×
20.07.2015
216.013.62d3

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ОБОЛОЧЕК

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002556846
Дата охранного документа
20.07.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам штамповки и ротационной вытяжки тонкостенных оболочек. Из плоской листовой заготовки определенной толщины формуют пустотелый полуфабрикат с фасонной донной частью. Ротационную вытяжку тонкостенного цилиндрического участка оболочки осуществляют за две-три операции с допустимой степенью деформации. При этом толщину донной части оболочки получают обработкой резанием наружной поверхности донной части полуфабриката. В процессе точения наружной поверхности донной части полуфабриката на ней формируют кольцевой выступ с посадочными поверхностями для присоединения ответных частей изделия. В центральной части фасонного дна полуфабриката последовательной формовкой и обработкой резанием получают пустотелый цилиндрический выступ внутри донной части. Сопряжение цилиндрического участка и фасонной донной части оболочки выполняют посредством пустотелого усеченного конуса. На конце цилиндрического участка, противоположного фасонной донной части оболочки, ротационным обжатием формируют утолщение цилиндрического участка внутрь. Пустотелый усеченный конус оболочки получают последовательной формовкой, резанием наружной поверхности и ротационной вытяжкой. При этом ротационную вытяжку конического участка совмещают с ротационной вытяжкой цилиндрического участка. Повышается прочность оболочки. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам штамповки и ротационной вытяжки оболочковых особотонкостенных деталей, имеющих форму тел вращения.

Известен способ изготовления тонкостенных осесимметричных сосудов (см. патент RU N2131787, МПК B21D 51/10, 22/16, опубл. 20.06.1999), принятый за прототип. Способ включает изготовление цилиндрической части полуфабриката сосуда из плоской листовой заготовки, изготовление холодной штамповкой фасонной донной части полуфабриката сосуда из плоской листовой заготовки, сварку цилиндрической части полуфабриката сосуда продольным швом, подготовку торцевых кромок цилиндрической и донной частей под сварку, сварку донной и цилиндрической частей кольцевым швом, ротационную вытяжку цилиндрической части сосуда с одновременной раскаткой сварных швов и обработку резанием технологических припусков.

Способ позволяет изготавливать тонкостенные осесимметричные сосуды с фасонным дном, в том числе сферической формы качественные по геометрической форме и шероховатости поверхностей с минимальным расходом металла.

Чтобы обеспечить минимальный расход металла при изготовления донной и цилиндрической частей возможно использовать листовой прокат различной толщины, при этом толщину листового проката используемого для донной части сосуда выбирают равной толщине донной части сосуда.

Недостатками способа, взятого за прототип, являются:

1. Наличие сварных швов даже при их пластической деформации в процессе ротационной вытяжки снижает механические свойства металла в зоне сварки.

2. Изготовление высоконагруженных в процессе эксплуатации сосудов, типа камер малогабаритных ракетных двигателей, описанным способом требует значительный объем дополнительных работ по обеспечению качества сварных соединений (термообработка; рентгенографический контроль; магнитная дефектоскопия; гидравлические испытания; промывка и т.д.), что значительно удорожает технологию изготовления сосудов.

3. Способ не позволяет изготавливать сосуды с утолщением внутрь части цилиндрического участка, противоположного дну.

4. Для обеспечения необходимой прочности в зонах сварки кольцевым швом, как правило, необходимо выполнять утолщения, что утяжеляет сосуд.

Предлагаемым изобретением решается задача изготовления моноблочной тонкостенной осесимметричной оболочки, типа камеры ракетного двигателя малогабаритной ракеты, состоящей из пустотелого цилиндрического участка и пустотелой фасонной донной части, в том числе сферической формы, сопряженных между собой. При этом фасонное дно может сопрягаться с пустотелым цилиндром посредством пустотелого усеченного конуса; на наружной поверхности дна может быть выполнен кольцевой выступ для формирования посадочных поверхностей для присоединения ответных элементов изделия; на фасонном дне внутри оболочки может быть расположен пустотелый цилиндр, сопряженный с фасонным дном; конец цилиндрического участка, противоположный фасонной донной части, может быть изготовлен с утолщением внутрь.

