SU984598A1 - Blank for producing hollow cylindrical articles - Google Patents

Description

(54) ЗАГОТОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ(54) PREPARATION FOR THE MANUFACTURE OF THE EMPTY CYLINDRICAL PRODUCTS

1one

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, в частности к процессам выдавливани  или редуцировани .The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to extrusion or reduction processes.

Известна заготовка дл  изготовлени  корпуса генератора методом холодного выдавливани , имеюща  вид полого цилиндра, свернутого из полосы с линией стыка в виде чередующихс  вдоль образующих цилиндра взаимно перпендикул рных участков, образующих соединение в шип .The known blank for the manufacture of the generator body by cold extrusion, having the form of a hollow cylinder, rolled out of a strip with a joint line in the form of mutually perpendicular portions alternating along the cylinder-forming sections in a spike.

Недостатками известной .заготовки  вл ютс  невысока  прочность стыка из-за недостаточного скреплени  кромок стыка в процессе деформировани  и низкое качество изделий.The disadvantages of the known blank are the low joint strength due to the insufficient bonding of the edges of the joint during the deformation process and the low quality of the products.

Цель изобретени  - увеличение прочности стыка после деформировани  заготовки и повышение качества изделий.The purpose of the invention is to increase the strength of the joint after deforming the workpiece and improving the quality of the products.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что Б заготовке дл  изготовлени  полых цилиндрических изделий, имеющей вид полого цилиндра , свернутого из полосы с линией стыка в виде чередующихс  вдоль образующей цилиндра взаимно перпендикул рных участков , образующих соединение в шип, лини  стыка с чередующимис  взаимно перпендикул рными участками выполнена с наклоном к образующей цилиндра, причем угол наклона определ ют по формулеThis goal is achieved by the fact that a blank for the manufacture of hollow cylindrical articles having the form of a hollow cylinder rolled from a strip with a butt line in the form of mutually perpendicular sections forming a spike joint, a butt line with alternating mutually perpendicular sections are made with an inclination to the generator of the cylinder, and the angle of inclination is determined by the formula

ot arctg-,ot arctg-,

где -степень деформаций заготовки в процессе выдавливани  или редуцировани ;where is the degree of deformation of the workpiece in the process of extrusion or reduction;

