СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОБОЛОЧЕК ОЖИВАЛЬНОЙ ФОРМЫ ИЗ ЗАГОТОВКИ КОНУСНОЙ ФОРМЫ ИЗ МАЛОПЛАСТИЧНОЙ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМОЙ СТАЛИ ВНС-16 ОДНОПЕРЕХОДНОЙ ШТАМПОВКОЙ В ШТАМПЕ Российский патент 2009 года по МПК B21D22/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно может быть использовано при изготовлении тонкостенных крупногабаритных оболочек оживальной формы из заготовки конусной формы из малопластичной труднодеформируемой стали ВНС-16 однопереходной штамповкой в штампе.

При штамповке тонкостенной крупногабаритной заготовки конусной формы из малопластичной труднодеформируемой стали с целью получения детали оживальной формы необходимо предотвращение сминания боковых стенок заготовки пуансоном и перегрева ее, что влечет изменение механических свойств. Нагрев только заготовки перед штамповкой требует меньших затрат, чем подогрев в штампе. Способ изготовления тонкостенных крупногабаритных оболочек оживальной формы из заготовки конусной формы из малопластичной труднодеформируемой стали осуществляется однопереходной штамповкой в штампе, выполненном с зазором между матрицей и пуансоном, с предварительным нагревом заготовки, с формированием перед штамповкой фланца со стороны большего диаметра заготовки для зажима ее в матрице, а нагрев заготовки производят до температуры, которую находят из графика, отражающего зависимость температуры нагрева от предела прочности нагретой заготовки, по пределу прочности нагретой заготовки, определенному из соотношения:

, где

σ_вt - предел прочности нагретой заготовки;

σ_в - предел прочности обрабатываемого материала при t°=20°;

m_в - коэффициент вытяжки при t°=20° в точке максимального прогиба;

m_вt - коэффициент вытяжки в точке максимального прогиба при нагреве;

К - коэффициент пропорциональности, выведенный опытным путем, зависящий от механических свойств обрабатываемого материала.

Способ пояснен фиг.1 - где изображена заготовка и полученная деталь с указанием точки максимального прогиба - А. На фиг.2 показан график зависимости предела прочности для стали ВНС-16 от температуры нагрева заготовки.

Способ осуществляют следующим образом. Находят на заготовке точку максимального прогиба, зная диаметр заготовки в этой точке и диаметр полученной детали в той же точке, находят m_вt - коэффициент вытяжки.

Коэффициент вытяжки при нагреве равен:

где D - диаметр детали в точке максимального прогиба;

d - диаметр заготовки в точке максимального прогиба.

Коэффициент вытяжки при холодной штамповке:

где D₁ - диаметр полученной детали в точке максимального прогиба при t°=20°;

d - диаметр заготовки в точке максимального прогиба.

Зная марку материала заготовки, находят опытным путем К - коэффициент пропорциональности и строят график зависимости предела прочности от температуры нагрева заготовки. При штамповке заготовки конусной формы, не нагревая ее, получаем m_в - коэффициент вытяжки при t°=20°. После чего, подставляя данные в зависимость, получают σ_вт - предел прочности при нагревании

График зависимости σ_вt от температуры нагрева заготовки из стали ВНС-16 строится следующим образом. На образцах материала, из которого изготовлена заготовка, и нагретых до определенной температуры, т.е. t°=200°C, 400°С,…1200°С, определяются σ_вt. На основании полученных экспериментальных данных строится график зависимости σ_вt от t°C.

Из графика зависимости предела прочности от температуры нагрева по определенной величине σ_вt находим температуру нагрева заготовки. После чего со стороны большего диаметра формируют фланец для зажима заготовки в матрице, нагревают заготовку до найденной температуры, помещают в матрицу, зажимают фланец и пуансоном осуществляют штамповку. Заготовку извлекают из штампа.

Пример осуществления способа.

Конусную сварную заготовку из стали ВНС-16 с минимальным диаметром 600 мм, максимальным диаметром 1200 мм, высотой 800 мм, толщиной стенки 0,8 мм вначале штампуют без нагрева заготовки до максимально возможной вытяжки. При этом D₁=910 мм, d=900 мм, D=920 мм.

Зная марку материала заготовки (ВНС-16), строят график зависимости предела прочности σ_вt от температуры t°С (фиг.2).

Производят расчет:

,

.

Далее, используя зависимость

и определив К=0,1, находим

.

После чего по таблице (фиг.2) определяем температуру нагрева заготовки:

σ_вt=12 кгс/мм² t_в=900°C

Таким образом получена тонкостенная крупногабаритная деталь из малопластичной труднодеформируемой стали ВНС-1 из заготовки конусной формы методом однопереходной штамповки высокой точности с наименьшими затратами.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при штамповке тонкостенной крупногабаритной оболочки оживальной формы из заготовки конусной формы из труднодеформируемой стали или сплава. Осуществляют однопереходную штамповку в штампе, имеющем зазор между матрицей и пуансоном. Перед штамповкой со стороны большего диаметра заготовки формируют фланец для зажима ее в матрице. Предварительный нагрев заготовки осуществляют до температуры, найденной по графику зависимости температуры нагрева от предела прочности нагретой заготовки по пределу прочности нагретой заготовки, который определяют по имеющемуся в формуле соотношению. Получают деталь с наименьшими затратами, предотвращают сминание стенок и перегрев заготовки из труднодеформируемого сплава. 2 ил.

Способ изготовления тонкостенных крупногабаритных оболочек оживальной формы из заготовки конусной формы из малопластичной труднодеформируемой стали ВНС-16, включающий однопереходную штамповку в штампе, имеющем зазор между матрицей и пуансоном, формирование перед штамповкой со стороны большего диаметра заготовки фланца для зажима ее в матрице, предварительный нагрев заготовки до температуры, найденной по графику зависимости температуры нагрева от предела прочности нагретой заготовки по пределу прочности нагретой заготовки, определенному из соотношения:

где σ_вt - предел прочности нагретой заготовки;
σ_в - предел прочности обрабатываемого материала при t°=20°;
m_в - коэффициент вытяжки при t°=20° в точке максимального прогиба;
m_вt - коэффициент вытяжки в точке максимального прогиба при нагреве;
К=0,1 - коэффициент пропорциональности, выведенный опытным путем, зависящий от механических свойств обрабатываемого материала.