Способ формообразования деталей из высокопрочных алюминиевых сплавов

(5 Й) СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВО высо" высоаэродиИзобретение относится к обработке металлов давлением в сочетании с термообработкой и может быть использовано в машиностроении и судостроении для формообразования деталей с кими процностными свойствами и кой точностью их изготовления иэ листов, профилей и монолитных панелей, например обшивок, создающих намицеский обвод иэделий.Известен способ Формообразования деталей в режиме ползучести, включающий фиксацию заготовки на Формблоке, гибку ее нагружением путем создания разряжения между матрицей и последую= щую термообработку под нагрузкой 1113Однако способ не обеспечивает высокой прочности получаемых изделий, а после формообразования необходимо проводить термообработку изделия, что усложняет технологический процесс.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ формообразования деталей из высокопрочных алюминиевых сплавов, включающий фиксацию заготовки на матрице и проводимые одновременно термообработку заготовки и ее гибку нагружением, возрастающим с постоянной скоростью до принятия заготовкой заданной формы, Нагружение проводят в течение всего рвемени термообработки 2 1.Недостатком этого способа является низкая точность формообразования деталей. Это вызвано пружинением деталей после их формообразования, точно учесть величину которого при изготовлении формующей оснастки невозможно из-за различия механических свойств материала заготовок и их геометрических размеров в пределах допуска. Правка готовых деталей для получения заданной точности недопустима, так как любая деформацию деталей после термообработки ведет к снижению прочностных свойств мате 933790риала: сопротивления ползучести и ,относительного удлинения.Цель изобретения - повышение точности формообразования деталей.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу фоомообразования деталей из высокопрочных алюминиевых сплавов, включающем фиксацию заготовки на матрице, гибку 1 ее с одновременным нагревом под тер мообработку, гибку проводят в течение 0,2-0,3 расчетного времени нагрева под термообработку, после чего нагруженную деталь охлаждают, снимают нагружение, проводят правку и осуще- М ствляют термообработку детали в свободном состоянии.Нижний предел времени гибки нагружением обусловлен тем, что в течение 0,2 расчетного времени термообработки большая часть возникших при гибке в материале заготовки напряжений, способных к релаксации при заданных условиях, и поэтому деталь уже в это время имеет такую же точность изготовления как и после всего процесса термообработки. А верхний предел времени обусловлен тем, что эа 0,3 расчетного времени термообработки материал еще не уп 1 очняется (ос 36 тается пластичным), что позволяет проводить правку детали без ухудшения прочностных свойств материала детали.На фиг. 1 и 2 представлено устройство для формообразования деталей Зф по предложенному способу.Устройство состоит из каркаса 1, матрицы 2 и пневмокамеры 3, снабженной штуцером 1 для подачи воздуха и жесткой пластиной 5, на которой зак фф реплены рубильники 6, формующая поверхность которых имеет кривизну формующей поверхности матрицы 2. Матрица 2 снабжена Фиксирующими штырями 7.4П р и м е р. Проводят формообразование панели одинарной кривизны из плоской заготовки, имеющей ребра жесткости и отдельные утолщения полотна. Заготовку панели получают Фре"50 зерованием иэ плоской, закаленной и растянутой плиты, Материал заготовкивысокопрочный алюминиевый сплав марки АКМ. Размеры заготовки панели " 1200 х 2500 мм, толщина полотна и ребер жесткости - 2 мм, имеются отдель. ные утолщения полотна -.1-8 мм, высота ребер - 30 мм. Радиус кривизны готовой панели после формообразования -2000 мм.Заготовку 8 укладывают на матрицу 2, фиксируют на ней по наружному контуру с помощью штырей 7. К ребрам 9 заготовки, расположенным в плоскости изгиба, подводят рубильники 6, После этого устройство помещают в электропечь и нагревают "до температуры термообработки (искусственного старения) указанного сплава - 195 фС, Одновременно с термообработкой проводят .гибку заготовки нагружением, возрастающим с постоянной скоростью. Для того в пневмокамеру 3 нагнетают воздух, постепенно повышая его избыточное давление от 0 до 1,2 кг/см при этом объем пневмокамеры 3 увеличивается и давление воздуха передается через пластину 5 на рубильники 6, а от них на заготовку 8, в результате чего заготовка 8 изгибается до формы заданной матрицей 2, Нагружение заготовки 8 производится в течение 3 ч, что составляет 0,25 от расчетного времени термообработки (12 ч) для сплава АК 1-1. Скорость нагружения заготовки 0,4 кг/емв ч. Нагружение заготовки 8 возрастающей нагрузкой при температуре термообработки в течение 3 ч вызывает в заготовке необ- е ратимые деформации ползучести, в результате чего заготовка принимает заданную Форму.Через 3 ч термообработку заготовки 8 под нагрузкой прерывают, формообразующее устройство с заготовкой 8 вынимают иэ печи, деталь охлаждают под нагрузкой (не вынимая из устройства) до комнатной температуры и снимает нагружение с полученной детали,выпуская воздух из пневмокамеры 3.Контроль геометрических размеров полученной детали показывает, что участки детали с утолщениями полотна имеют отклонения от заданного радиуса кривизны после гибки на 1- 1,5 мм. Для устранения этих отклонений деталь правят выколоткой по болванке, форма которой соответствует заданной форме детали. Время правки 10 мин. После правки заканчивают термообработку детали в свободном состоянии. Для этого деталь . загружают в печь, нагревают до 195 С и выдерживают при этой температуре оставше5 93 еся время термообработки - 9 ч (12-3-9 ч). Затем деталь вынимают из печи, охлаждают и контролируют на точность формообразования. Отдель" .,ные участки детали имеют отклоненияот заданного размера гибки на О,1- 0,3 мм.Гибку нагружением проводят в течение,0,2-0,3 расчетного времени термообработки, после которого большая часть напряжений, способных к релаксации, уже прорелаксирована, в результате чего деталь уже имеет ту же точность изготовления, как и после всего процесса термообработки. Другие высокопрочные алюминиевые сплавы имеют такой же характер кривых .изменения прочностных свойств и релаксации напряжений в процессе термообработки, как и сплав АКЧ.Предложенный способ обеспечивает точность формообразования на 3-ч класса выше, чем известный за счет того, что термообработку детали прерывает, когда она уже приняла заданную форму, но еще находится в пласти" ческом состоянии, и правят ее, в то же время как в известном способе термообработка непрерывна, а опера 37906ция правки отсутствует, так как правка после термообработки ухудшает прочностные свойства материала детали, приводит к возникновению в ней трещин, что недопустимо.формула изобретенияСпособ формообразования деталейиз высокопрочных алюминиевых сплавов,включающей фиксацию заготовки на матрице, гибку ее с одновременным нагревом под термообработку, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью1 ф повышения точности формообразованиядетали, гибку проводят в течение0,2-0,3 расчетного времени нагревапод термообработку, после чего нагруженную деталь охлаждают, снимают20 нагружение, производят правку и .осуществляют термообработку в свободномсостоянии.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе2 1. Патент США й 3739607кл, 72-63, 19772. Авторское свидетельство СССРпо заявке й 2579302/22-02,кл, С 22 Г 1/ОЬ, 1978.933790Составитель А. Зенцов Редактор,А. Гулько Техред А. Бабинец Корректор Н. Швыдкая Ве 4 аююФЮЮФВЮЗаказ 3869/10 Тираж 660 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иоскаа, В, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4