СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛИСТА
METHOD OF PRODUCING METAL SHEET

Изобретение относится к изготовлению металлических листов комбинированным способом, заключающимся в деформировании исходной заготовки путем выполнения различных операций холодной обработки металлов давлением, и может быть использовано при изготовлении широких листов с повышенной точностью по толщине.
Из научно-технической литературы известен способ изготовления деталей цилиндрической формы с широким диапазоном размеров по диаметру, длине и толщине стакана (М.А. Гредитор. Давильные работы и ротационное выдавливание. М.: Машиностроение, 1971 г., с.95-97).
Недостатком известного способа является большая трудоемкость изготовления, связанная со сварочными работами и работами по зачистке сварного шва, а также необходимость использования дорогостоящего сварочного оборудования, особенно в случае крупногабаритных деталей.
Кроме того, способ позволяет получить детали только полой формы, в то время как в производстве существует потребность в плоских листах.
В качестве более близкого аналога из патентной литературы можно выбрать способ изготовления тонкой полосы, преимущественно из трудно деформируемого металла, путем раскатки исходной замкнутой полосовой заготовки с последующей поперечной резкой заготовки и распрямлением ее в полосу, при этом в качестве заготовки используют лист Мебиуса. Согласно способу заготовке придают конфигурацию листа Мебиуса, т.е. перекручивают лист относительно продольной оси на полвитка и затем соединяют в кольцо. Для соединения используют сварку или пайку. Заготовку в виде листа Мебиуса раскатывают на листопрокатном стане постепенно сближающимися валками. Для фиксации положения заготовки в пространстве используется система натяжных роликов. Раскатанную заготовку разрезают поперек и разворачивают в лист (а.с. №740332, В21С 37/02).
Недостатком способа изготовления листов раскаткой является ограниченная ширина получаемых листов, которая зависит от мощности прокатного стана. В процессе раскатки происходит удлинение листа без увеличения ширины, что не позволяет получать широкие листы. Прокатные станы являются дорогостоящими крупногабаритными металлургическими машинами и увеличение ширины прокатываемых листов связано с решением значительных технических и технологических проблем, а также с большими финансовыми затратами. Кроме того, из-за протяженного неоднородного линейного очага деформации между валками прокатного стана при увеличении ширины прокатываемых листов одновременно увеличивается допуск на толщину листа и соответственно уменьшается точность по толщине. Таким образом, известный способ позволяет получать листы ограниченной ширины с недостаточно высокой точностью по толщине. Также недостатком является большая трудоемкость изготовления листов, связанная с выполнением дополнительных операций по сварке или пайке ленты в замкнутую полосовую заготовку с последующей разрезкой после раскатки.
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является уменьшение трудоемкости и расширение технологических возможностей, путем получения точных по толщине широких металлических листов без проведения сварочных и зачистных работ.
Данная задача решается тем, что в предлагаемом способе изготовления металлического листа, включающем получение промежуточной листовой заготовки гибкой, преднамеренное утонение стенки полученной заготовки и ее последующее разгибание в лист, промежуточную заготовку получают в форме цилиндра, преднамеренное утонение стенки осуществляют ротационной вытяжкой полученной заготовки, которую устанавливают на оправке и закрепляют стягивающими устройствами.
Кроме того, для достижения поставленной цели:
- ротационную вытяжку осуществляют за несколько проходов, при этом на каждом из них изменяют направление вращения заготовки на противоположное для устранения искривления кромки стыка;
- после гибки, по краю промежуточной заготовки формуют фланец, который удаляют после ротационной вытяжки;
- после закрепления заготовки на оправке стягивающими устройствами, по стыку выполняют прихватку сварными швами, которые удаляют перед разгибанием заготовки в плоский лист;
- после разгибания заготовки в плоский лист, его правят для обеспечения требуемой плоскостности.
На фиг.1 схематично изображены исходная заготовка и сечение промежуточной заготовки по плоскости, перпендикулярной ее оси вращения после гибки листа, на фиг.2 - схема формовки фланца по краю промежуточной заготовки, на фиг.3 - схема ротационной вытяжки заготовки и полученный после разгибания плоский лист.
Листовую заготовку 1 сгибают, например, на листогибочной четырехвалковой машине, и получают промежуточную заготовку 2, имеющую форму цилиндра, которую устанавливают на оправку 3 и закрепляют стягивающими устройствами 4.
Одно из стягивающих устройств 4 снимают. При помощи вращающихся деформирующих элементов 5 (роликов или шариков) на вращающейся оправке 3 осуществляют ротационную вытяжку промежуточной заготовки 2 с преднамеренным утонением ее стенки.
В процессе вытяжки длина заготовки 2 увеличивается пропорционально степени утонения.
Для устранения отклонения (искривления) кромки стыка 6 ротационную вытяжку выполняют за несколько проходов, меняя на каждом из них направление вращения заготовки 2 на противоположное. Например, нечетные проходы ролика выполняют при вращении заготовки 2 против часовой стрелки, а четные - при вращении заготовки 2 по часовой стрелке. При этом отклонение (искривление) кромки стыка 6 от прямой линии, образовавшееся на первом проходе, компенсируется отклонением в противоположную сторону на втором и последующих проходах. В результате стык 6 на детали получается прямолинейной формы, что увеличивает коэффициент использования материала.
Полученную заготовку снимают с оправки 3 и разгибают в плоский лист 7.
Для надежной фиксации промежуточной заготовки 2 на оправке 3, по ее краю, ротационной отбортовкой при помощи ролика 8 может быть выполнен фланец 9. Это осуществляется при помощи прижима 10.
После ротационной вытяжки заготовки 2 механической обработкой фланец 9 отрезают и снимают оставшееся стягивающее устройство 4. Заготовку 2 снимают с оправки 3 и разгибают в плоский лист 7. В результате получают лист, ширина которого больше ширины исходной заготовки пропорционально степени утонения.
При необходимости, разогнутый после обработки лист 7 подвергают дополнительной правке для обеспечения требуемой плоскостности, например, на листоправильной машине.
При обработке материалов, обладающих повышенной жесткостью, после закрепления заготовки на оправке стягивающими устройствами 4 по стыку 6 выполняют прихватку сварными швами, облегчающими процесс последующей ротационной вытяжки. После ротационной вытяжки зоны прихватки удаляют, например, механической обработкой.
Пример осуществления способа.
Лист из алюминиевого сплава шириной 2000 мм и толщиной 3,0 мм сгибают на листогибочной машине в промежуточную заготовку 1 диаметром 1000 мм. Исходная разнотолщинность листа в состоянии поставки составляет ±0,15 мм. После ротационной вытяжки с преднамеренным утонением листа до 1,8 мм и разгибания заготовки, ширина листа увеличилась до 3300 мм, а разнотолщинность уменьшилась до ±0,06 мм.
Таким образом, изложенная совокупность выполняемых операций позволяет изготовить точные по толщине металлические листы требуемой ширины.