Способ изготовления оболочек

( ЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬ аю= агссоз - рЬ Ь " длина обр Фабриката й пол гд соответственсле Формовки,уфабриката вучения.,оип п полости ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ(71) Московский ордена ОктябрьскойРеволюции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов(56) Авторское свидетельство СССРВ 719764, кл. В 21 Р 26/02, 05.03.80Патент СИА Р 3572073,кл. 72-62, 23.03.71.(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧЕК путем гибки и сварки листовойзаготовки в полый цилиндрический полуфабрикат и его последующей Формовки в режиме сверхпластичности давлением газовой или жидкой среды,подаваемой внутрь полуфабриката,.о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения технологическихвозможностей и снижения трудоемкостиизготовления деталей путем увеличенйя степени вытяжки и сокращениячисла технологических переходов, впроцессе сварки сварной шов располагают под углом ь к образующейполуфабриката, а Формовку в режимесверхпластичности осуществляют совместно с кручением полуфабрикатавокруг его центральной оси на уголр в сторону уменьшения угла Омеждушвом и образующей, при этом углысиопределяют из следуацих соотношенийИзобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к штамповке сварных крупногабаритных заготовок в режиме сверхпластичности.Цель изобретения - расширение тех. нологических возможностей и снижение трудоемкости изготовления деталей путем увеличения степени вытяжки и сокращения числа технологических переходовОНа Фиг. 1 представлен полый полуфабрикат со спиральным сварным швом; на Фиг. 2 - конечная стадия формовки с кручением полуфабриката,Для штамповки трубы 1 со сварным швом 2, образующей 3, центральной осью 4 используют штамп с выдвижным основанием 5,трубопроводом 6, заглушкой 7, столом 8, нагревателями 9, теплоизоляцией 10, матрицей 1, крышкой 12 и ручкой 13.Листовую заготовку гнут, например, роликами и сваривают в полый полуфабрикат, представляющий собой спиральношовную трубу 1, сварной шов 2 в которойрасположен под углом ок образующей 3 трубы 1. Затем трубу 1 герметично зажимают в штампе, нагревают до температуры сверхпластичности используемого металла, подают 30 внутрь трубы 1, например, сжатый газ и осуществляют свободную формовку в полость штампа. Одновременно верхний торец трубы 1 закручивают относительно ее центральной оси 4 в сто- З 5 рону уменьшения .угла о По окончании Формоизменения давление сжатого газа сбрасывают, оболочку разгерметизируют и извлекают из штампа.Наложение кручения на формовку 40 двуосным растяжением приводит к следующему: изменяется схема напряженного состояния сварного шва 2 трубы 1, т.е. уменьшаются растягивающие напряжения, деформация растяжением 45 в меридиальном направлении в сварном шве практически отсутствует и заменяется гибкой сварного шва со сдвигом, поскольку первоначальная длина сварного шва 2 выбирается по возмож ности равной конечной длине образующей оболочки. В связи с уменьшением растягивающих напряжений и деформаций пластичность (длительность сохранения сплошности) сварного шва 2 р возрастает, эа счет чего достигается большая предельная (до разрушения) степень вытяжки сварной заготовки,Наиболее оптимальный вариант:технологии, при котором деформацияшва 2 вдоль образуюц 1 ей 3 (в меридиальном направлении) отсутствует следующий,Сварной шов 2 располагают под углома(, равным Ы= аагссоз в , где а и Ьдлина образующей 3 соответственно дои после деформирования. В этом случаепервоначальная длина шва 2 равна длине образующей отформованного изделия.Закручивание трубы производят нафа .г с/угол 73, равный ф =, гдеФЕ - радиус трубы 1 в плоскости кручения.В этом случае сварной шов 2 в конце деформирования совпадает с образуюцей, так как агд с - расстояниепо периметру от верхней точки шва 2до верхней точки образующей 3, и,таким образом, шов 2 не растянетсявдоль образующей 3 при меньшем илибольшем угле /3, Чтобы сварной шов2 в процессе деформирования не сжимался и не изгибался в окружном направлении от преобладания деформациикручения, необходимо Формовку икручение начинать и заканчивать одновременно.Преимущества. предлагаемого способа: увеличение степени вытяжки засчет частичного исключения деформации растяжением сварного шва 2,.позволяющее расширить технологическиевозможности способа и снизить трудоемкость изготовления деталей,деформация сдвигом сварного шва (вотличие от деформации растяжением),что улучшает механические свойствасварного шва.П р и м е р. Штампуемое изделие сдиаметром верхнего и нижнего основания 200 мм, максимальным диаметром"бочки" 300 мм, и высотой 300 мм изтитанового сплава ВТ 6 С для получения сравнительных данных формовалииз полых трубчатых полуфабрикатовдвух типов. Первый тип полуфабриката в количестве двух штук получилигибкий и аргоно-дуговой сваркойлистовой заготовки толщиной 1,5 ммв трубу ф 200 х 300 стыковым швом,расположенным вдоль образующей сиспользованием электрода из основного материала. Второй тип полуфабри ката также в количестве двух штук представляя собой трубу с теми же размерами, сваренную иэ листовой эаготовки толщиной 1,5 мм с расположением сварного шва под углом 21о к образующей полуфабриката. Полуфабрикаты обоих типов приваривали по нижнему торцу к выдвижному основания 5 штампа, соединенному трубо проводом Ь 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 нагревателями 9 и теплоизолмцией 1 О, Штамп с полуфабрикатом нагревали до 925 С, в полость полуфабриката подавали сжатый аргон под давлением0,2 0,4 ИПа (интенсивность скоростей деформации составила 310-ф8 10-з с-" ). При этом полуфабрикаты второго типа одновременно с формовкой сжатым газом деформировали кручением со скоростью 0,3 град/с относительно эх центральной оси на угол Ь 5"в сторону уменьшения угламежду сварным швом и образующей полуфабриката. Оболочки формовали в матрицу с максимальным диаметром300 мм и диаметром оснований 200 ммдо их полного оформления или потеригерметичности.Результаты формовки показали,что предлагаемый способ изготовленияоболочек позволяет увеличить степеньвытяжки заготовки за счет более благо"приятных условий деформирования свар 1 б ного шва, расширяя. тем самым технологические воэможности процесса (получение оболочек с большей кривизнойобразующей и больших габаритов), исокращения трудоемкости их изготов 1 ления (уменьшение числа технологических операций),Способ предполагается использоватьв различных отраслях машиностроениядля мелкосерийного и серийного производства оболочек из малопластичныхи труднодеформируемых сварных заготовок, формуемых в режиме сверхпластичности. Это позволяет расширить номенклатуру формуемых изделий и полу-.ю чить экономический эффект в размере2, 11 руб. на деталь за счет снижениятрудоемкости ее изготовления.1181749 оставитель О.Матв ехред С.Мигунова Редактор Т.ПарФенов ктор М.Максииишинец Заказ 6031 Тираж 774ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и113035, Москва, УА, Раушская Подписноетета СССРкрытийаб д, 4 4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проек