SU1465152A1 - Method of producing thin-walled shells - Google Patents

Method of producing thin-walled shells Download PDF

Info

Publication number
SU1465152A1
SU1465152A1 SU864017195A SU4017195A SU1465152A1 SU 1465152 A1 SU1465152 A1 SU 1465152A1 SU 864017195 A SU864017195 A SU 864017195A SU 4017195 A SU4017195 A SU 4017195A SU 1465152 A1 SU1465152 A1 SU 1465152A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
workpiece
thickness
billet
profiling
distribution
Prior art date
Application number
SU864017195A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Семенович Чумадин
Владислав Иванович Ершов
Александр Дмитриевич Ковалев
Евгений Масутович Дебердеев
Original Assignee
Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского filed Critical Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского
Priority to SU864017195A priority Critical patent/SU1465152A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1465152A1 publication Critical patent/SU1465152A1/en

Links

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, в частности к способам изготовлени  тонкостенных оболочек ротационной выт жкой. Цель - повышение качества получаемых деталей и коэффициента использовани  материала,.а также расширение номенклатуры получаемых деталей.- Профилированную трубную заготовку дополнительно упрочн ют путем холод - ной ротационной выт жки с утонением на оправке. Производ т при этом увеличение предела текучести материала в направлении деформировани . Дополнительное упрочнение заготовки совмещают с профилированием ее стенки. Это позвол ет исключить потерю устойчивости отформованной заготовки при ее раздаче с нагревом и расширить номенклатуру получаемых деталей. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (ОThe invention relates to the processing of metals by pressure, in particular, to methods for producing thin-walled shells by means of rotary stretching. The goal is to improve the quality of the parts produced and the utilization rate of the material, as well as expanding the range of the parts obtained. - The profiled tubular billet is further strengthened by a cold rotary drawing with thinning on the mandrel. This results in an increase in the yield strength of the material in the direction of deformation. Additional hardening of the workpiece is combined with the profiling of its wall. This allows you to eliminate the loss of stability of the molded workpiece when it is distributed with heating and to expand the range of the parts produced. 1 hp f-ly, 3 ill. (ABOUT

Description

1one

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а именно к листовой штамповке, и может быть использовано в машиностроении дл  получени  равнотолщинных осесимметричных оболочек из трубчатых заготовок.The invention relates to the processing of metals by pressure, namely to sheet metal forming, and can be used in mechanical engineering for the production of equal thickness axisymmetric shells from tubular blanks.

Целью изобретени   вл етс  повьш1е- ние качества получаемых деталей-и коэффициента использовани  металла, а также расширение номенклатуры по- лучаемых деталей.The aim of the invention is to improve the quality of the parts produced and the utilization rate of the metal, as well as expanding the range of the parts obtained.

На фиг, 1 представлена схема неравномерного упрочнени  заготовки путем холодной ротационной выт жки; на фиг. 2 - схема раздачи упрочненной и профилированной заготовки (верхн   половина, исходное состо ние , . а нижн   половина - конечное положение); на фиг, 3 - номограмма расчета требуемого распределени  толщины стенки заготовки S по образующей заготовки при заданном распре делении экстраполированного пределаFig. 1 is a diagram of the uneven hardening of the workpiece by cold rotary drawing; in fig. 2 shows a distribution scheme for a hardened and profiled workpiece (upper half, initial condition, and lower half — final position); Fig. 3 shows a nomogram for calculating the required distribution of the wall thickness of the workpiece S along the component of the workpiece for a given distribution of the extrapolated limit.

текучести ее материала dher material yield d

TOTO

Способ осуществл ют следующим образом.The method is carried out as follows.

Исходную трубчатую заготовку (цилиндрическую с посто нной толщиной стенки) подвергают неравномерному упрочнению по ее длине методом холодной пластической деформации, обеспечива  увеличение предела текучести материала от кромки заготовки. Упрочнение может быть осуществлено различными методами, например, путем последовательного обжима и раздачи трубы может быть получена деталь исходной геометрии с переменными механическими характеристиками материала вдоль образующей. Затем производ т профилирование исходной заготовки по The initial tubular billet (cylindrical with constant wall thickness) is subjected to uneven hardening along its length by the method of cold plastic deformation, providing an increase in the yield strength of the material from the edge of the billet. Hardening can be carried out by various methods, for example, by successively crimping and dispensing a pipe, a detail of the initial geometry with variable mechanical characteristics of the material along the generator can be obtained. Then, the initial blank is profiled according to

елate

ел N)ate N)

щине стенки, обеспечива  наибольшую толщину кромки заготовки.the wall crest, providing the greatest thickness of the edge of the workpiece.