- коэффициент, выбираемый в зависимости от свойств материала. Прочность стыка данной заготовки по сравнению с известной возрастает за счет того, что все участки стыка  вл ютс  наклонными и взаимно перпендикул рными, что позвол ет получить практически неразъемное соединение в стыке заготовки даже без ее последующего дефор.мировани . Последующее же деформирование заготовки приведет к искривлению наклонных линий всех участков стыка, что приведет к еще бол ьщему его скреплению. Качество издели  после деформировани , заключающеес  в герметичности стыка, повыситс  за счет того, что течение поверхностных слоев деформируемого металла происходит несколько медленнее , чем внутренних благодар  силам трени  на контакте заготовки с инструменто.м. Благодар  этому на наклонных участках стыка происходит не только плотна  подгонка его краев, но и взаимное перекрытие поверхностными сло ми стыка его внутренних слоев, т.е. получаетс  соединение внахлестку , что значительно увеличивает герметичность стыка на изделии. Кроме того, на прочность и качество стыка вли ют степень деформации, пластичность материала и угол наклона стыка заготовки. Из предлагаемого соотношени  между этими величинами можно выбрать оптимальный угол наклона линии стыка в зависимости от степени деформации и материала заготовки, обеспечивающий, высокие показатели прочности и качества стыка . На фиг. 1 приведена предлагаема  заготовка , общий вид; на фиг. 2 - один участок стыка после деформации (разрез А-А на фиг. 1 )J на фиг. 3 - развертка загоготовки . Наклонные взаимно перпендикул рные участки стыка аЕ обозначены соответстенно аЬ, be, .cd и т. д., причем участки аЬ, cd, ef, jh и кЕ параллельны между собой. То же относитс  и к участкам be, ей, fj, Kh. На фиг. 2 обозначены стык 1 и концы 2 и 3 заготовки. Заготовку изготавливают следующим обНа многопозиционном прессе с автоматической передачей заготовку отрезают от полосы, производ т высечку на концах по форме стыка (фиг. 3), придают V-образную форму и окончательную цилиндрическую форму, при помощи полукруглых штампов, причем выступы, аЬс, defj и Ьк1 одного конца заготовки вход т в пазы а Ь с , def j другого конца, образу  взаимно перпендикул рные участки стыка цилиндрической заготовки аЬ, Ьс, cd, df, ef, fj, jh и kf (фиг. 1). При деформировании заготовки методом выдавливани  или редуцировани  наиболее сильное искривление получают участки be, de, fj, Ьк и несколько меньшее - участки аЬ, cd, ef, jh 4i к1, увеличива  прочность стыка на разрыв. За счет разности скоростей течени  поверхностных и внутренних слоев металла при деформировании стык в своем сечении приобретает дугообразую форму 1 (фиг. 2), что позвол ет одному концу 2 заготовки как бы внедр тьс  внутрь другого конца 3, что значительно повышает герметичность стыка. Угол наклона линии стыка к образующей боковой поверхности заготовки (фиг. 1 и 3) можно выбирать из соотношени  оС ar tg-5-, найденного эмпирическим путем, где - степень деформации стенки заготовки при выдавливании или редуцировании ,а - коэффициент, выбираемый в зависимости от материала заготовки. причем с увеличением прочности материала выбирают большие значени  коэффициента п. Например, при прочности материала 40 кг/мм и степени деформации 10/о следует выбрать п 5, тогда угол наклона о( 27°. При 6в 75 кг/мм и следует выбирать п . 10, тогда «Ч. 45°. При 6g 75 кг/мм и 50%, п. 10, следовательно ( 11,5° (ив-предел прочности). Это объ сн етс  тем, что при малых степен х деформации и высокой прочности материала заготовки искривление участков линии стыка происходит .менее заметно, что ведет к уменьшению прочности стыка, следовательно , увеличение коэффициента п приводит к увеличению наклона линии стыка и, соответственно, к более благопри тным услови м дл  искривлени  линии стыка и течению металла таким образом, чтобы внешние и внутренние слои металла в области стыка перекрывали друг друга. И, наобоРОТ , при больших степен х деформации и низкой прочности материала путем уменьшени  коэффициента п можно уменьшить УГОЛ наклона линии стыка. В описываемой заготовке участки стыка могут и не быть взаимно перпендикул рными , т. е. углы аЬс, def и т. д. (фиг. 1) могут быть или острыми (), или тупыми (90°). Однако наиболее целесообразным применение углов равных 90°, так как в случае, если углы аЬс, def и др. 90°, ухудшаютс  прочностные качества стыка а если эти углы 90°, то усложн етс  тех rvnn нологи  изготовлени  элементов стыка (в случае изготовлени  шипов и пазов резкой ),; уменьшаетс  стойкость вырубного инструмента (в случае изготовлени  шипов и. пазов вырубкой). В цел х лучшей стыковки -шипов и пазов (например, bcde,- и bcdV, фиг. 3) при изготовлении предлагаемой заготовки гибкой допускаетс  отклонение вышеуказан.ных углов сопр жений участков стыка от 90 на + (1-2)°. Заготовку изготавливают и испытывают в производственных услови х применительно к изготовлению корпуса стартера.. Материал заготовки - сталь 08. Изготавливают 10 заготовок рубкой из полосы толщиной 7 мм и сверткой в цилиндр в трехпозиционном штампе, наружный диаметр заготовки 115 мм. Затем заготовку редуцируют нагидропрессе ПД-476 усилием 160 тс со степенью деформации i 11 /о. Угол наклона линии стыка ot 25° из услови , что п 5. Форма линии стыка показана на фиг. 1. Данные заготовки испытывают в сравнении с заготовками, прин тыми за прототип . Испытани  провод т следующим образом . Редуцированные заготовки помещают между двух конусных оправок, у которых диаметр основани  конуса больше наружного диаметра заготовки, затем на гидропрессе конусные оправки снимают до по в и зазора в линии стыка, причем усили . при которых происходит разрущение стыка заготовок, фиксируют. Результаты испытаний приведены в таблице. - coefficient chosen depending on the properties of the material. The strength of the joint of this blank, as compared to the known one, increases due to the fact that all the junction portions are inclined and mutually