Технический результат, получаемый при реализации изобретения, заключается в изготовлении оболочки с прочностными свойствами металла не менее заданных для термообработанного состояния в любом сечении сосуда.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления тонкостенных моноблочных оболочек, содержащих пустотелый цилиндрический участок и пустотелую фасонную донную часть, включающий получение пустотелого полуфабриката с цилиндрической частью и фасонной донной частью, ротационную вытяжку цилиндрического участка пустотелого полуфабриката и окончательную обработку резанием поверхностей с технологическими припусками, при этом пустотелый полуфабрикат получают холодной штамповкой из плоской листовой заготовки, ротационную вытяжку цилиндрической части пустотелого полуфабриката осуществляют в два-три этапа с допустимой степенью деформации, при этом для изготовления плоской листовой заготовки используют листовой холоднокатаный прокат из стандартного ряда, толщину которого выбирают с учетом максимальной толщины плоской листовой заготовки для ротационной вытяжки тонкостенного цилиндрического участка, определенной по зависимости tmax=t/(1-ε1)(1-ε2)(1-ε3), где ε1; ε2; ε3 - допустимая степень деформации на 1, 2 и 3 этапах ротационной вытяжки, при этом толщину донной части оболочки получают обработкой резанием наружной поверхности фасонной донной части полуфабриката.

При обработке резанием наружной поверхности фасонной донной части полуфабриката на ней формируют кольцевой выступ с посадочными поверхностями для присоединения ответных частей изделия.

Пустотелый полуфабрикат получают с внутренним цилиндрическим пустотелым выступом в центре его фасонной донной части последовательной формовкой и обработкой резанием.

Выполняют сопряжение пустотелого цилиндра тонкостенной оболочки с ее пустотелой фасонной донной частью посредством участка в виде пустотелого усеченного конуса.

Пустотелый усеченный конус оболочки получают последовательным выполнением операций формовки, обработки резанием наружной поверхности и ротационной вытяжки за 1-2 этапа с соблюдением закона синуса, при этом ротационную вытяжку участка в виде пустотелого усеченного конуса совмещают с ротационной вытяжкой цилиндрического участка.

На конце цилиндрического участка, противоположного фасонной донной части оболочки, ротационным обжатием формируют внутреннее утолщение.

Толщина листовой заготовки определяется согласно зависимости:

где

tmax - допустимая толщина листовой заготовки;

t - толщина тонкостенного цилиндрического участка оболочки;

ε1; ε2; ε3 - допустимая степень деформации на 1, 2, 3 этапах ротационной вытяжки.

В случае равной степени деформации на всех этапах ротационной вытяжки зависимость приобретает вид:

где

n - количество этапов ротационной вытяжки.

Обработка резанием наружной поверхности полуфабриката позволяет формировать кольцевой выступ с посадочными поверхностями для присоединения ответных элементов изделия.

В процессе формовки и последующей обработки резанием в центральной части фасонного дна оболочки может быть сформирован пустотелый цилиндрический выступ внутри донной части для размещения в нем элементов изделия.

Сопряжение цилиндрического участка оболочки с фасонным дном может быть выполнено участком в виде пустотелого усеченного конуса, получаемого последовательным выполнением этапов формовки, обработки резанием наружной поверхности и ротационной вытяжки за один-два этапа с соблюдением закона Синуса. При этом ротационную вытяжку конического участка совмещают с ротационной вытяжкой цилиндрического участка.

На конце цилиндрического участка оболочки, противоположного фасонному дну, ротационным обжатием толстостенного напуска, образующегося после этапов ротационной вытяжки цилиндрического участка, может быть образован участок с утолщением внутрь для последующей обработки резанием точных посадочных поверхностей.

Использование листовой заготовки с толщиной согласно вышеприведенным зависимостям позволяет изготавливать пустотелый полуфабрикат небольшой высоты, что значительно сокращает необходимое количество этапов формовки, термообработки, обрезки торцевого припуска, нанесения и снятия покрытия и т.д.

Изготовление оболочки моноблочной с ротационной вытяжкой цилиндрического участка за два-три этапа обеспечивает равномерные механические характеристики металла во всех сечениях.

