Заготовка для осесимметричной формовки детали типа части сферы Советский патент 1990 года по МПК B21D26/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при осесимметричной формовке листовых разнотолщинных заготовок.

Целью изобретения является повышение качества изделий за счет уменьшения их разнотолшинности.

На фиг. 1 изображена заготовка; на фиг. 2 - готовая деталь после формовки.

Выбор зависимости для расчета заготовки переменной толщины производится экспериментально путем осесимметричной гидростатической формовки листовых равнотолщинных заготовок из алюминия (марки А6 и АД1) и стали (марки Х18Н9Т) в матрицу с внутренним диаметром 80 и 100 мм. Рабочей средой было масло. Показатель упрочнения изменялся от 0,05 до 0,50, относительная глубина лунки изделия - от 0,1 до предельно возможной для каждого материала. Изделия с относительной глубиной лунки меньше 0,1 не имеют практического значения. Предельно

возможная глубина лунки определяется свойствами испытуемого материала, в частности показателем упрочнения. Перед деформированием заготовки делим ее радиус г на несколько равных частей k. Взяв заготовку с каким- то показателем упрочнения п какой- то исходной толщины tfl, деформируем ее до получения требуемой глубины лунки,h. Освободив деформированную заготовку из-под прижима и удалив с нее масло, определяем деформацию по толщине Еа в центральной части - полюсе путем замера конечной толщины заготовки в полюсе tn : -

In --. Далее, замерив толщину де- LO

формированной заготовки во всех намеченных точках вдоль радиуса, определяем деформацию по толщине в этих

точках: Е+ (г) In ----, где г L о

координата точки деформированной заготовки.

со

С

ел

05

ОЭ

оо о

Требуется получит ь изделие равномерной ТОЛЩИНЕ), причем толщина т; а/к- дой точке вдоль радиуса равна tr . Допускаем, что деформация по толщине но зависит от толщины, что является лишь первым приближением решения поставленной задачи, х огда ta (Ю tn e W . Получив распределение толщины исходной листовой зоготовки вдоль ее радиуса, изготовляем исходную заготовку одним из следующих способов: удалением металла с равнотсл- щинной заготовки, начальная толщина которой равна максимальной толщине заготовки переменной толщины; пластической деформацией за счет перераспределения металла в заготовке переменной толщины. Первый способ может осуществляться как электролитическим фрезерованием, так и механической обработкой; второй - штамповкой в закрытом штампе в холодном или i aipc- том состоянии или раскаткой роликгм. Далее деформируем полученную разнг- толшинную заготовку до необходимой глубины лунки. После замера толщиы в точках вдоль радиуса изделия устанавливаем, что разнотолщинность составляет 8-10%. Проведя аналогичные действия, получаем второе приближение распределения исходной толщины. И: го- тавливаем новую исходную разнотолщин- ную заготовку и деформируем до ЗР;ан- ной глубины лунки. Вновь замеряем распределение толщины изделия. Рачно- толщинность снижается до 2-3%. Третье приближение распределения толщины вдоль радиуса исходной заготовки позволяет добиваться разнотолщинностн енее 1%.

Испытав соответствующим образом несколько заготовок с различным значением п и до различных значении I, с помощью регрессионного аначиза голучили следующее соотношение:

t0(R)/ten 1+0,174 - 0,76 Р:-- rd rd A

-0,086 -- п + 0,974 ----- п ГДrj г650

-0,11(--)2 + 0,005,

rcf

- толщина заготовки р точ че

оси симметрии;

толщина загототзки п каждой точке , расположенной на расстоянии R от оси симметрии;

s д 5 д

5

0

5

0

5

Ь - г чубина г. юнги детали; п. - показатели, упрочнения материала ; rj - радиус исходной заготовки.

Пример 1. Ставится задача получить изделие толщиной 0,5 мм с глубиной лунки h 20,0 мм из алюминия марки АД1 (показатель упрочнения и 0,278). Деформирование осуществляем в матрице с внутренним диаметром 80 мм, т.е. г 40 мм. Условно разделим радиус исходной заготовки на четыре равные части, т.е. имеем конкретные значения координат вдоль радиуса заготовки. Подставив эти значения в соотношение, получаем относительные значения толщин о: исходной зга отовки t0 (R)/t0n H выбранных точках ,з направлении от центра к периферии; 1,0; 0,969; 0,925; 0,867; 0,795. Чтобы обеспечить конечную тол- i.umy изделия 0,5 мм, воспользуемся зависимостью h/rj f(E ) для п 0,278. Так, Е будет равно 0,45. Значит, t0n должно быть 0,784 мм. Тогда нужно изготавливать заготовку переменной толщины со следующими значениями толщины в пяти равноотстоящих сдна от другой точках вдоль радиуса заготовки: 0,784; 0,760; 0,725; 0,680; 0,623 мм. Заготовку требуемой Г Лзготолщинностк изготавливаем механическим снятием лишней толщины. Де- 4ормкроианир осуществляем до h 20 мм. Получаем изделие с толщиной стенки 0,5 - 0,505 мм. Следовательно, изготовление заготовки согласно соотношению позволяет получить изделие требуемой глубины лунки с разно- толщкнностью, Fie превышающей 1%-.

Пример 2. Решим такую же чагячу, только будем изготавливать заготовку переменной толщины, не удовлетворяющую указанному соотношению: Г, 0,745; 0,715; 0,675; 0,623 мм. П )СЛ(г дс формирования до Ь 20 мм получаем изделие со следующим распределением толщины вдоль радиус.1 в направлении от центра к периферии: 0,464;- 0,476; 0,486; 0,494; 0,5 мм. Разнотолщинность изделия составит 718%. Следовательно, изготовление заготовки переменной толщины, при котором не выполняется приведенное и: tie соотношение, ведет к увеличению разнотолщинностн изделия.

Формовка заготовок переменной тсл- м.пны, изготавливаемых согласно при51563810

водимому соотношению, позволяет повысить качество получаемых изделии за счет снижения их разнотолщинности.

Формула изобретения

Заготовка для осесимметричной формовки детали типа части сферы, выполненная с переменной толщиной, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества детали за счет уменьшения разнотолщинности, ее толщину определяют из следующего соотношения:

t,(R)/t0ft 1 + 0,174 -- - 0,76 ------

rj rj гл

- 0,086 -- rd

5

Э

-0.11(3).

где t0(R) п + 0,974 -- -- п - Г3 r d

+ 0,005,

-on

h n

Ч

толщина заготовки в каждой точке, расположенной на расстоянии R от оси симметрии;

толщина заготовки в точке оси симметрии; глубина готовой детали; показатель упрочнения материала ; радиус заготовки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при осесимметричной формовке листовых разнотолщинных заготовок. Цель изобретения - повышение качества изделий за счет уменьшения их разнотолщинности. Толщину детали типа части сферы определяют из математической зависимости, исходя из экспериментальных данных. 2 ил.

Фиг. 2