Способ ротационной вытяжки оживальных и конических изделий



Способ ротационной вытяжки оживальных и конических изделий
Способ ротационной вытяжки оживальных и конических изделий

 


Владельцы патента RU 2465976:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") (RU)

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к ротационной вытяжке оживальных и конических изделий. Осуществляют ротационную вытяжку заготовки на оправке не менее чем двумя давильно-раскатными роликами, установленными со смещением относительно вертикальной плоскости. В процессе ротационной вытяжки передний ролик деформирует заготовку с половинным от расчетного обжатием, а задний ролик - до расчетной толщины в непрерывном очаге деформации. Смещение роликов относительно вертикальной плоскости определяют по представленной формуле. Обеспечивается качество внутренней и внешней поверхности и точность заданной толщины стенки изделия. 1 ил.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к ротационной вытяжке (РВ) оживальных и конических изделий, а именно к качеству получения внутренней и внешней поверхности и к точности получения заданной толщины стенки по профилю.

Известен способ ротационного выдавливания цилиндрических изделий роликом со специальным конструктивным решением геометрии деформирующего ролика с поддерживающей площадкой для получения устойчивого процесса по классической схеме закона синуса и предотвращения интенсивного процесса наплыва металла перед деформирующим роликом и (или) гофрирования фланца за счет геометрии площадки (Гредитор М.А. Давильные работы и ротационное выдавливание., М.: Машиностроение, 1971, с.104-105).

Этот способ используется только для конических и цилиндрических деталей из-за жесткого соответствия геометрии площадки углу α и его невозможно использовать для получения деталей оживальной формы вследствие непрерывного изменения угла α как определяющей характеристики оживала.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ ротационной вытяжки конических изделий, включающий ротационную вытяжку заготовки на оправке давильно-раскатными роликами, установленными со смещением относительно вертикальной плоскости. В процессе ротационной вытяжки передние давильно-раскатные ролики деформируют заготовку с обжатием меньше заданного, а задние деформируют заготовку с обжатием больше заданного (Патент РФ №2007242, 15.02.1994).

Недостатками способа, описанного в патенте, являются отсутствие расчета смещения роликов относительно вертикальной плоскости, что приводит к браку в партиях, и невозможность применения для раскатки оживальных изделий, т.к. патент предполагает неприлегание к оправке при раскатке первой парой роликов, а следовательно, невозможность контролировать профиль заготовки перед окончательной обработкой двумя (или третьим) роликом.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является получение оживальных и конических изделий с сохранением качества внутренней поверхности, получением внешней поверхности высокого качества с высокой точностью заданной толщины стенки изделия и с заданным отклонением от профиля с максимальной экономической эффективностью и с помощью типового давильно-раскатного ролика.

Технический результат достигается за счет того, что ротационную вытяжку оживальных и конических изделий производят типовыми давильно-раскатными роликами, причем первый деформирующий ролик одновременно играет роль поддерживающей площадки, как в специальном ролике; для того чтобы пятна контакта роликов с R1 и R2 составили непрерывный очаг деформации, оптимальное смещение A центров радиусной части профиля роликов относительно вертикальной плоскости рассчитывается по формуле

где A - смещение роликов относительно вертикальной плоскости, мм;

R2 - радиус второго калибрующего ролика, работающего в режиме расчетного обжатия для получения заданной толщины детали, мм;

S1 - толщина полуфабриката после обработки роликом с R1, мм;

S2 - толщина заданной детали, мм;

α - максимальный угол наклона между осью детали и образующей профиля изделия, град.

Величина S1 может быть выбрана как половина всей деформации от исходного полуфабриката для раскатки до требуемой толщины. Величины радиальных смещений центров роликов рассчитываются исходя из требуемых зазоров между оправкой и роликом для РВ по закону синусов с настройкой роликов по программе ЧПУ:

z=S0-k;

где z - величина зазора между оправкой и роликом с R1, мм;

S0 - толщина исходной заготовки, мм;

k - упругие деформации оборудования, постоянные для одного и того же типа металла заготовки и станка, мм.

Изобретение применимо для получения ротационной вытяжки изделий как оживальной, так и конической формы в процессах, где при классической схеме РВ наплыв металла разрушает деталь или неустойчивость процесса раскатки приводит к разнотолщинности получаемой детали за пределами допусков, особенно это актуально для РВ тонкостенных изделий.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже изображено взаимное расположение давильно-раскатных роликов (радиусных частей R1 и R2 профилей роликов) и часть оправки длиной H, рассматриваемая в случае оживальных изделий как часть конуса вследствие небольшого изменения угла α на малых участках профиля.

Увеличение R2 относительно S2 в процессах РВ изделия уменьшает погрешность расчетов. Основной непрерывный очаг деформации не рекомендуется уменьшать, беря в расчет α<αmax, где αmax - максимальный угол образующей оправки. В случае резкого изменения угла α для оживального изделия рекомендуется ввести промежуточный переход РВ. Оптимальное смещение центров радиусов для РВ изделий относительно вертикальной плоскости определяется по формуле (1). Величина Н является непрерывным очагом деформации, состоящим из двух пятен контакта, расположенных последовательно.