Обработка резанием наружной поверхности фасонной донной части полуфабриката незначительно увеличивает расход металла на изготовление оболочки, но при этом появляется возможность формирования на наружной поверхности фасонной донной части кольцевого выступа с посадочными поверхностями для ответных деталей изделия, не прибегая к сварке.

Использование листовой заготовки с толщиной согласно зависимостям 1 или 2 позволяет ротационным обжатием из толстостенного технологического напуска, образующегося на этапах ротационной вытяжки, получать утолщение концевого цилиндрического участка сосуда, противоположного фасонному дну внутрь для создания припуска на обработку резанием точных посадочных поверхностей. При реализации способа возможно также формирование холодной штамповкой и последующим резанием пустотелого цилиндрического участка, расположенного внутри фасонного дна в его центральной части для размещения в нем элементов изделия.

Для увеличения длины фасонной донной части сопряжение цилиндрического участка и фасонного дна возможно выполнять посредством пустотелого усеченного конуса, который выполняют формовкой, точением наружной поверхности и ротационной вытяжкой за один-два этапа с соблюдением закона Синуса. При этом формовка и ротационная вытяжка конического участка совмещена с формовкой и ротационной вытяжкой цилиндрического участка.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1-5 показана последовательность изготовления тонкостенной осесимметричной оболочки со всеми отличительными признаками, изложенными в описании.

На фиг. 1 изображен пустотелый полуфабрикат, изготовленный последовательным выполнением этапов формовки из листовой заготовки толщиной t0, состоящий из цилиндрического участка «А» с внутренним диаметром D и фасонной донной части в виде сферы с радиусом R и пустотелого усеченного конуса длиной В0 с углом наклона образующей α0°, при этом угол выбирается из условия ротационной вытяжки конического и цилиндрического участков одновременно роликом универсальной калибровки для цилиндрических деталей.

Внутри сферы выполнен пустотелый цилиндрический отросток с диаметром d.

На фиг. 2 изображен пустотелый полуфабрикат после обработки резанием наружной поверхности донной части до толщины стенок а; b; с, при этом оставлен кольцевой выступ с толщиной листовой заготовки для обработки посадочных поверхностей.

На фиг. 3 изображена оболочка после первой ротационной вытяжки конического участка донной части и цилиндрического участка в размеры a1; В1; α1°; t1; А1; D с получением напуска длиной L с толщиной листовой заготовки.

На фиг. 4 изображена оболочка после второй ротационной вытяжки конического участка донной части и цилиндрического участка в окончательные размеры а; В; α°; t; A; D.

На фиг. 5 изображена оболочка после ротационного обжатия внутрь цилиндрического участка, противоположного донной части, с размерами D1 и е.

Пример использования предлагаемого решения при изготовлении тонкостенной оболочки (как на фиг. 5) с геометрическими размерами: D=150 мм; t=0,9 мм; А=203 мм; В=60 мм; а=0,9 мм; α°=7°; b=2,2 мм; D1=148 мм; е=3,7 мм; R=120 мм; d=49 мм; с=2 мм из мартенситностареющей стали ЧС4ВИ.

По зависимости 2 определяют максимальную толщину листовой заготовки, которую можно использовать при изготовлении оболочки за две этапа ротационной вытяжки с допустимой степенью деформации =0,6.

tmax=0,9/(1-0,6)2=5,6 мм.

Из стандартного ряда листового холоднокатаного проката выбирают лист с толщиной t0=5 мм.

Из листовой заготовки вырезают круг диаметром 330 мм и последовательной формовкой на гидравлическом прессе усилием 400 т.с. изготавливают пустотелый полуфабрикат, как на фиг. 1 с геометрическими размерами: D=150 мм; А=115 мм; радиусом сферы R=120 мм; с пустотелым цилиндрическим отростком, расположенным внутри сферы диаметром d=49 мм, с углом наклона образующей конического участка α0о=30° и длиной В0=15 мм.

