Способ правки изделий из титановых сплавов и устройство для его осуществления

/Изобретение относится к обработкеметаллов давлением и предназначеногдля правки в процессе вакуумного отаига,преимущественно крупногабаритных панелей одинарнойи двойнойкривизны из титановых сплавов, применяемых, например, в самолетных конструкциях.Целью изобретения является повьюшение точности п 1 ввки и сниаениемассы оснастки,На чертвке показано устроЯстводля осуществления предлагаемогоспособа.Устройство содержит лоаемент 1,башмак 2, стойки Э, упоры 4, тяги 5и подвеску 6 с грузом 7, СтоЯки 3шарнирно соединены одним концом слоаементом 1, а другим - с концамиупоров 4 и тяг 5, Вторые концы тяг5 шарнирно соединены мешду собой ис подвеской 6, Вторые концы упоров4 шарнирно соединены с башмаком 2,Между башмаком 2 и лоаементомрасполагается иэделие 8Коэффициент усиления К устройства,т,е, отношение величины привимающегоусилия Я, создаваемого башмаком 2 квесу Р прикладываемого груза определяется выражениемЯ 81 пра 81 п (м-о)Р эп Ы, в.п (к -ю)где е К, Ы - углы наклона тяг,упоров и стоек соответственно,В конструкции отсутствуют элемекты, работающие на изгиб, что особенно ваано в условиях воздействия высоких температур,При правке изделие 8 укладываетсяна лоюемент 1, в калибруемом сеченииустанавливают башмак 2 н монтируютостальные элементы устроЯства. С помощью регулировки длины упоров 4 егонастраивают так, чтобы к моменту ис"правления коробления коэффициент усиления К был равен не менее пяти, Иещду основанием подвески 6 и башмаком2 выставляют требуемый зазор и устанавливают на подвеску 6 груз 7. Иэделие с оснасткой- загруаают в печь,вакуумируют камеру нагрева и проводят отзиг,В процессе нагрева благодвря боль"шему увеличению длины упоров А уменьшают углы к к к,что приводит. кповышению коэффициента усиления Кустройства, т,е, к увеличению усилилзаневоливвння, В процессе испрввле" 2826 ния коробления благодаря опусканию башмака 2 углы ык, и м, увеличиваются, коэффициент усиления К устройства уменьшается, и усилия занево" ливания снюкаются, После достквениязаданной формы правка прекращаетсяв результате противодействия лоаементв 1, В процессе охлввдения благодаря большому сокращению длины упоров1 д 4 происходит дальнейшее увеличениеуглов к к и к подвеска 6 с грузом 1 опускается на башмак 2, и дальнейшее охлвкдение происходит при усилии заневоливания, равном весу при"15 поденного груза 7,Вес устанавливаемого нв подвеску6 груза 7 определяется иэ того, чтобы к моменту исправления коробленияусилия эаневоливания обеспечивали2 О скорость полэучести в интервале(10 " 10 ) с . В начальный мо"мент исправления коробления, до начала опускания башмака 2 в процессе25отаигв, усилия эаневолнвания в не"сколько раэ выше и правка происходитметодом горячей пластической деформации, т,е, со скоростью, значительнопревышающей скорость полэучести(10 - 1 О ) с . Причем чем больше-63 О исходное кооробление, тем выше усилияэаневоливания на начальном этапе правки, Таким образом, исправление короб"пения при правке по предлагаемомуспособу проходит в два этапа: сначвф.35 ла методом горячей пластической деформации, а затем в реаиме полэучести,Величина эаэора между основаниемподвески Ь и башмаком 2 определяется4 О исходя иэ того, чтобы после исправ"пения коробления подвеска 6 с грузом7 опустилась ка башмак 2 в начальныйпериод охлащдения, т,е при сниаеннитемпературы на 100-200 С,ф%Проведение правки в два этапа,т,е, сначала методом горячей пластической деФормации путем созданиясоответствующих усилий заневолнвания,) увеличивающихся при нагреве, а затеив рещиме полэучести при выдеракеобеспечивает повьеенке точности правки, твк как основная часть коробления исправляется уае на нервом этапе55 - в процессе нагрева и в самом начале выдерщки при температуре отаига,Сивкенне усилий эаневолнвания кв втором этапе - прн правке в реаиме полэучестн обеспечивает необходнвюе13128величнь проскап эпния летали относительно оснастки лля компенсацииперемещений, связанных с исправлением коробления, что также способствует ловьшениа точности термоправки.