perpendicular, which makes it possible to obtain an almost permanent connection at the joint of the blank even without its subsequent deformation. Subsequent deformation of the workpiece will lead to the curvature of the inclined lines of all parts of the joint, which will lead to its even greater bond. The quality of the product after deformation, consisting in the tightness of the joint, will increase due to the fact that the flow of the surface layers of the deformable metal is somewhat slower than the internal due to frictional forces on the contact of the workpiece with the tool. Due to this, on inclined sections of the junction, not only is the fit of its edges tight, but also the overlapping of the inner layers of the junction by the surface layers, i.e. an overlap joint is obtained, which significantly increases the tightness of the joint on the product. In addition, the strength and quality of the joint is influenced by the degree of deformation, the plasticity of the material and the angle of inclination of the joint of the workpiece. From the proposed ratio between these values, it is possible to choose the optimal angle of inclination of the joint line, depending on the degree of deformation and the material of the workpiece, which ensures high strength and quality of the joint. FIG. 1 shows the proposed preparation, a general view; in fig. 2 - one section of the joint after deformation (section A-A in FIG. 1) J in FIG. 3 - sweep poggovtovki. The oblique mutually perpendicular junction areas aE are labeled ab, be, .cd, etc., respectively, with ab, cd, ef, jh, and kE being parallel to each other. The same applies to the sections be, her, fj, Kh. FIG. 2 marked the joint 1 and the ends 2 and 3 of the workpiece. The blank is made as follows: at a multi-station automatic transfer press, the blank is cut from the strip, cut at the ends in the form of a joint (Fig. 3), given a V-shape and a final cylindrical shape, with semicircular dies, with the projections abc, defj and Bk1 of one end of the preform is inserted into the grooves of a b c, def j of the other end, to form mutually perpendicular junction points of the cylindrical billet ab, bc, cd, df, ef, fj, jh and kf (Fig. 1). When the workpiece is deformed by the method of extrusion or reduction, the be, de, fj, bk and the lesser - ab, cd, ef, jh 4i k1 sections get the most severe curvature, increasing the joint tensile strength. Due to the difference in flow rates of the surface and internal layers of the metal during deformation, the joint in its cross section acquires an arcuate shape 1 (Fig. 2), which allows one end 2 of the workpiece to be embedded inside the other end 3, which significantly increases the leaktightness of the joint. The angle of inclination of the butt line to the generatrix of the side surface of the workpiece (Fig. 1 and 3) can be chosen from the ratio оС ar tg-5-, found empirically, where is the degree of deformation of the wall of the workpiece during extrusion or reduction, and is the coefficient chosen depending on billet material. moreover, with an increase in the strength of the material, large values of the coefficient n are chosen. For example, if the strength of the material is 40 kg / mm and the degree of deformation is 10 / o, then p 5 should be chosen, then the angle of inclination is o (27 °). 10, then "Ch. 45 °. With 6g 75 kg / mm and 50%, p. 10, therefore (11.5 ° (and strength). This is due to the fact that at low degrees of deformation and high the strength of the material of the workpiece; the curvature of sections of the joint line occurs less noticeably, which leads to a decrease in the strength of the joint, therefore, an increase in the coefficient This leads to an increase in the slope of the butt line and, accordingly, to more favorable conditions for the curvature of the butt line and the flow of the metal so that the outer and inner metal layers in the joint area overlap each other. And vice versa, at large degrees of deformation and low strength of the material by reducing the coefficient n, you can reduce the angle of inclination of the butt line.In the described workpiece, the joint areas may not be mutually perpendicular, i.e. angles abc, def, etc. (FIG. 1) can be either sharp (), or blunt (90 °). However, it is most appropriate to use angles equal to 90 °, since if angles abc, def, etc. 90 °, the strength properties of the joint deteriorate, and if these angles are 90 °, then it becomes difficult for the joint elements to make rvnn and grooves sharp); the durability of the cutting tool is reduced (in the case of manufacture of pins and grooves by cutting). In order to better fit the bores and grooves (for example, bcde, - and bcdV, fig. 3), when making the proposed flexible billet, the above mentioned junction angles of the junction sections are 90 to + (1-2) °. The workpiece is manufactured and tested under production conditions applied to the manufacture of the starter case. The workpiece material is steel 08. 10 workpieces are made by chopping from a 7 mm thick strip and rolled into a cylinder in a three-position stamp, the outer diameter of the workpiece is 115 mm. Then, the workpiece is reduced to PD-476 hydro-press with a force of 160 tf with a degree of deformation i 11 / o. The angle of inclination of the junction line is ot 25 ° from the condition that n 5. The shape of the junction line is shown in FIG. 1. These blanks are tested in comparison with the blanks adopted for the prototype. The tests are carried out as follows. Reduced blanks are placed between two conical mandrels, in which the diameter of the base of the cone is larger than the outer diameter of the workpiece, then the hydraulic mandrel is removed from the cone mandrel and in the gap in the butt line, and the effort. at which there is a destruction of a joint of preparations, fix. The test results are shown in the table.