Профилирование.заготовки по толщине вдоль образующей может быть осуществлено различными способами: механической обработкой заготовки со сн тием стружкиj химическим травлением и т.д.Profiling of the workpiece in thickness along the generatrix can be carried out in various ways: by machining the workpiece with chip removal, chemical etching, etc.

в общем случае распределение толщины стенки по длине заготовки зависит от степени формоизменени  заготовки (от Кр), от распределени  механиче ских свойств материала в упрочненной заготовке, от температуры нагрева материала при раздаче, усZIn the general case, the distribution of wall thickness over the length of the workpiece depends on the degree of shape change of the workpiece (on Kp), on the distribution of the mechanical properties of the material in the hardened workpiece, on the heating temperature of the material during distribution,

гдеWhere

. ловии контактного тре получаемой детали.. the contact of the received part.

Определить требуем толщины стенки по обр ки, если материал заг номерно упрочнен, мож стного рещени  уравне элемента оболочки, ус 10 ности, услови  несжим нени  св зи напр жени и зависимости напр же материала от деформац ни  и разупрочнени  п 15 Окончательное реше dSs dSs SjxRa , dHl Determine the required wall thickness by dubbing, if the material is hardened, can be solved by the equation of the shell element, the condition, the conditions of incompressible stress connection and the dependence of the material on the deformation and softening p 15 The final solution is dSs dSs SjxRa, dHl

dR S RdR S R

(i+Z,v R Zj d&s Zv.  (i + Z, v R Zj d & s Zv.

S tgo Zj Zi dlT Zl Ij, sin5S tgo Zj Zi dlT Zl Ij, sin5

dRRZldRRZl

S3-ZS3-z

ловии контактного трени  и геометрии получаемой детали.contact friction and the geometry of the resulting part.

Определить требуемое распределение толщины стенки по образующей заготовки , если материал заготовки неравномерно упрочнен, можно путем совместного рещени  уравнени  равновеси  элемента оболочки, услови  плйстич- ности, услови  несжимаемости, уравнени  св зи напр жений и деформаций и зависимости напр жени  текучести материала от деформационного упрочнени  и разупрочнени  при нагреве. Окончательное решение имеет вид: dSs dSs SjxRa , . dHl - - «sinc,The required distribution of the wall thickness along the preform forming component, if the workpiece material is unevenly strengthened, can be determined by jointly solving the equilibrium equation of the shell element, the conditions of elasticity, the conditions of incompressibility, the equation for the connection of stresses and strains, and the dependence of the yield stress of the material on the strain strengthening and weakening when heated. The final solution is: dSs dSs SjxRa,. dHl - - “sinc,

Z,Z

zlzl

dR S RdR S R

Zj d&s Zv. Zj d & s Zv.

Zi dlT Zl Ij, sin5Zi dlT Zl Ij, sin5

(1)(one)

S - R 3 S s S  S - R 3 S S S

D( И текущее значение толщиныD (And the current thickness value

стенки заготовки;billet walls;

текзпца  длина заготовки;the length of the workpiece;

текущий радиус получаемойcurrent radius received

детали;details;

радиус исходной трубчатойradius of the original tubular

заготовки;blanks;

const;const;

толщина стенки получаемойwall thickness obtained

детали;details;

const;const;

угол между касательной к ;angle between tangent to;

оболочке и ее осью симме1г-the shell and its axis of symmetry

рии;rii;

коэффициент трени  междуcoefficient of friction between

заготовкой и пуансоном;billet and punch;

ft - 1 5V ft - 1 5V

Zo Zo

напр жение текучести материала ;the yield stress of the material;

меридиональный радиус оболочки .meridional shell radius.

d6s Величина d6s value

определ етс  выражениемis defined by the expression

(6,/(6, /

П-1пP-1P

RNRn

R3R3

r-u-t.)r-u-t.)

е . ,e. ,

(2)(2)

где Д - экстраполированный пределwhere D is the extrapolated limit

текучести; П - модуль упрочнени ;turnover; P - hardening module;

Т - температурный коэффициент; t - температура нагрева мате- 25риала, t f(R);T - temperature coefficient; t is the heating temperature of the material, trial, t f (R);

t - температура определени  механических свойств материала: 6т„ -П.t is the temperature for determining the mechanical properties of a material: 6m „-P.

Решение (1) осуществл етс  числен30 ным интегрированием при граничных услови х (2) : R , 83 S/ .Solution (1) is carried out by numerical integration under boundary conditions (2): R, 83 S /.

