способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов

Классы МПК:B21D15/06 кольцевое 
B21D51/12 изделий с гофрированными стенками 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт автоматизированных средств производства и контроля" (ОАО "НИИАСПК") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-12-28
публикация патента:

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии производства изделий из особотонкостенных многослойных трубных заготовок, преимущественно из титановых сплавов, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. Производят последовательное формообразование предварительных гофров раздачей внутренним давлением эластичной среды при осевом перемещении свободного конца трубной заготовки. Принудительную посадку предварительных гофров за счет их сближения в осевом направлении осуществляют с определенными углами конусности при вершине и радиусами у основания, которые определяют по приведенным в формуле зависимостям. Последующую принудительную посадку предварительных гофров осуществляют до получения гофрами омегообразной формы с определенными радиусами у основания и вершины. Повышается качество штампуемых сильфонов за счет сокращения брака при обработке. 2 ил. способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов, патент № 2343033

способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов, патент № 2343033 способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов, патент № 2343033

Формула изобретения

Способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов эластичной средой в жестких матрицах, включающий последовательное формообразование предварительных гофров раздачей внутренним давлением эластичной среды при осевом перемещении свободного конца трубной заготовки, принудительную посадку предварительных гофров за счет их сближения в осевом направлении до получения заданного радиуса у вершины гофра, отличающийся тем, что предварительные гофры при последовательном формообразовании выполняют с углом конусности при вершине способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов, патент № 2343033 =10÷15°, с радиусами у основания R 1 и при вершине R2, определяемыми из зависимостей

R1=0,483h-0,9, мм,

R2=0,733h-1,997, мм,

h=0,1D, мм,

где h - высота гофра, мм;

D - диаметр проходного сечения сильфона, мм,

а последующую принудительную посадку предварительных гофров

осуществляют до получения гофрами омегообразной формы с радиусами у основания и вершины R3 =0,31h, мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии производства изделий из особотонкостенных многослойных трубных заготовок, преимущественно из титановых сплавов, и может быть использовано в области машиностроения и других отраслях промышленности при производстве изделий типа сильфонов.

Известен способ изготовления гофрированных труб путем порциальной подачи материала трубы-заготовки в зону деформирования, нагружения деформируемого участка внутренним давлением и осевого сжатия при свободном перемещении одного конца трубы-заготовки, где подачу материала трубы-заготовки в зону деформирования осуществляют одновременно с осевым сжатием деформируемого участка, а нагружение деформируемого участка внутренним давлением осуществляют при свободном перемещении другого конца трубы-заготовки, при этом трубу-заготовку предварительно изготавливают с диаметром, меньшим номинального, а в процессе раздачи калибруют до номинального (Описание к изобретению а.с. №871894, МПК B21D 15/10 с приоритетом от 17.12.79 г., авт. Лукашев В.Ф., Кашелевский Г.И. «Способ изготовления гофрированных труб», опубликовано в БИ №38, 15.10.81 г. (аналог)).

Недостатки: Нагружение деформируемого участка одновременным воздействием осевого сжимающего усилия и внутреннего давления влечет за собой возникновение двух браковочных признаков. В случае, если внутреннее давление является чрезмерным, а осевая подача материала недостаточной, наблюдается утонение стенок трубной заготовки с последующим разрывом. Если же осевое сжатие превалирует над раздачей, это является причиной возникновения волнистости (гофрообразования). Подобрать оптимальное сочетание осевых сжимающих усилий с внутренним давлением эластичного наполнителя при формообразовании особотонкостенных сильфонов крайне затруднительно.

Наиболее близким техническим решением, из известных, является способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов (Исаченков Е.И., Штамповка резиной и жидкостью, М. Машиностроение, 1967 г., с.292-294, прототип) при котором формообразование производят эластичной средой в жестких матрицах с последовательным формообразованием предварительных гофров раздачей внутренним давлением эластичной среды при осевом перемещении свободного конца трубной заготовки, далее производят принудительную посадку предварительных гофров за счет их сближения в осевом направлении до получения заданного радиуса у вершины гофра.

