . В этом случае первоначальна  длина шва 2 равна длине образукицей отформованного издели . Закручивание трубы производ т на „ „ ISO- a-tgo: угол уЗ , равный ft , где R - радиус трубы 1 в плоскости кручени . В этом случае сварной шов 2 в конце деформировани  совпадает с образующей , так как a-tg-c - рассто ние по периметру от верхней точки шва 2 до верхней точки образующей 3, и, таким образом, шов 2 не раст нетс  вдоль образующей 3 при меньшем или большем угле fl. Чтобы сварной шов 2 в процессе деформировани  не сжималс  и не изгибалс  в окрзжном направлении от преобладани  деформации .кручени , необходимо формовку и кручение начинать и заканчивать одновременно . Преимущества предлагаемого способа: увеличение степени выт жки за счет частичного исключени  деформации раст жением сварного шва 2, позвол ющее расширить технологические возможности способа и снизить трудоемкость изготовлени  деталей, деформаци  сдвигом сварного шва (в отличие от деформации раст жением), что улучшает механические свойства сварного шва. Пример. Штампуемое изделие с диаметром верхнего и нижнего основани  200 мм, максимальным диаметром бочки ЗОи мм, и высотой 300 мм из титанового сплава ВТбС дл  получени  сравнительных данных формовали из полых трубчатых полуфабрикатов двух типов. Первый тип полуфабриката в количестве двух штук получили гибкий и аргоно-дуговой сваркой листовой заготовки толщиной 1,5 мм в трубу 5 200x300 стыковым швом, расположенным вдоль образующей с использованием злектрода из основного материала. Второй тип полуфабриката также в количестве двух штук представл   собой трубу с теми же размера31

ми, сваренную из листовой заготовки толщиной 1,5 мм с расположением сварного шва под углом 21 к образующей полуфабриката. Полуфабрикаты обоих типов приваривали по нижнему торцу к вьщвижному основани  5 штампа, соединенному трубопроводом 6 с баллоном компрессированного аргона. Верхний торец полуфабрикатов приваривали к квадратной в плане заглушке 7. Основание 5 с полуфабрикатом и заглушкой 7 задвигали в штамп, снабженный нагревател ми 9 и теплоизол цией 10. Штамп с полуфабрикатом нагревали до , в полость полуфабриката подавали сжатый аргон под давлением 0,2 0,4 МПа (интенсивность скоростей деформации составила 8-10 с-О. При этом полуфабрикаты второго типа одновременно с- формовкой сжать1м газом деформировали кручением со скоростью 0,3 град/с относительно лх центральной оси на угол сторону уменьшени  угла между сварным швом и обрссзующей полуфабриката. Оболочки формовали

17494

в матрицу с максимальным диаметром 300 мм и диаметром оснований 200 мм до их полного оформпени  или потери герметичности.

5 Результаты формовки показали,

что предлагаемый способ изготовлени  оболочек позвол ет увеличить степень выт жки заготовки за счет более благопри тных условий деформировани  свар-

10 ного шва, расшир  , тем самым технологические возможности процесса (получение оболочек с большей кривизной образующей и больших габаритов), и сокращени  трудоемкости их изготовлени  (уменьшение числа технологических операций).

Способ предполагаетс  использовать в различных отрасл х машиностроени  дл  мелкосерийного и серийного производства оболочек из мапопластичных и труднодеформируемых сварных зaгoтовок , формуемьк , в режиме сверхпластичности . Это позвол ет расширить номенклатуру формуемых изделий и полу25 читъ экономический эффект в размере 2,11 руб. на деталь за счет снижени  трудоемкости ее изготовлени.

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧЕК путем гибки и сварки листовой заготовки в полый цилиндрический полуфабрикат и его последующей формовки в режиме сверхпластичности давлением газовой или жидкой среды, подаваемой внутрь полуфабриката,. отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и снижения трудоемкости изготовления деталей путем увеличения степени вытяжки и сокращения числа технологических переходов, в процессе сварки сварной шов располагают под углом о! к образующей полуфабриката, а формовку в режиме сверхпластичности осуществляют совместно с кручением полуфабриката вокруг его центральной оси на угол β в сторону уменьшения угла о/ между швом и образующей, при этом углы с/ и β определяют из следующих соотношений ¢4= arccos

   180?a.tgef

   7T-R· где а и b - длина образующей полуфабриката соответственно до и после формовкиJ R - радиус полуфабриката в полости кручения,. *

   SU „.1181749 фиг.1 .1181749