Расчеты показывают, что .упрочнение зоны передачи усили  в 1,4-1,6 раза повышает предельные возможностиCalculations show that .strengthening the zone of force transmission increases by 1.4–1.6 times the limiting possibilities.

35 формоизменени  от Кр 0,5 ,3, при прочих равных услови х.35 form change from Kp 0.5, 3, ceteris paribus.

С целью повьщ1ени  коэффициента использовани  материала заготовки упрочнение трубчатой заготовки и ееIn order to increase the utilization of the material of the workpiece, the hardening of the tubular workpiece and its

40 профилирование по толщине совмещак)Т в одной операции. На фиг. 4 показана с1сема упрочнени  и профилировани  исходной заготовки с использованием метода ротационной выт жки, при ко45 тором получают упрочненную и профилированную заготовку 1 путем утонени  стенки заготовки на вращающейс  оправке 2 с помощью давильного ролика 3. Требуемое утонение стенки от кром50 ки заготовки определ етс  выражением (1) методом последовательного приближени . Вначале осуществл етс  расчет (1) при условии линейного возрастани  напр жени  текучести 6г40 profiling thickness combined) T in one operation. FIG. Figure 4 shows the hardening and profiling of the original billet using the rotary stretching method, with which a hardened and shaped billet 1 is obtained by thinning the billet wall on the rotating mandrel 2 using a squeezing roller 3. The required thinning of the wall from the edge of the billet is determined by the expression (1 ) by the method of successive approximation. First, the calculation is carried out (1) under the condition of a linear increase in the yield stress 6g

55 по-длине заготовки: определ етс  распределение толщины стенки заготовки (Sj), уточн етс  распределение 6. в зависимости от утонени  стенки, и т.д.55 along the length of the workpiece: the distribution of the wall thickness of the workpiece (Sj) is determined, the distribution 6 is refined depending on the wall thinning, etc.

Процесс раздачи полученной заготовки 1 (фиг. 2) заключаетс  в осевом перемещении заготовки 1 относительно пуансона 4, в результате чего получают готовую деталь 5. Процесс раздачи осуществл етс  при тех темпе- ратурно-скоростных услови х, которые были заложены в расчет распределени  толщины стенки заготовки 1 (парамет- ю ры 3-, t).The process of distribution of the resulting workpiece 1 (Fig. 2) consists in the axial movement of the workpiece 1 relative to the punch 4, resulting in a finished part 5. The distribution process is carried out under those temperature-speed conditions that were included in the calculation of the wall thickness distribution blanks 1 (parameters 3-, t).

Пример. Способ бьш опробован при изготовлении тонкостенных коничены равнотолщинные конические де- тали с перепадом диаметров 76:28 (коэффициент раздачи 0,37). Процесс ограничивалс  разрушением заготовки на кромке. Коэффициент использовани материала 0,95.Example. The method was tested in the manufacture of thin-walled conichenes with equal thickness and conical details with a diameter difference of 76:28 (distribution coefficient of 0.37). The process was limited to the destruction of the workpiece on the edge. Material utilization factor is 0.95.

Claims (3)

