Способ изготовления полых изделий коробчатой формы Советский патент 1982 года по МПК B21D22/00 

,1

Изобретение относится к обработке металлов давлением.

Известен способ изготовления полых изделий коробчатой формы со скругленными участками путем присоединения к граням многогранной листовой заготовки полос их короткой стороной, вытяжки полученного полуфабриката и соединения полос вдоль.их длинных сторон.

Недостатком этого способа является длительность изготовления изделий, обусловленная тем, что после вь1тяжки полого изделия образованные в нем стыки требуют их соединения дополнительной операцией - электросваркой. Кроме того, несущая способность изделий снижается на 20-З0 /о из-за наличия продольных сварных швов на их боковой поверхности.

Цель изобретения - повышение производительности и улучшение качества готового изделия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления полых изделий коробчатой формы со скругленными участками и путем присоединения к граням многогранной листовой заготовки полос их

короткой стороной, вытяжки полученного полуфабриката и соединения полос вдоль их длинных сторон к граням листовой заготовки, образующим в процессе вытяжки скругленные участки боковой поверхности изделия, присоединяют полосы меньшей прочности, чем прочность полос, присоединяемых к граням, образующим плоские участки изделия, а соединение полос по длинным сторонам осуществляют сваркой сдвигом в проШ цессе вытяжки.

На чертеже показана листовая многогран ная заготовка с присоединенными к ней полосами разной прочности, подвергаемая вытяжке и сварке сдвигом.

Способ осуществляется следующим об разом.

К листовой заготовке 1 в виде многогранника прикрепляют, например сваркой, листовые полосы 2 и 3, толщиной, равной толщине заготовки 1 и длиной, соответствующей коэффициЬйту вытяжки.

Известно, что при вытяжке изделия многогранной формы деформация вдоль его периметра переменна: боковые стенкиподвергаются деформации изгиба. Tie, просто отгибаются, в то время как в углах (на скругленных участках) происходит вытяжка. Поэтому для образования скругленных участков следует взять материал с меньшей прочностью, чем для плоских участков боковой поверхности изделия. Для этого используют две группы полос различной прочности, причем прочность полос можно достичь упрочнением или термообработкой (закалкой), или термомеханической обработкой. Для этой цели можно брать различный материал, т.е. материал различной прочности, для каждой группы при соблюдении обязательного условия - свариваемости этой пары материалов сдвигом. Менее прочные полосы 2 прикрепляют, например сваркой, к зонам заготовки 1, образующим скругленные участки боковой поверхности штампуемого изделия (не показано), а более прочные поло сы 3 - к зонам заготовки 1, образуюпдим их плоские участки.

После этого при помощи пуансона и матрицы (не показаны) . осуществляют вытяжку. Процессу пластической деформации будет подвергаться только фланцевая часть заготовки 1, приваренные листы первоначально деформироваться не будут. По мере образования из фланцевой части заготовки 1 стенок готового изделия (внутренние стенки которого показаны пунктиром) полосы 2 и 3 будут вовлекаться в зону деформации. Вследствие того, что полосы 2 подвергаются вытяжке, а полосы 3 только гибкие, а также вследствие того, что полосы 2 обладают меньщей прочностью, чем полосы 3, то скорость перемещения их от периферии к центру будет различной: полосы 2 будут перемещаться с большей скоростью, чем полосы 3.

Известно, что вытяжка происходит под совместным воздействием на штампуемый материал радиальных и тангенциальных напряжений. Для каждой пары полос 2 и 3, контактирующих между собой по линиям 4, тангенциальные для вытяжки напряжения будут вызываться нормальными силами, т.е. силами, направленными перпендикулярно плоскости длинных сторон полос, радиальные же для вытяжки напряжения вызовут тангенциальные для пары полос 2 и 3 силы Т, действующие в плоскости длинных сторон полос. Следовательно, соседние полосы сжимаются силой N и сдвигаются в плоскости раздела силой Т. Совместное одновременное действие сил N и Т при их оптимальных величинах и оптимальных соотношениях между ними обеспечивает соединение (холодную сварку сдвигом) полос 2 и 3 по линиям 4 контакта полос. Таким образом, в процессе вытяжки материал полос будет непрерывно соединяться (свариваться) в месте их стыка, т.е. по линиям 4, протяженность ко, торых ,равна ширине полос 2 и 3.

Поокончании процесса вытяжки получается полое изделие многогранной формы с

продольными сварными швами, количество которых равно числу граней заготовки 1. Прочность сварного шва приближается к прочности щтампуемого материала. Хотя в исходном состоянии полосы обладали различной прочностью, однако в процессе вытяжки менее прочные полосы 2 упрочняются и также приближаются по прочности к более прочным полосам. Значит В окружном направлении готовое изделие будет равнопрочным.

Пример конкретного выполнения способа.

Из листового материала (толщиной

1,2 мм) алюминиевого сплава Д16М (dg

,20 кгс/см) вырубают заготовку в форме

правильного восьмиугольника. Из этого же

материала изготавливают полосы шириной, равной стороне восьмиугольника. Из материала Д16Т (dg 42 кг/см) изготавливают полосы шириной также, равной стороне заготовки и подвергают их дрессированию,

в результате чего материал полос еше более упрочняется ( кг/см). Очищают полосы, например химическим методом, К приваривают полосы короткими сторонами к заготовке, причем полосы из отожженного сплава Д16М приваривают к зонам заготовки, образующим скругленные участки боковой поверхности изделия, а полосы из сплава Д16Т - к зонам заготовки, образующим их плоские участки. При вытяжке полой четырехгранной призмы происходило

- одновременно соединение (сварка сдвигом) полос по длинным сторонам.

Предлагаемый способ позволяет получать полые призматические детали с-большой высотой с продольными сварными щвами, прочность которых приближается к прочности основного .материала и позволяет сократить время их изготовления, так как исключается последующая (после вытяжки) операция сварки, вследствие чего трудоемкость изготовления деталей значительно

сокращается. 0

Формула изобретения

Способ изготовления полых изделий коробчатой формы со скругленными участками путем присоединения к граням многогранной листовой заготовки полос их короткой стороной, вытяжки полученного полуфабриката и соединения полос вдоль их длинных сторон, отличающийся тем, что, с 0 целью повышения производительности и улучшения качества готового изделия, к граням листовой заготовки, образующим в процессе вытяжки скругленные участки боковой поверхности изделия, присоединяют полосы меньшей прочности, чем прочность полос, присоединяемых к граням, образующим плоские участки изделия, а соединение полос по длинным сторонам осуществляется сваркой сдвигом в процессе вытяжки.