Усилие разрушени  стыка Р, тсThe force of destruction of the joint P, tf

Из таблицы видно, что прочность стыка предлагаемых заготовок в 3,5 раз выше прочности стыка прототипа.The table shows that the strength of the joint of the proposed blanks is 3.5 times higher than the strength of the joint of the prototype.

Герметичность стыка определ ют путем подачи жидкости под давлением 2 атм во внутренню1Ь полость заготовки, зажатой с торцов между двум  стальными плитами.. Из описываемых заготовок выдерживали испытани  все 100%, а из заготовок, прин тых за прототип, испытани  выдержали 20%, остальные дали течь по линии стыка.The joint tightness is determined by supplying a fluid under pressure of 2 atm into the internal cavity of the workpiece sandwiched from the ends between two steel plates. Of the workpieces described, 100% were tested, and of the workpieces adopted as a prototype, 20% survived; flow along the junction line.

Использование изобретени  позвол ет в 3,5 раз увеличить прочность стыка и в значительной степени его герметичность.The use of the invention allows a 3.5 times increase in the strength of the joint and to a large extent its tightness.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Заготовка дл  изготовлени  полых цилиндрических изделий деформированием, имеюща  вид полого цилиндра, свернутого из полосы с линией стыка в виде чередующихс  вдоль образующей цилиндра взаимно перпендикул рных участков, образующих соединение в щип, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  прочности стыка после деформировани  заготовки и повышени  качества изделий, лини  стыка с чередующимис  взаимно перпендикул рными участками выполнена с наклоном к образующей цилиндра, причем угол наклона определ ют по формулеA blank for the manufacture of hollow cylindrical articles by deforming, having the form of a hollow cylinder rolled out of a strip with a butt line in the form of mutually perpendicular portions forming a joint in a pinch, which, in order to increase the strength of the butt after deforming the workpiece and improving the quality of products, the line of butt with alternating mutually perpendicular sections is made with an inclination to the generator of the cylinder, and the angle of inclination is determined by the formula ol arctg-,ol arctg-, где - степень деформации заготовки в процессе выдавливани  или редуцировани ;where is the degree of deformation of the workpiece in the process of extrusion or reduction; - коэффициент, выбираемый в зависимости от свойств материала. - coefficient chosen depending on the properties of the material. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Уик Ч. Обработка металлов дл  сн ти  стружки. М., «Мир, 1965, с. 360-361 (прототип).Sources of information taken into account in the examination 1. Wick Ch. Metal processing for chip removal. M., “Peace, 1965, p. 360-361 (prototype). 4-/;four-/; фиг.FIG. е e фи&.3fi & .3 аbut