1. Способ изготовлени  тонкостен ных оболочек, заключающийс  в профилировании и упрочнении трубной заготовки вдоль образующей по тол201. A method of manufacturing thin-walled shells, comprising forming and strengthening a tubular billet along a thickness of 20 веских деталей из материала АМгЗМ.weighty details from material AMgZM. Угол конусности деталей составил ЗО, 5 , обеспечива  максимальную тол- толпщна стенки 0,9 мм. Исходна  труб- щину заготовки на ее кромке и пос- чата  заготовка 0 284,5 мм-упрочн лась и профилировалась методом ротационной выт жки, при этом обеспечивалось распределение предела текучести материала и толщины стенки в соответствии с зависимостью, приведенной на фиг. 3. Расчет (1) осуществл етс  со следующими значени ми параметров: 6° 200 МПА, п 340 МПа, |u 0,1, у -0,004, при линейном распределении температуры нагрева пуансона от t 320 С в вершине пуансона до t 430 С на большом основании, при скорости деформации 2 i10 - 8 10 с -Ч В результате получени  требуемой упрочненной и профилированной заготовки и ее раздаче по указанньы режимам были полуледующей раздаче с нагревом заготовки на жесткой оправке, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества получаемых деталей и коэффициента использовани  металла , а также расширени  номенклатуры ,получаемых деталей, профилированную заготовку дополнительно неравномерноThe angle of conicity of the parts was 304, providing a maximum thickness of 0.9 mm. The original blank billet on its edge and the blank billet was 0 284.5 mm-hardened and profiled using the rotary stretching method, while ensuring the distribution of the yield strength of the material and the wall thickness in accordance with the dependence shown in FIG. 3. Calculation (1) is carried out with the following parameters: 6 ° 200 MPa, n 340 MPa, | u 0.1, y -0.004, with a linear distribution of the heating temperature of the punch from t 320 C at the top of the punch to t 430 C on a large basis, at a deformation rate of 2 i10 - 8 10 s -CH As a result, obtaining the required reinforced and profiled workpiece and its distribution according to the indicated modes were semi-following distribution with heating of the workpiece on a rigid mandrel, characterized in that and metal utilization rate, as well as advanced rhenium nomenclature obtained parts are unevenly shaped blank further 25 упрочн ют по длине холодным пластическим деформированием, увеличива  предел текучести материала в направлении деформировани , а толщину стенки заготовки при профилировании25 are strengthened along the length by cold plastic deformation, increasing the yield strength of the material in the direction of deformation, and the wall thickness of the workpiece during profiling 30 форгетруют в направлении профилировани  в соответствии с зависимостью30 are formed in the direction of profiling according to the dependency. Ё§1 S ,S3j;R3 §§1 S, S3j; R3 dH:dH: dRdR S RS r sine/.sine /. dS3 dRdS3 dR (1.|Л).,(1. | L)., tgo( tgo ( текущее значение толщиныcurrent thickness стенки заготовки; текуща  длина.заготовки; текущий радиус получаемой детали;billet walls; the current length of the stock; current radius of the received part; радиус исходной трубчатой заготовки, const; толщина-стенки получаемой етали, S const;the radius of the original tubular billet, const; wall thickness of the resulting metal, S const; угол между касательной к оболочке и ее осью симметрии;the angle between the tangent to the shell and its axis of symmetry; коэффициент трени  между заготовкой и пуансоном;coefficient of friction between the workpiece and the punch; |- - In /-; Ьз к. | - - In / -; Bz k. Z 2 2 xln -- + К jZ 2 2 xln - + K j In -- iIn - i 0303 чены равнотолщинные конические де- тали с перепадом диаметров 76:28 (коэффициент раздачи 0,37). Процесс ограничивалс  разрушением заготовки на кромке. Коэффициент использовани  материала 0,95.Equal-thickness conical parts with a difference in diameter of 76:28 (distribution coefficient 0.37). The process was limited to the destruction of the workpiece on the edge. Material utilization factor is 0.95. Формула изобретени Invention Formula 1. Способ изготовлени  тонкостенных оболочек, заключающийс  в профилировании и упрочнении трубной заготовки вдоль образующей по толЩ не , обеспечива  максимальную тол- щину заготовки на ее кромке и пос- 1. A method of manufacturing thin-walled shells, consisting in the profiling and strengthening of the tube billet along the thickness of the core, ensuring the maximum thickness of the billet at its edge and end 2020 5 , обеспечива  максимальную тол- щину заготовки на ее кромке и пос- 5, ensuring the maximum thickness of the workpiece on its edge and ледующей раздаче с нагревом заготовки на жесткой оправке, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества получаемых деталей и коэффициента использовани  металла , а также расширени  номенклатуры ,получаемых деталей, профилированную заготовку дополнительно неравномерноthe following distribution with heating the workpiece on a rigid mandrel, characterized in that, in order to improve the quality of the parts produced and the utilization rate of the metal, as well as to expand the range of the parts obtained, the profiled workpiece is additionally uneven 25 упрочн ют по длине холодным пластическим деформированием, увеличива  предел текучести материала в направлении деформировани , а толщину стенки заготовки при профилировании25 are strengthened along the length by cold plastic deformation, increasing the yield strength of the material in the direction of deformation, and the wall thickness of the workpiece during profiling 30 форгетруют в направлении профилировани  в соответствии с зависимостью30 are formed in the direction of profiling according to the dependency. е, обеспечива  максималь у заготовки на ее кромкеe, ensuring maximum workpiece on its edge Ё§1 S ,S3j;R3 §§1 S, S3j; R3 dH:dH: dRdR S RS r sine/.sine /. RR bjbj .... - л- l S3 40S3 40 2j. , fj - 5i + X 2,2j. , fj - 5i + X 2, zl dR- 2.г Z .-,zl dR- 2.g Z .-, Z|,Z |, 4545 5050 5555 Z3 3xln - ;Z3 3xln -; 33 24 3xln .;24 3xln. ЬзBs s - напр жение текучести материала;s is the yield stress of the material; R - меридиональный радиус обо- .дочки.R is the meridional radius of the shell. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что дополнительное упрочнение, совмещают с профилированием стенки трубной заготовки.2. A method according to claim 1, characterized in that the additional reinforcement is combined with the profiling of the wall of the tube blank. 3.Способ по п. 2, отличающийс  тем, что дополнительное упрочнение и профилирование трубной заготовки производ т путем ее ротационной выт жки с утонением стенки на оправке.3. A method according to claim 2, characterized in that the additional strengthening and profiling of the tubular billet is performed by rotating it with thinning the wall on the mandrel. (раг2(par2 /3./ 3. JJ 33 bsbs O.SO.S 00 Редактор H. ГорватEditor H. Gorvat фигЪfig Составитель В, Бещеков Техред Л.ОлнйньжCompiled by Beschekov Tehred L.Olninzh (го.мпа(go.mpa 360360 280280 гооgoo 8080 20 2. 20 2. Корректор л. ПатайCorrector l. Patay
SU864017195A 1986-02-04 1986-02-04 Method of producing thin-walled shells SU1465152A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864017195A SU1465152A1 (en) 1986-02-04 1986-02-04 Method of producing thin-walled shells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864017195A SU1465152A1 (en) 1986-02-04 1986-02-04 Method of producing thin-walled shells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1465152A1 true SU1465152A1 (en) 1989-03-15