Недостатки: невозможность формообразования титановых сильфонов из-за возникающих в них максимальных тангенциальных деформаций, которые превышают относительное удлинение материала сильфона, что приводит к разрыву и браку сильфона.

Технический результат: повышение качества штампуемых сильфонов за счет сокращения брака при обработке, что достигается посредством того, что в известном способе формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов эластичной средой в жестких матрицах последовательно формообразуют предварительные гофры раздачей внутренним давлением эластичной среды при осевом перемещении свободного конца трубной заготовки, далее производят принудительную посадку предварительных гофров за счет их сближения в осевом направлении до получения заданного радиуса у вершины гофра, где предварительные гофры при последовательном формообразовании выполняют с углом конусности при вершине способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов, патент № 2343033 =10-15°, с радиусом R1 у основания и радиусом R2 при вершине, определяемыми из зависимостей:

R1=0,483h-0,9

R2=0,733h-1,997

h=0,1D

где h - высота гофра, D - диаметр проходного сечения сильфона, а последующую принудительную посадку предварительных гофров осуществляют до получения гофрами омегообразной формы с радиусами у основания и вершины R3=0,31h.

Зависимости для R1, R2, R 3 и h, а также интервал изменения способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов, патент № 2343033 получены экспериментально из условия минимальности интенсивности накопленной деформации при формообразовании предварительных и окончательных гофров. Радиусы R1, и R 2 должны быть такими, чтобы ресурс пластичности материала трубной заготовки не был исчерпан при раздаче предварительных гофров внутренним давлением эластичной среды. При этом если угол конусности при вершине гофра способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов, патент № 2343033 <10°, то максимальные тангенциальные деформации превысят относительное удлинение материала трубной заготовки и последует разрыв полуфабриката сильфона. Если же способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов, патент № 2343033 >15°, то на деформированной трубной заготовке образуются волны при принудительной посадке. Омегообразная форма гофров с радиусами у основания и у вершины R3 обеспечивает равномерную пластическую деформацию в конечный момент формообразования гофров сильфона.

На фиг.1 изображена схема устройства для формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов.

На фиг.2 изображена схема пятигофрового сильфона после принудительной посадки.

Способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов 1 эластичной средой 2 в жестких матрицах 3, включающий последовательное формообразование предварительных гофров 4 раздачей внутренним давлением эластичной среды 2 при осевом перемещении свободного конца трубной заготовки 5, принудительную посадку предварительных гофров 4 за счет их сближения в осевом направлении до получения заданного радиуса у вершины 6 гофра 7, где предварительные гофры 4 при последовательном формообразовании выполняют с углом конусности при вершине способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов, патент № 2343033 =10÷15°, с радиусами у основания 8 предварительного гофра 4 R1 и при вершине 9 предварительного гофра 4 R2, определяемыми из зависимостей

R1=0,483h-0,9

R 2=0,733h-1,997

h=0,1D

где h - высота гофра,

D - диаметр проходного сечения сильфона;

а последующую принудительную посадку предварительных гофров 4 осуществляют до получения гофрами 7 омегообразной формы с радиусами у основания 10 и вершины 6 R3=0,31h.

Пример. Двухслойную трубную заготовку 5 с толщиной стенки 0,4 мм (2×0,2 мм), диаметром проходного сечения 90 мм и длиной 150 мм из титанового сплава ВТ1-0 устанавливают в ручей 11 жесткой матрицы 3.

Ручей 11 имеет пять тороидальных полостей 12 для формовки предварительных гофров 4 и одну тороидальную полость 13 для формовки технологического гофра 14, предназначенного для удержания трубной заготовки 5 от осевого смещения. В трубную заготовку 5 устанавливают эластичную среду 2 (шайбы из резины марки 3826) диаметром 88 мм и общей высотой 107,6 мм, а также десять жестких упоров 15 из сплава D16T диаметром 89,6 мм и высотой по 14 мм.