Способ осуществляют следующим образом.

На оправку (не показано), где α (позиция 7) является максимальным углом наклона между осью изделия и образующей профиля изделия, устанавливают заготовку 1 толщиной S0, соответствующей РВ по закону «синуса» для требуемого изделия с толщиной стенки S2 (позиция 6), которую зажимают пинолью задней бабки. Ролики 2 и 3 (R1 и R2) устанавливают в начальные позиции, являющиеся начальными точками программ ЧПУ для R1 и R2 соответственно и с рассчитанными рабочими зазорами (радиальными смещениями); для каждого ролика зазор выбирают как при классической схеме РВ. S1 (позиция 5) является толщиной получаемого полуфабриката после обработки роликом с R1. Затем по программам ЧПУ, определяющим независимое движение суппортов, соответствующих роликам с R1 и R2, в каждый момент времени на соответствующей части оправки H (позиция 4) производят ротационную вытяжку изделия. Рабочую часть изделия раскатывают роликами с рассчитанным по предлагаемой формуле (1) смещением A относительно вертикальной плоскости и получают деталь требуемой толщины S2 (позиция 6). Обратного течения металла не наблюдается.

Пример.

На горизонтально-раскатном двухсуппортном стане APED-1200 со стойкой ЧПУ Sinumeric 840-D производилась РВ оживальных и конических изделий давильно-раскатными роликами с R1=9 мм и R2=9 мм.

Ротационной вытяжкой изготавливают конические детали из заготовки S0=1,2 мм до S2=0,6±0,05 мм, угол готового изделия α=17,37°.

Определяют S1=0,85 мм из расчета S1=S0-(S2-S0)/2-0,05 (процесс РВ выбран с пережимом), тогда

Ротационной вытяжкой изготавливают оживальные детали из заготовки

S0=5,4 мм до S2=2,8±0,1 мм, угол готового изделия α=26°÷9,6°. Определяют S1=4,l мм из расчета S1=S0-(S2-S0)/2, тогда смещение А рассчитывают по формуле

Процесс РВ проходит устойчиво, без наплывов на ролик R1 или гофрирования фланца. Детали отвечают высоким требованиям точности к профилю и толщине стенки, с чистотой внутренней поверхности до 10 класса и чистотой наружной поверхности до 8 класса.

Способ ротационной вытяжки оживальных и конических изделий, включающий ротационную вытяжку заготовки на оправке давильно-раскатными роликами, установленными со смещением относительно вертикальной плоскости, отличающийся тем, что в процессе ротационной вытяжки используют не менее двух давильно-раскатных роликов, создающих непрерывный очаг деформации, а смещение роликов относительно вертикальной плоскости задают по следующей зависимости:

где A - смещение роликов относительно вертикальной плоскости, мм;
R2 - радиус второго калибрующего ролика, работающего в режиме
расчетного обжатия для получения заданной толщины детали, мм;
S1 - толщина полуфабриката после обработки роликом с R1, мм;
S2 - толщина заданной детали, мм;
α - максимальный угол наклона между осью детали и образующей профиля изделия, град.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к изготовлению тонкостенных корпусов переменного сечения из стальных трубных заготовок. .
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении тонкостенных оболочек из малопластичных алюминиевых сплавов ротационной вытяжкой.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении тонкостенных оболочек из мартенситно-стареющей стали. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении оболочковых конструкций с криволинейными рабочими поверхностями. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении цилиндрических оболочек ротационной вытяжкой с утонением из мартенситно-стареющих сталей с относительной толщиной стенки.

Изобретение относится к обработке труб давлением и может быть использовано для заглушки труб или изготовления труб с отверстием в донной части, с заданным радиусом сопряжения боковой поверхности и донной части.
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении тонкостенных деталей конусной или оживальной формы из труднодеформируемых материалов ротационным выдавливанием.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве кольцевых заготовок раскаткой. .

Изобретение относится к изготовлению полых осесимметричных изделий, в частности изготовлению оболочных изделий, таких как кумулятивные облицовки боеприпасов. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении тонкостенных цилиндрических оболочек с толщиной стенки менее 0,2 мм. .

