СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ КОРОБЧАТЫХ И ТРУБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ ДВОЯКОЙ КРИВИЗНЫ Российский патент 2009 года по МПК B21D11/20 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам гибки и доводки гнутых листовых деталей, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения и строительства при производстве коробчатых и трубчатых деталей.

В последние годы находят развитие способы гибки листовых деталей разнообразной формы методами ротационно-локального деформирования (РЛД) с использованием деформирующих элементов, выполненных в виде верхнего нажимного ролика и нижнего элемента в виде приводного ролика или матрицы. Большинство этих технических решений было создано в результате комплекса фундаментальных и прикладных исследований, проводимых по Федеральным целевым программам. Патенты РФ №2019337, 2102170, 2129929, 21911082, 2199440, 2194589, 2199408, 2200039 являются аналогами предлагаемого изобретения.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ формообразования листовых деталей двоякой кривизны по патенту РФ №2243843, который принят за прототип.

В прототипе способ формообразования деталей двоякой кривизны включает формообразование заготовки за два перехода. На первом переходе создают кривизну цилиндрической или конической формы в поперечном направлении заготовки без утонения и с недогибом на одну треть от заданной кривизны детали в том же направлении. При этом кривизну на первом переходе придают на ротационных листогибочных машинах - вальцах или на прессах в универсальных штампах для цилиндрической гибки. На втором переходе производят последующее деформирование в перпендикулярном направлении по отношению к направлению деформирования на первом переходе и с утонением заготовки методом ротационно-локального или последовательно-локального деформирования. На этих переходах верхний деформирующий элемент выбирают с кривизной меньше заданной в поперечном и продольном направлениях, по крайней мере, на величину пружинения.

Однако применение двух видов оборудования снижает эффективность процесса гибки и увеличивает его материале- и энергоемкость.

Задачей настоящего изобретения является расширение технологических процессов РЛД и обеспечение существенного снижения материало- и энергоемкости гибочных процессов.

Техническим результатом, за счет которого решается указанная задача, является минимизации требуемых усилий формообразования.

Указанный результат достигается при использовании совокупности признаков, имеющихся в формуле предлагаемого изобретения. При этом он обеспечивается на одном виде оборудования для сложных деталей коробчатой и/или трубчатой формы.

В предлагаемом способе на первом переходе производят формообразование раскаткой с получением требуемого утонения участков заготовки, на втором переходе осуществляют изгиб заготовки по образующим детали, начиная с ее кромок, а затем по средней линии детали. На третьем переходе устраняют неизбежные при первом и втором переходах нежелательные искривления детали, меняя нажимные и опорные деформирующие элементы, приближая радиус нажимного элемента к заданному радиусу в поперечном направлении детали.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется двумя чертежами:

- фиг.1 - формообразование коробчатой детали на первом переходе с применением раскатки;

- фиг.2 - формообразование детали на втором и третьем переходах;

На первом переходе формообразование трубчатой детали 1 двоякой кривизны толщиной s (фиг.1) в продольном направлении с радиусом рабочей поверхности R_пр заданного сечения начинается с раскатки нажимным роликом 2 на призматическом вкладыше матрицы 3 по поверхности 4 заготовки (обозначенной штрих пунктиром). При этом наибольшие утонения Δs создаются в местах заготовки двоякой кривизны 5 и в ее среднем сечении 6, а заготовка получает некоторые побочные искривления по положению 7. Величина утонения Δs вдоль линии деформирования участка заготовки двоякой кривизны длиной lΔs изменяется по закону окружности. Например, наибольшая величина утонения Δs уменьшается в два раза на длине , а затем следует более быстрое падение до Δs=0.

На втором переходе осуществляют изгиб заготовки до заданной формы 8 до заданного радиуса R_поп в поперечном направлении (фиг.2) верхним роликом 2 по развернутой призматической матрице 3.

На третьем переходе доводят заготовку до заданной формы и устраняют побочные деформации от первого и второго перехода, причем может применяться как раскатка (фиг.1), так и изгиб (фиг.2). При этом, меняя нажимные элементы (ролики 2) и поворачивая опорные элементы (матрицу 3), приближают радиус нажимного элемента R_н к заданному радиусу детали в поперечном направлении R_поп (фиг.2).