Family

ID=21219775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864017195A SU1465152A1 (en) 1986-02-04 1986-02-04 Method of producing thin-walled shells

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1465152A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688065C1 (en) * 2018-12-17 2019-05-17 Виктор Васильевич Леонтьев Rotary drawing device
RU2710311C1 (en) * 2019-09-10 2019-12-25 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" имени А.Н. Ганичева" Method of making thin-wall shells from alloyed steels
RU2737108C1 (en) * 2020-03-24 2020-11-24 Закрытое акционерное общество ПКФ "Проммет-сплав" Method of making pipes from austenitic steels with a fine-grained structure by distribution on a cone-shaped core

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент JP № 5354425, Кл, В 21 D 22/16, 1984. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688065C1 (en) * 2018-12-17 2019-05-17 Виктор Васильевич Леонтьев Rotary drawing device
RU2710311C1 (en) * 2019-09-10 2019-12-25 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" имени А.Н. Ганичева" Method of making thin-wall shells from alloyed steels
RU2737108C1 (en) * 2020-03-24 2020-11-24 Закрытое акционерное общество ПКФ "Проммет-сплав" Method of making pipes from austenitic steels with a fine-grained structure by distribution on a cone-shaped core

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Quigley et al. Metal forming: an analysis of spinning processes
CA1227921A (en) Method for forming box-section frame members
AU2007265132B2 (en) Method of manufacturing containers
RU2468884C2 (en) Method of making rings
JPH05504725A (en) Method and apparatus for hydrostatically deforming a hollow body made of cold deformable metal
CN105710273B (en) Car constant-speed universal drive shaft circle-feeding technological parameter of swaging determines method
KR960033595A (en) Manufacturing process of molded metal can
RU96124365A (en) METHOD AND DEVICE FOR CANNED BENDING OF CANNED CANS
US2751676A (en) Method of cold working metal
SU1465152A1 (en) Method of producing thin-walled shells
JPS6358058B2 (en)
RU2732845C1 (en) Bellows manufacturing method
RU2426617C1 (en) Method of producing thin-wall shells
Udayani et al. Optimization of Process Parameters of Metal Spinning using Response Surface Methodology
KR20010094681A (en) Manufacture method of high pressure cylinder by deep drawing and ironing
Lisiecki et al. Numerical modelling of the multi-stage production process of large-size rings rolling for the shipbuilding industry including analysis of internal discontinuities
JPH01245914A (en) Manufacture of metallic pipe excellent in out-of-roundness of outer diameter
RU2106217C1 (en) Method of rotation drawing of hollow axisymmetric parts
GONDO et al. Roller path solver system for multi-objective task-priority control of multipass conventional spinning
JP2003181545A (en) Molding method for bellows tube
RU2098210C1 (en) Method of making hollow stepped parts with branches at use of pressurized fluid
SU1034814A1 (en) Method of producing necks
RU2048225C1 (en) Method for shape-forming of hollow articles with laterals
SU1303221A2 (en) Method of drawing hollow articles from sheet blank
SU829273A1 (en) Method of producing tubes with longitudinal corrugations