Изобретение относится к заготовительно-штамповочному производству, а именно к способам холодной обработки давлением, в частности к ротационной обработке

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления внутренних оболочек теплообменников, а именно блока сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя. Для повышения механических свойств оболочки и улучшения обрабатываемости резанием осуществляют формообразование оболочки методом ротационного выдавливания, термическую обработку и последующую механическую обработку - фрезерование охлаждающих каналов. В процессе ротационного выдавливания обеспечивается механический наклеп со степенью деформации 38,0% и 45,0%, а для улучшения обрабатываемости резанием проводят отжиг в интервале процесса первичной рекристаллизации при температуре 780°C-800°C в течение 30 минут. 3 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к изготовлению деталей пластическим деформированием. Заготовку зажимают на оправках главной шпиндельной головки и задней бабки и пластически деформируют с помощью по меньшей мере одного давильного ролика в готовую деталь, для чего надвигают участок заготовки на по меньшей мере одну первую оправку, которая установлена с возможностью перемещения параллельно продольной оси. Выравнивают оправки таким образом, что лежащая в заготовке верхняя поверхность образует приблизительно негатив формы внутренней поверхности, подлежащей формовке на заготовке. Выполняют относительное движение между заготовкой и давильным роликом в направлении, параллельном продольной оси при одновременном прижиме давильного ролика к заготовке, в результате чего материал заготовки под воздействием давильного ролика вытесняется таким образом, что оправка смещается вытесненным материалом. Расширяются технологические возможности. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к способу изготовления сварных сосудов высокого давления. Обечайку изготавливают путем свертки листовой заготовки со стыковкой кромок в сборочно-сварочных приспособлениях, прихватки кромок по краям с использованием технологических пластин, автоматической сварки с последующей калибровкой по внутреннему диаметру обечайки и рентгенотелевизионного контроля качества сварного шва. Днища получают вытяжкой из кружка прессовой обработкой или комбинированной ротационной вытяжкой из кружка посредством проецирования, многопереходной ротационной вытяжки и выглаживания с образованием цилиндрической и сферической частей. Затем в обечайку и днища вваривают штуцеры и вентили. К днищам приваривают прерывистыми швами сварочные остающиеся подкладки. Потом осуществляют сборку и автоматическую сварку обечайки с днищами стыковыми кольцевыми швами с последующим их рентгенотелевизионным контролем качества. После этого к сосуду приваривают опорные и транспортировочные элементы и подвергают его пневмоиспытаниям на герметичность. Изобретение позволяет получать сварные сосуды высокого давления с высокой конструктивной и циклической прочностью, высоким качеством сварных швов, высокой точностью геометрической формы и качеством обработанной поверхности. 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам объемной штамповки и ротационной вытяжки с утонением тонкостенных оболочек - тел вращения. Из отрезка прутка выдавливают полую моноблочную заготовку с дном, на котором с внешней и/или внутренней стороны размещают местные утолщения. Обрабатывают резанием ее внутреннюю и наружную поверхности, осуществляют ротационную вытяжку с утонением с допустимой степенью деформации, термическую обработку и окончательную обработку резанием. Причем местные утолщения превышают минимальную толщину оболочки не менее чем в 10 раз. Повышаются прочностные характеристики. 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления нарезных и гладких стволов калибра 5,45-30 мм стрелково-пушечного оружия. При изготовлении заготовки-трубы ствола стрелково-пушечного вооружения под радиальное обжатие на радиально-обжимной машине (РОМ) из стали 45 или 40Х изготавливают несколько моделей ее поводковой части с двумя ступеньками большого и меньшего диаметров и хвостовиком. Каждую из них поочередно устанавливают последней в малой полости, а ступеньками в полости с зубьями на боковой поверхности поводкового центра. Воздействуют усилием пресса на модель, под действием которого эти зубья внедряются в ее ступеньки и оставляют в них свои отпечатки. По максимальным размерам отпечатков выявляют оптимальную модель, по размерам которой получают поводковую часть на заготовке-трубе. Уменьшается трудоемкость и повышается стойкость поводкового центра. 1 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении тонкостенных оболочек. Изготавливают толстостенную полую заготовку. Осуществляют ее ротационную вытяжку за две операции: в предварительной полуфабриката, а в окончательной тонкостенной оболочки с формированием на наружной поверхности оболочки компенсатора, термическую обработку для снятия напряжений между предварительной и окончательной операциями ротационной вытяжки и окончательную обработку оболочки. Полуфабрикат деформируют по всей длине, а после обработки тонкостенного цилиндрического участка оболочки в окончательной операции ротационной вытяжки обрабатывают участок компенсатора, который заканчивают формированием на наружной поверхности конического участка сопряжения с толстостенным участком оболочки с углом наклона образующей конического участка 8-20 градусов. Повышается геометрическая точность размеров оболочки за счет уменьшения разнотолщинности на участке компенсатора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к изготовлению тонкостенной цилиндроконической оболочки с коническим участком. Изготавливают цилиндроконическую заготовку с коническим участком с углом наклона образующей менее 30º и определенной толщиной стенки, полученной точением. Осуществляют термическую обработку заготовки, ротационную вытяжку с утонением оболочки за несколько операций, термическую обработку между операциями ротационной вытяжки для снятия напряжений и обработку резанием технологических припусков и напусков. Повышается качество оболочек за счет уменьшения наплыва металла перед роликами. 3 ил., 1 пр.
Наверх