Наружную поверхность фасонной донной части полуфабриката обрабатывают резанием на токарном станке, как на фиг. 2 в размеры а0=3,7 мм; b=2,2 мм; с=2 мм, при этом оставляют кольцевой выступ с толщиной t0, необходимый для обработки посадочных поверхностей.

После обработки резанием конический участок фасонной донной части и цилиндрический участок полуфабриката подвергают ротационной вытяжке на раскатном стане St40-22CNC и получают оболочку, как на фиг. 3 с размерами а1=2,2 мм; α1°=17°; В1=25 мм; t1=2,2 мм; A1=177 мм; D=150 мм и напуском L=50 мм. Полученную оболочку термически обрабатывают для снятия напряжений, затем производят второй этап ротационной вытяжки на раскатном стане и получают оболочку, как на фиг. 4 с размерами а=0,9 мм; α°=7°; В=60 мм; t=0,9 мм; А=203 мм; D=150 мм и напуском L=50 мм. После чего на раскатном стане производят обжатие конца цилиндрического участка (напуска), противоположного фасонному дну, и получают оболочку, как на фиг. 5 с диаметром обжатого участка D1=148 мм и толщиной стенки е=3,7 мм. Полученную оболочку подвергают старению и окончательной обработке резанием посадочных поверхностей.


СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ОБОЛОЧЕК
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ОБОЛОЧЕК
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ОБОЛОЧЕК
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ОБОЛОЧЕК
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ОБОЛОЧЕК

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 311 items.
10.01.2013
№216.012.18f2

Способ термической обработки бойков и тяжелонагруженных штампов

Изобретение относится к области машиностроения. Для повышения стойкости ударного инструмента в виде бойков и штампов, испытывающих при работе большие ударные нагрузки, сначала проводят подогрев инструмента в печи до температуры 500-550°С, затем до 800-850°С в соляной ванне. Окончательный нагрев...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471878
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a5c

Кронштейн для установки панельного компьютера на подвижном объекте

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для крепления средств вычислительной техники, преимущественно панельных компьютеров, устанавливаемым на подвижных объектах. Кронштейн для установки панельного компьютера на подвижном объекте содержит стойку, выполненную в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472240
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d7b

Унитарный боеприпас для гладкоствольного оружия

Изобретение относится к боеприпасам для гладкоствольного оружия. Унитарный боеприпас для гладкоствольного оружия, содержащий гильзу с метательным зарядом и капсюлем-воспламенителем в камере сгорания, снаряд со стабилизатором, удерживаемый в гильзе через разъемное соединение стабилизатора с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473041
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.20a4

Автоматическое стрелковое оружие

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в автоматическом стрелковом оружии. Автоматическое стрелковое оружие содержит ствол, казенник с боевыми упорами, ствольную коробку с направляющими для затворной рамы, затворную раму, затвор с боевыми упорами и поперечным выступом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473857
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2329

Функциональный комплект установочных средств

Изобретение относится к устройствам для хранения и транспортирования изделий и оборудования, входящего в состав подвижного комплекса топогеодезической привязки и навигации или в иную военную технику. Функциональный комплект установочных средств подвижного комплекса топогеодезической привязки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474503
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.25b2

Стол для размещения аппаратных средств в подвижном объекте

Изобретение относится к военной и специальной технике и может быть использовано в подвижных пунктах управления и информационно-технического обеспечения комплексов вооружений, и направлено на обеспечение большей надежности и безопасности при пользовании данным столом. Стол состоит из связанных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475170
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.27c0

Способ контроля электрических параметров системы вооружений и автоматизированный комплекс для его осуществления

Группа изобретений относится к оборонной технике и, в частности, к комплексным средствам контроля электрических параметров управляемых зенитных ракет и пусковых устройств. Автоматизированный комплекс контроля электрических параметров системы вооружений состоит из комплекта раздельных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475696
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c0f

Спусковой механизм автоматического оружия

Изобретение относится к оружейной технике и может быть использовано в спусковых механизмах оружия. Спусковой механизм автоматического оружия содержит спусковой крючок, разобщитель, шептало, пружину спускового крючка, пружину разобщителя, пружину шептала. Разобщитель имеет два плеча и установлен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476806
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2db4

