Способ изготовления многослойных изделий Советский патент 1980 года по МПК B23P3/04 

Изобретение относится к машиностроению, к изготовлению деталей типа проушин. . Из известных способов наиболет блиэtfflM к предлагаемому по технической сущности является способ получения листовых композиционных материалов, который заключается в следующем: на тонкостенную трубную оправку поочередно наматывают упрочняющие волокна и слои фольги из матричного материала. После набора Ёэобходимого количества слоев оправку вместе с полученной таким образом заготовкой нагревают и деформируют на прессе между плоскими плитами до полного сплющивания оправки. После выдержки под давлением в течение времени, необходимого для протекания диффузионных процессов, ториы пакета обрезают, и с оправки снимают два готовых листа. В данном спотобо оправка играет роль технологического приспособпения, не яаппясь частью поаученного изделия l} Недостаток этого способа заключается в том, что он не позволяет формировать закругления (торцы пакета). Цель изобретения - увеличение прочности и обеспечение изготовления проушин. Это достигается тем, что предлагаемым способом в процессе обжима создают осевой подпор, а в качестве материала оправки используют матричный материал, причем объем оправки принимают большим объема неупрочненной части изделия на величину у-лсап (i- VlM-s(, ч 41 / где d - диаметр волокна; п - число слоев волокон; S- толпшна фольги; t - шаг намотки волокон; Н - высота проушины; В - толщина проушины. На фиг. 1 показано начало процесса деформирования (FI двух проекциях); на фиг. 2 - характер течения металла оп3равки в закруглениях; на фиг. 3 - готовая проушина (в двух проекциях). На оправку 1, изготовленную из матричного материала, последовательно наматывают слои волокон 2 и фольги 3 из матричного материала. После набора нужного количества слоев полученную заготовку нагревают и осаживают на .прессе между плоскими бойками 4 в радиальном направлении до высоты Н готового изделия. В результате пластической деформации происходит формообразова ние изделия и осуществляется связь меж ду, упрочняющими волокнами и матричным материалом. В процессе обжима заготов1ш происхо дит увеличение расстояний между слоями намотки в закругленных частях проушины} и объема фольги недостаточно для формирования этих частей. По этой причи не прессование ведут так, чтобы обеспечить направленное течение металла оправ ки в сторону закругления. Пля этого соз дают двухсторонний осевой подпор посредсгвом плоских плит 5. Диаметр оправки D. (фиг. 2) определяется из условия равенства длин слоев волокон до прессования (после намотки) и после прессования: ()-2nd; , где L и Н размеры готового изделия (фиг. 2); S- толщина фольги; С(- диаметр волокна; п- число слоев волокна. Объем оправки равен разности объема готового изделия и объемов фольги и волокон, откуда площадь поперечного сечения оправки 41. F LH-v -trc |Ь+H-S()-nd3 s( где t - шаг намотки волокна. Диаметр отверстия в оправке (фиг. 1 Для заполнения закруглений объем оправки принимается большим объема неупрочне тй (средней) части проушины на величину (- )-lH-5(n.lVf nl-B где В - толщина проушины (см. фиг. 2-) Отверстия шаметром D обрабатывают ся сверлением после прессования проуши ны (фиг. 2). 084 Были изготовлены 5 образцов проушйны с размерами L, Н и В 7О, 40 и 12мМ| соответственно (см. фиг, 2) и двумя отверстиями диаметром 16 мм. Для намотки заготовки использовалась проволока из стали Х12Н1ОТ диаметром 0,5 мм и aлюми raeвaя фольга толщиной 0,24 мм. Оправка с размерами D 69,5 Мм Hl) мм изготовлена из сплава Д16Т. Шаг намотки t 0, 75мм, количество слоевп 10. Прессование проводилось на гидравлическом прессе усилием 20О Т между двумя плоскими бойками с одновременным боковым подпором с помощью плоских плит. После прессования были просверлены 2 отверстия диаметром 16 мм и проведены лабораторные испытания проушин на разрыв. Прочность проушин находилась в пределах 68-72 кг/мм в то время как прочность проушин, изготовленных по существующей технологии составляет 4 2-4 5 кг/мм . Предлагаемый способ позволяет повысить прочность и долговечность проушин в 1,4-1,5 раза, тем самым увеличить ресурс механизмов, в состав которых они входят. Формула изобретения Способ изготовления многослойных изделий проушины из композиционного материала путем поочередной намотки на цилиндрическую оправку слоев фольги из материала матрицы и упрочняю1цнх волокон с последующим их деформированием и двумя плоскими бойками в радиальном направлении, отличающийся тем, что, с целью увеличения прочности и обеспечения формирования закруглений проушин, в процессе деформирования соз- дают осевой подпор, а в качестве материала оправки используют материал мат,рииы, причем объем оправки принимают большим объема неупрочненной средней части изделия на величину (-).н-5Спи).в, где d- диаметр волокна; Jl- число слоев волокон; р - толщина фольги; I - шаг намотки волокон; Н - высота проушины; В - Толщина проушины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N9 47О379, кл. В 23 К 19/00, 1972.