Постепенное повышение усилий эаневоливания в процессе нагрева и практически полная разгрузка детали отусилий заневолнвания в процессе охлаждення позволяют повысить точностьплавки благодаря обеспечению проскальзывания детали относительнооснастки для компенсации различия ихтеплового расширения, поскольку защемление детали вызывает искаженформы,В вакуумной электронагревательнойустановке проведена термоправкв попредлагаемому н известному способам 20партии панелей двойной кривизны иэсплава ВТ 20 при температуре вакууманого отжига 720 С н длительности выдержки 2 ч. Панели выходят на теоретический контур, поэтому к их геометрии предъявляют жесткие требования, согласно которым величина отклонения от шаблона не должна превышать 24 я, Отклонение от теоретического контура после штамповки в основном не превышает 10-15 мм, однакона отдельных панелях достигает 25 мм,В партию было отобрано по четырепанели с исходньм отклонением 15 и25 мм. 35Для исправления коробления детали укладывают на ложемент и в трех сечениях по длине панели устанавливают поперечные башмаки, Ложемент и башмаки изготовлены иэ нержавеющей ста 40 ли, При обработке по предлагаемому способу башмаки прижимаются с помощью мультипликаторов усилий,Стойки и тяги устройства выполнены нэ титанового сплава с козффнциен 45 тсм линейного расширения ,9,7 " О град , а упоры - из нержаве щей стали с , 19, 10 град Длина стоек и упоров составляла 700 мм, а тяг 560 мм, На подвеску устанавливают груз массой 64 кг.В таблице приведены расчетные эна" чения углов е, кк значения коэффициента усиления К, величины усилий эаневоливания 01 и расстояние Н от точ 55 ки подвески груза до линии, проведенной через точки шарнирного соединения упоров с башмаком, Значения при" 26велены для. четырех положепй устройства: исходного, в начале ыщержки,в коне выдержки, после охлажденияпрн исходном коробленин паелн 15и 25 мм,Йля упрощения расчет проводят безучета упругой деформации, а также впредположении, что горячая пластическая деформация не происходит до начала выдержки и в конце выдержки коробления полностью устранено, а приохлаждении груз не опускается на баш"мак.Как видно из таблицы, по сравнению с коэффициентом усиления в концевыдержки К 6 его величина в началевыдержки значительно бопьше и составляет К 9,5 и К=25,6 для панелей сисходным короблением 15 и 25 мм соответственно, Усилие заневоливанияв конце выдержки 384 кгс, а его расчетная величина в начале выдержки 608 и 1640 кгс при исходном короблении 15 и 25 мм соответственно,Из представленных в таблице данных видно также, что по сравнению, сисходным состоянием груз к концу выдержки опускается на 428-37454 ммн на 511-374 137 мм для исходногокоробления 15 и 25 мм соответственно, а затем еще на,34 мм при охлчжаденни, т,е, - 5 мм на каждые 100 С.Исходя из этого, зазор между основанием подвески и башмаком выставляется 60 мм при коробленни 25 ич,Указанные значения зазоров обеспечивают опускание груза на башмаков процессе охлаждения при 600 С, что,приводит к снижению козрфициента усиления до К 1, а усилия заневоливаниядо ц64 кг, Эти значения приведеныв таблице в скобках, Общая масса груза не превышает 900 кг.