Контрольно-проверочная машина

Изобретение относится к военной и специальной технике и может быть использовано в подвижных контрольных пунктах, размещенных на базе шасси транспортных средств и предназначенных для проведения контроля, диагностики и технического обслуживания сложных технических систем. Контрольно-проверочная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477231
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2e82

Огнестрельное оружие с устройством для выбора правостороннего или левостороннего выброса гильзы

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в стрелковом оружии с устройством для выбора правостороннего или левостороннего выбрасывания гильзы. Огнестрельное оружие с устройством для выбора правостороннего или левостороннего выброса гильзы содержит ствол, ствольную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477437
Дата охранного документа: 10.03.2013
Showing 1-10 of 200 items.
10.01.2013
№216.012.18f2

Способ термической обработки бойков и тяжелонагруженных штампов

Изобретение относится к области машиностроения. Для повышения стойкости ударного инструмента в виде бойков и штампов, испытывающих при работе большие ударные нагрузки, сначала проводят подогрев инструмента в печи до температуры 500-550°С, затем до 800-850°С в соляной ванне. Окончательный нагрев...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471878
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a5c

Кронштейн для установки панельного компьютера на подвижном объекте

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для крепления средств вычислительной техники, преимущественно панельных компьютеров, устанавливаемым на подвижных объектах. Кронштейн для установки панельного компьютера на подвижном объекте содержит стойку, выполненную в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472240
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d7b

Унитарный боеприпас для гладкоствольного оружия

Изобретение относится к боеприпасам для гладкоствольного оружия. Унитарный боеприпас для гладкоствольного оружия, содержащий гильзу с метательным зарядом и капсюлем-воспламенителем в камере сгорания, снаряд со стабилизатором, удерживаемый в гильзе через разъемное соединение стабилизатора с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473041
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.20a4

Автоматическое стрелковое оружие

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в автоматическом стрелковом оружии. Автоматическое стрелковое оружие содержит ствол, казенник с боевыми упорами, ствольную коробку с направляющими для затворной рамы, затворную раму, затвор с боевыми упорами и поперечным выступом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473857
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2329

Функциональный комплект установочных средств

Изобретение относится к устройствам для хранения и транспортирования изделий и оборудования, входящего в состав подвижного комплекса топогеодезической привязки и навигации или в иную военную технику. Функциональный комплект установочных средств подвижного комплекса топогеодезической привязки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474503
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.25b2

Стол для размещения аппаратных средств в подвижном объекте

Изобретение относится к военной и специальной технике и может быть использовано в подвижных пунктах управления и информационно-технического обеспечения комплексов вооружений, и направлено на обеспечение большей надежности и безопасности при пользовании данным столом. Стол состоит из связанных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475170
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.27c0

Способ контроля электрических параметров системы вооружений и автоматизированный комплекс для его осуществления

Группа изобретений относится к оборонной технике и, в частности, к комплексным средствам контроля электрических параметров управляемых зенитных ракет и пусковых устройств. Автоматизированный комплекс контроля электрических параметров системы вооружений состоит из комплекта раздельных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475696
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c0f

Спусковой механизм автоматического оружия

Изобретение относится к оружейной технике и может быть использовано в спусковых механизмах оружия. Спусковой механизм автоматического оружия содержит спусковой крючок, разобщитель, шептало, пружину спускового крючка, пружину разобщителя, пружину шептала. Разобщитель имеет два плеча и установлен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476806
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2db4

Контрольно-проверочная машина

Изобретение относится к военной и специальной технике и может быть использовано в подвижных контрольных пунктах, размещенных на базе шасси транспортных средств и предназначенных для проведения контроля, диагностики и технического обслуживания сложных технических систем. Контрольно-проверочная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477231
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2e82

Огнестрельное оружие с устройством для выбора правостороннего или левостороннего выброса гильзы

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в стрелковом оружии с устройством для выбора правостороннего или левостороннего выбрасывания гильзы. Огнестрельное оружие с устройством для выбора правостороннего или левостороннего выброса гильзы содержит ствол, ствольную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477437
Дата охранного документа: 10.03.2013
+ добавить свой РИД