После закрытия жесткой матрицы 3 сжимают эластичную среду 2 пуансоном 16 с усилием Р=800 кН, формуя тем самым технологический гофр 14 и первый предварительный гофр 4 с радиусом у основания 8 R1=3,45 мм, при вершине 9 - R2=4,6 мм, с углом конусности при вершине способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов, патент № 2343033 =14°. При этом происходит утяжка трубной заготовки 5 в зазор между упором 15 и границей между тороидальными полостями 12. Отводят пуансоны 16, сбрасывая усилие Р до нуля, удаляют один упор 15 и переносят его под пуансон 16. Следующим рабочим ходом пуансона 16 формуют второй предварительный гофр 4 особотонкостенного двухслойного сильфона 1. Аналогично формуют и три последующих предварительных гофра 4 с радиусом у основания 8 R 1=3,45 мм, при вершине 9 - R2=4,6 мм, с углом конусности при вершине способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов, патент № 2343033 =14°. Последующую принудительную посадку предварительных гофров 4 осуществляют на специальной оправке (на чертеже не показана) до получения гофрами 7 омегообразной формы с радиусами у основания 10 и вершине 6 R3=2,8 мм (фиг.2).

Технико-экономические показатели.

В результате применения предлагаемого способа формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов повысилось качество обрабатываемых деталей и впервые удалось отформовать детали из титановых сплавов марки ВТ1-0 и ПТ-7М. Брак сократился на 100%.

Класс B21D15/06 кольцевое 

способ штамповки сильфонов из трубных заготовок -  патент 2502574 (27.12.2013)
устройство для получения гофрированных труб -  патент 2468878 (10.12.2012)
способ изготовления внутреннего и наружного зубчатых венцов на тонкостенных цилиндрических полых изделиях -  патент 2379150 (20.01.2010)
устройство для холодной прокатки -  патент 2371271 (27.10.2009)
способ изготовления многослойного сильфона -  патент 2365453 (27.08.2009)
штамп для формообразования сильфонов -  патент 2354481 (10.05.2009)
способ изготовления одногофрового сильфона -  патент 2341348 (20.12.2008)
способ изготовления гофрированной трубы, предпочтительно жаровой, технологический комплекс для изготовления гофрированных труб, предпочтительно жаровых, стан для гофрирования трубчатых заготовок, предпочтительно при изготовлении жаровых труб, устройство для локального разогрева токами высокой частоты трубы при прокатке ее гофр, гофрированная труба, предпочтительно жаровая -  патент 2330743 (10.08.2008)
способ изготовления сильфона -  патент 2316404 (10.02.2008)
способ изготовления сильфона -  патент 2281179 (10.08.2006)

Класс B21D51/12 изделий с гофрированными стенками 

способ изготовления сварной тонкостенной конической обечайки с продольными гофрами -  патент 2507047 (20.02.2014)
стальная цилиндрическая оболочка -  патент 2384381 (20.03.2010)
способ изготовления внутреннего и наружного зубчатых венцов на тонкостенных цилиндрических полых изделиях -  патент 2379150 (20.01.2010)
способ изготовления многослойного сильфона -  патент 2365453 (27.08.2009)
способ изготовления труб с винтовыми гофрами и устройство для его осуществления -  патент 2365452 (27.08.2009)
штамп для формообразования сильфонов -  патент 2354481 (10.05.2009)
способ изготовления одногофрового сильфона -  патент 2341348 (20.12.2008)
способ изготовления гофрированной трубы, предпочтительно жаровой, технологический комплекс для изготовления гофрированных труб, предпочтительно жаровых, стан для гофрирования трубчатых заготовок, предпочтительно при изготовлении жаровых труб, устройство для локального разогрева токами высокой частоты трубы при прокатке ее гофр, гофрированная труба, предпочтительно жаровая -  патент 2330743 (10.08.2008)
способ изготовления сильфона -  патент 2281179 (10.08.2006)
устройство для формования сильфона -  патент 2229356 (27.05.2004)
Наверх