Способ получения поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов, имеющих горловину и сферическую часть



Способ получения поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов, имеющих горловину и сферическую часть
Способ получения поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов, имеющих горловину и сферическую часть

 


Владельцы патента RU 2491147:

Открытое Акционерное общество "Тяжпрессмаш" (RU)

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов из центробежнолитых и кованых трубных заготовок. Заготовку нагревают до температуры 1150-1200°C и деформируют. Сначала путем горячего прямого выдавливания в штампе получают полуфабрикат, толщина которого меньше толщины исходной заготовки на 25-30% и равна толщине сферической части поковки. Затем после нагрева полуфабриката осуществляют его штамповку во втором штампе со сферическим нижним пуансоном. При этом одновременно производят обжим и раздачу частей полуфабриката с получением, соответственно, горловины и сферической части поковки. Раздачу осуществляют на сферическом нижнем пуансоне с увеличением наружного диаметра полуфабриката не менее чем на 10%. Таким образом, практически весь объем металла трубной заготовки подвергается пластическому деформированию без нарушения сплошности. В результате обеспечивается возможность использования более дешевых исходных заготовок, повышаются механические характеристики поковки и производительность труда, сокращается расход металла. 2 ил.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к получению поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов из стальных центробежнолитых и кованых трубных заготовок, методом прямого горячего выдавливания полуфабриката и последующего обжима его утолщенной верхней части (горловины) с одновременной раздачей более тонкой нижней части в специальном штампе.

При этом предлагаемый способ эффективен применительно к изготовлению крупногабаритных полукорпусов на Dy=500, 700, 1000, 1200 и 1400 мм.

Известен способ изготовления крупногабаритных полукорпусов из стальных листов по способу, разработанному ЦНИИТМАШ [Артес А.Э. Технологические процессы изготовления поковок из трубных заготовок. Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - №11. - 2003 г. - C.25-31].

Типовой технологический процесс (ЦНИИТМАШ) включает следующие операции: вырезку из толстого листа (S=45, 50, 60, 100 мм) круглых заготовок с отверстием, вытяжку полуфабриката, обжим с раздачей и высадку горловины. Штамповка осуществляется на мощном гидравлическом прессе двойного действия.

При этом коэффициент использования металла менее 0,7.

Известен также способ получения поковок крупногабаритных полукорпусов, имеющих горловину и сферическую часть, включающий нагрев исходной трубной заготовки и ее деформирование (JP 0056071547 А, B21J 5/06, 15.06.1981, реферат, фиг.1-2, документ на 1 л).

Недостатком этого способа является то, что максимальные габариты труб по ГОСТ 8738-78 «Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент» ограничиваются диаметром 550 мм и толщиной стенки 75 мм. Такие параметры труб пригодны для изготовления полукорпусов на Ду500.

Эти способы, по мнению заявителя могут рассматриваться как прототипы.

Задачей изобретения является уменьшение расхода металла и трудоемкости изготовления полукорпусов (полусфер) шаровых кранов.

Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что в качестве исходных заготовок используется более дешевый металл -центробежнолитые и кованные трубные заготовки, который в результате пластических деформаций повышает свои механические характеристики, приближающиеся к характеристикам прокатанного металла. При этом становится возможность изготовления полукорпусов на Ду700, Ду1000, Ду1200, Ду1400, повышается производительность труда за счет использования меньшего количества операций и повышается коэффициент использования металла.

Отличительная часть предлагаемого способа состоит в использовании в качестве исходной трубной заготовки стальной центробежнолитой или кованной трубы, которую нагревают до температуры 1150-1200°C и деформируют сначала путем горячего прямого выдавливания в штампе, содержащем пуансон, матрицу и оправку, имеющую возможность скольжения в пуансоне, с получением полуфабриката толщиной, меньшей толщины исходной заготовки на 25-30% и равной толщине сферической части поковки полукорпуса шарового крана, а затем после нагрева полуфабриката путем его штамповки во втором штампе, имеющем сферический нижний пуансон, при этом одновременно осуществляют обжим и раздачу частей полуфабриката с получением, соответственно, горловины и сферической части поковки полукорпуса шарового крана, причем раздачу части полуфабриката производят с увеличением на упомянутом сферическом нижнем пуансоне наружного диаметра не менее чем на 10%.

Описание последовательности операций деформирования в двух штампах.

Параметры исходной трубной заготовки и схема штампа для выдавливания трубной заготовки указаны на фиг.1:

1. Пуансон

2. Оправка

3. Заготовка

4. Матрица

5. Бандаж

6. Поковка (полуфабрикат)

где: D1 - диаметр матрицы,

D2 - диаметр оправки,

D3 - диаметр калибрующего пояска матрицы

α≤15°

S0 - толщина заготовки,

S1 - толщина поковки,

S0=(1,25…1,30)S1

При этом высота заготовки Н0 рассчитывается из равенства объемов металла заготовки и готовой поковки с учетом угара при нагреве, а внутренний и внешний диаметры рассчитываются с учетом относительной степени деформации при выдавливании и диаметров инструмента D1 и D2. Относительная степень деформации при прямом выдавливании:

ε = D з . н . 2 D п . н . 2 D з . н . 2 D з . в . 2

где: Dз.н. - наружный диаметр исходной трубной заготовки, несколько меньший (на 0,5-1%) диаметра D1 (фиг.1),

Dз.в. - внутренний диаметр исходной трубной заготовки, равный D2 (фиг.1),

Dп.н - наружный диаметр поковки, равный Ds (фиг.1).