В целом методы РЛД наиболее полно апробированы на многофункциональной гибочно-правильной машине МГПС-25 в производственных условиях ОАО СФ «Алмаз» при изготовлении листовых деталей сложной формы, в т.ч. двоякой кривизны, на многих судовых заказах, а также изготовлении нескольких сотен кабин машинистов новых электропоездов.

Применение предлагаемого способа предполагается на заказах ФГУП НПП «Компенсатор» в производственных условиях ОАО «Морской завод «Алмаз» на многофункциональной гибочно-правильной машине МГПС-25М при изготовлении типоразмерного ряда специальных защитных муфт для трубопроводов диаметром от 188 до 1260 мм с толщиной стенки 8-18 мм.

Сравнение технико-экономических показателей формообразования коробчатых муфт методами ротационно-локального деформирования (РЛД), как предложено в настоящем изобретении, на вышеуказанной машине МГПС-25М усилием 25 тс и другими методами приведено в прилагаемой таблице, из которой следует, что способ дает снижение металлоемкости оснастки в 2-40 раз в зависимости от размеров заготовки.

Сравнительные показатели формообразования полумуфт П6 (ТУ 1469-001-01297858-01) различными методами Показатели Горячая штамповка из листа (Т°-1000°С) Холодная штамповка из листа Холодная гибка из листа Холодная гибка из листа с местным нагревом (Т° 550-800°С) Штамповка взрывом из листа в песке или в воде Гидроштамповка из трубы Раскатка в роликах из трубы Под прессом Заморозкой воды Утонение заготовки, % >20/>10 20/10 5/2 8/3 >20/>8 >20/>10 18/5 <20/<10 Усилие пресса, тс 500/2000 1500/5000 400/400 400/400 - - - 100/1000 Масса формообразующего оборудования, т 90/350 200/600 80/80 80/80 - 100/500 - 30/300 Масса оснастки на типоразмерный ряд полумуфт, т 200 400 20 20 150 10 <10 <5 Установленная мощность (без термопечей и др. вспомогательного оборудования), кВт 100/400 150/900 80/80 80/80   120/600   20/200 Штучное время, н/ч (на две полумуфты) в т.ч. 9 5,5 3,5 4,5 5,5/2,5 5,5 7,8/4,5 8,0/5,0 - вырезка заготовки 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 - нагрев (на садку до 10 заготовок 1,5               - формовка (штамповка, гибка и др.) 0,2 0,5 2,0 3,0 0,5 1,0 3,0 3,0 - термообработка (на садку до 10 заготовок) 3,0 3,0     3,0/- 3,0 3,0/- 3,0/- - контуровка 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 - разделка кромок 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 - доводка 0,5 0,5 - - 0,5/- - - - * В числителе - для трубы ⌀ 159 мм, в знаменателе - для трубы 820 мм ** Допускаемое утонение заготовки согласно ТУ 1469 001-01297858-01, с 0,5 мм, т.е. 6-12% для заготовок толщиной соответственно 8-16 мм *** Термообработка для стали 09Г2С необходима при утонении в холодном состоянии 8%

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам гибки и доводки гнутых листовых деталей, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения и строительства при производстве коробчатых и трубчатых деталей. На первом переходе производят формообразование раскаткой с получением требуемого утонения участков заготовки, на втором переходе осуществляют изгиб заготовки по образующим детали, начиная с ее кромок, а затем по средней линии детали. На третьем переходе устраняют неизбежные при первом и втором переходах нежелательные искривления детали за счет замены нажимных и опорных деформирующих элементов, приближая радиус нажимного элемента к заданному радиусу в поперечном направлении детали. Расширяются технологические возможности, обеспечивается снижение материало- и энергоемкости гибочных процессов. 2 ил., 1 табл.

Способ формообразования коробчатых и трубчатых деталей с двоякой кривизной, включающий формообразование листовой заготовки ротационно-локальным деформированием за несколько переходов деформирующими элементами, верхний из которых имеет кривизну меньше заданной в поперечном и продольном направлениях детали, по меньшей мере, на величину пружинения, отличающийся тем, что на первом переходе осуществляют формообразование раскаткой с получением требуемого утонения участков заготовки двоякой кривизны, на втором переходе осуществляют изгиб заготовки по образующим детали, начиная с ее кромок, а затем по средней линии, а на третьем переходе доводят заготовку до заданной формы путем устранения побочных деформаций, полученных на первом и втором переходах, за счет замены нажимных и опорных деформирующих элементов с приближением радиуса нажимного элемента к заданному радиусу детали в поперечном направлении.