При обработке, по известному способу башмаки прижимаются весом грузов,устанавливаются, непосредственно набашмаки, Иасса грузов - по 350 кгна каждом башмаке. Общаясь масса грузапри этом 1500 кг, что превышает предельное значение для установки нв300 кг,Измерения геометрии панелей показывает, что после нравки по предлагаемому способу отклонение не превы-шает 2 мм как для панелей с исходнымкороблением 15 мм, так и для панелейс исходным коробленнем 25 мм. Послеправки по известному способу отклонеПоловчанкаустройстваВЮВВФ Ю ЮКоэффициенттусиления Е Исходноекоробление,мм Расстоят ние Н,мм Усилиеэаивволиввния 15 27 40 79 О 94 О 7,5 25 17 ЭО 76 91 12,0 480 428 Исходное 511 15 " 22 40 7750 92 50 9,5 608Юю25 8 10 74 ЗО 89 40 25,6 1640 594 468 В начале вьдеракивтютюв ттвюююавааттееююавюавют ювФтетюе 35 82 30 97 ЗО 6,0 384 374 15 В конце выделки 25 35 82 Зо 97 30 6,0 384 374 ютавюювтт вювававтвавюавююваав ттетюте ЮВВЕ Фт ю юававювю 15 38 30 84 99 5,4 346(64) 340 Послеохлалдения ттт тва ю а ю ввата аа ют Веваайюююеюе теввтетюв25 38 30 84 99 5,4(1) 346(64) 340 5 31 нке не более 4 мм для панелей с ис" ходным короблением 5 мм и не болееим для панелей с ксходныи коробленкем 25 им.Таким обраэои, проведение правки по предлагаемому способу обеспечивает эначктельное повьаение точности геоиетрки благодаря осуществлению исправления коробления в процессе вакуумного отщкга в двв этапа: скача" ла в рекиме пластической деформации, а затеи в реакме полэучести, а такае благодаря значительному снкаению уси" лий эвневоливакия в процессе охлвадения, обеспечивающему проскальзываю нне детали относительно эаневоливающей оснастки для компенсации различия тесового рвсщкрения.Предлагаемое для осуществления правки устройство, кроме обеспечения автоиатического изменения усилий эаневоливания в соответствии с предлвгвеиач способом, позволяет снизить общую массу груза в 1,52 раза,Формула изобретения 1, Способ правки изделий иэ титановых сплавов, включающий эаневолн" ванне иэделия, нагрев его до температуры отаига, саатке с усилием,2826 6обеспечивающим при отжиге скпростлполэучести О - О с , выдержкуи охлаждение в вакууме, о т л и -ч а ю щ и Я с я теи, что, с цельюповьпвекия точности правки к снюкениямассы оснастки, усилие сжатия в процессе нагрева увеличивают до значения, обеспечивающего пластическуюдеформацию иэделия, а затем это уси 1 О лие в процессе выдержки уменьшаютдо значения, .обеспечивающего вновьскорость полэучестк 1 О- 10 с,2, Устройство для правки иэделийиэ титановых сплавов, содераащее15 лоаемент, башмак и размещенный наднии груз, о т л и ч а ю щ е е с ятеи, что оно снабжено симметричнорасполоаенныик относительно грузадвумя стойкаии, двумя стераневыми20 упорами и двумя тягвии, при этом одиниз концов каадой стойки, тяги и каадого упора связаны иезду собой евртнирко, другой конец каадой стойкисвязан шарнирно с ловемеитом, другойконец какдого упора установлен с возмозкостьв контвктироввния с баииаком,другие концы тяг связаны щаркирномежду собой и с грузом, а упоры выполнены иэ материала с коэффициентом30 линейного расзкренкя больаим, чем уматериала тяг и стоек,1312826Составитель Н,Чернипевская Редактор О,Стенина ТеМред И.Ходанич Корректор Н,Поао Заказ 1896 Тирам 502 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий113035, Иосква, В"35, Раущская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уагород, ул. Проектная, 4