После нагрева до температуры 1150-1200°С заготовка устанавливается в штампе, опираясь на коническую поверхность матрицы с углом α≤15°. При перемещении ползуна гидравлического пресса вниз (до упора) металл под действием силы Р выдавливается пуансоном 1 в зазор между оправкой 2 и калибрующим пояском матрицы 3 (фиг.1). При этом операция прямого выдавливания в первом штампе осуществляется с получением полуфабриката с меньшей от начальной толщины (на 25-30%) трубы, и равной толщины сферической части поковки полукорпуса шарового крана, а сила выдавливания Р минимальна за счет исключения сил трения на подвижной оправке, благодаря ее скольжению в пуансоне.

Поковка при подъеме ползуна вверх с пуансоном 1 и оправкой 2 остается в матрице за счет конической проточки в матрице и удаляется из матрицы с помощью выталкивателя (на фиг.1 не показан).

После второго нагрева полуфабрикат 6 штампуют во втором штампе (фиг.2) методом обжима верхней части (горловины) с одновременной раздачей нижней части с увеличением на сферическом нижнем пуансоне наружного диаметра не менее чем на 10%, при этом металл поковки прилегающей к нижнему пуансону быстро охлаждается, повышая устойчивость процесса обжима. При этом обжим верхней части полуфабриката с диаметра D1 до диаметра D4 осуществляет матрица 7, а раздачу нижней части с D3 до диаметра D5 ведет сферический нижний пуансон 8. При этом D5≥1,1D3·Smin≈S1.

При обжиме металл деформируется по схеме всестороннего неравномерного сжатия, что позволяет получить мелкозернистую структуру со значительным повышением механических характеристик.

На фиг.2 изображена схема штампа для обжима и раздачи полуфабриката:

6. Полуфабрикат

7. Матрица

8. Пуансон сферический нижний

9. Поковка

где: D4 - наружный диаметр обжатой части горловины

D5 - наружный диаметр поковки после раздачи.

Способ получения поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов, имеющих горловину и сферическую часть, включающий нагрев исходной трубной заготовки и ее деформирование, отличающийся тем, что в качестве исходной трубной заготовки используют стальную центробежнолитую или кованую трубу, которую нагревают до температуры 1150-1200°C и деформируют, при этом сначала осуществляют горячее прямое выдавливание в штампе, содержащем матрицу, пуансон и выполненную с возможностью скольжения в пуансоне оправку, с получением полуфабриката толщиной, которая меньше толщины исходной заготовки на 25-30% и равна толщине сферической части поковки полукорпуса шарового крана, а затем после нагрева полуфабриката осуществляют его штамповку во втором штампе со сферическим нижним пуансоном, при которой одновременно производят обжим и раздачу частей полуфабриката с получением, соответственно, горловины и сферической части поковки полукорпуса шарового крана, причем раздачу части полуфабриката производят с увеличением на упомянутом сферическом нижнем пуансоне наружного диаметра полуфабриката не менее чем на 10%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке металлов давлением, и может быть использовано в промышленности для получения крупногабаритных корпусов шаровых кранов.

Изобретение относится к кумулятивным зарядам, в частности к способам изготовления медных облицовок с микрокристаллической структурой. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении ковкой полых поковок для корпусов изделий типа шаровых кранов. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении облицовок кумулятивных зарядов. .

Изобретение относится к способу изготовления пустотелых цилиндроконических изделий с раструбом на одном торце. .
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в военной технике при изготовлении кумулятивных облицовок боевых частей. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к технологии штамповки, и может быть использовано при изготовлении осесимметричных деталей с конусообразным дном, работающих в условиях высоких рабочих давлений, в частности устройств, применяемых при нефтедобыче для повышения эксплуатационные характеристики нефтяных скважин. По способу изготовления заготовок полых осесимметричных деталей с конусообразным дном формируют мерную заготовку под осадку из прутка методом сдвига на штампе резки, производят предварительное и окончательное формование заготовки, предварительное формирование заготовки выполняют за один ход пресса с образованием нескольких неравномерных многоугольников в продольном осевом сечении, причем площадь многоугольников над зоной смыкания штампа больше площади многоугольников под ней, а при окончательном формировании заготовки внутренний угол конусной части выполняют равным 0,5-0,9 угла конической части матрицы, при этом формование ведут при повышенной температуре - на «горяче». Изобретение обеспечивает получение заданных свойств в донной части заготовок полых осесимметричных деталей с конусообразным дном, работающих под высоким давлением, с обеспечением требуемой макроструктуры и плотности материала дна и возможности повторного использования, а также технологичность изготовления в условиях массового производства. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх