Способ изготовления длинномерных полых изделий

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий типа корпусов гидро- и пневмоцилиндров, рубашек кристаллизаторов. Исходную заготовку устанавливают в контейнер на упор и располагают в отверстиях направляющей и рабочей втулок. Втулки соосно размещают в контейнере с образованием между их торцами полости. Обеспечивают выступание части исходной заготовки на конце, предназначенном для формообразования, над торцом рабочей втулки на величину, равную двум диаметрам заготовки. Указанный конец исходной заготовки размещают в отверстии направляющей втулки. Затем выступающую часть исходной заготовки под действием пуансона при неподвижной рабочей втулке высаживают и подвергают свободной прошивке. После этого рабочую втулку растормаживают и перемещают вдоль оси заготовки синхронно с перемещением пуансона. При этом металл исходной заготовки, освобождаемый от рабочей втулки, подвергают осадке и прошивке до момента образования между торцами пуансона и упора перемычки. Полученное изделие извлекают из контейнера под действием рабочей втулки. В результате обеспечивается снижение усилий деформирования, уменьшение разностенности изделия и увеличение его длины за один переход, а также получение мелкозернистой структуры металла изделия. 1 ил.

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении, преимущественно длинномерных, толстостенных полых изделий типа втулок, корпусов гидро- и пневмоцилиндров, гильз, рубашек кристаллизаторов, барабанов, пустотелых заготовок для дальнейшей обработки, например прокатки труб и др.

Известны способы изготовления длинномерных полых изделий, включающие использование исходной заготовки, изготовленной путем, например, литья, ковки, отрезанной от профиля, полученного прокаткой или на установках непрерывной разливки стали, которую далее нагревают до ковочных температур, устанавливают в контейнере пресса, распрессовывают и подвергают под действием пуансона прошивке или обратному выдавливанию на горизонтальных или вертикальных гидравлических прессах, при этом диаметр (диагональ) поперечного сечения заготовки принимают примерно равным диаметру контейнера пресса, с учетом величины зазора, обеспечивающего возможность установки заготовки в контейнере.

Недостатками традиционных способов изготовления вышеупомянутых пустотелых изделий являются значительные усилия, необходимые для распрессовки и последующей прошивки или выдавливания заготовки, являющиеся одной из основных причин большой разностенности и ограниченности длин и диаметров изготавливаемых изделий, что приводит также к снижению производительности, качества и коэффициента использования металла.

Известны работы [1], [2] и др., в которых описываются результаты исследований процессов прессования толстостенных трубных заготовок обратным методом, направленные в основном на снижение разностенности трубных изделий. Известен Патент РФ [3], применение которого, по убеждению авторов, позволяет значительно повысить точность прессованной трубной заготовки путем применения подвижной конструкции, обеспечивающей необходимую точность настройки инструмента в начальный момент прессования, определяющий величину отклонения пуансона от оси в процессе дальнейшего прессования (Прототип). Недостатком предложенного процесса является то, что его применение решает проблему точности стенок только для сравнительно коротких труб. При прессовании длинных труб из-за высокого давления и разогрева устойчивость пуансона может быть нарушена, кроме того, для центровки необходима операция расспрессовки заготовки в контейнере, которая требует больших усилий и влияет на производительность изготовления изделий.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение усилий деформирования и прошивки заготовки, уменьшение разностенности, увеличение длины получаемого изделия за один переход, получение мелкозернистой структуры, повышение производительности и ресурсосбережение.

Поставленная задача решается применением исходной заготовки диаметром, меньшим диаметра заготовки, применяемой в традиционных способах прошивки, исключением операции распрессовки перед прошивкой, использованием направляющей и рабочей втулок, изменением схем напряженного состояния при прошивке.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем: используют исходную заготовку диаметром, меньшим диаметра контейнера по меньшей мере на величину, равную двум толщинам стенки полого изделия, исходную заготовку устанавливают в контейнер на упор и располагают в отверстиях направляющей и рабочей втулок, которые соосно размещают в контейнере с образованием между их торцами полости высотой, равной диаметру исходной заготовки, при этом обеспечивают выступание части исходной заготовки на конце, предназначенном для формообразования, над торцом рабочей втулки на величину, равную двум диаметрам заготовки, и размещение указанного конца исходной заготовки в отверстии направляющей втулки, затем выступающую часть исходной заготовки под действием пуансона при неподвижной рабочей втулке высаживают и подвергают свободной прошивке, после чего рабочую втулку растормаживают и перемещают вдоль оси заготовки синхронно с перемещением пуансона, при этом металл исходной заготовки, освобождаемый от рабочей втулки, подвергают осадке и прошивке до момента образования между торцами пуансона и упора перемычки, после чего полученное изделие извлекают из контейнера под действием рабочей втулки.

В первоначальный момент высадки металла из отверстия направляющей втулки в полость между торцами втулок усилие деформирования, по сравнению с традиционным, незначительно, что обусловлено малым диаметром заготовки и схемой свободной осадки части заготовки в полости, при этом устойчивость пуансона и конца заготовки обеспечивается защемлением конца заготовки в отверстии направляющей втулки. При дальнейшем внедрении пуансона в осаживаемый металл происходит свободная прошивка металла, находящегося в полости, усилие которой, по сравнению с закрытой прошивкой, применяемой в традиционных способах, также невелико. Сравнительно небольшие усилия и центровка пуансона в начальной стадии деформирования способствуют уменьшению разностенности изделия и повышению стойкости рабочих элементов инструмента.

На следующем этапе формообразования изделия при перемещении рабочей втулки вдоль заготовки освобождаются очередные части заготовки для деформирования металла по схеме прошивки-раздачи, усилия деформирования при которой значительно меньше, чем, например, при обратном выдавливании или при закрытой прошивке.

Отличительной положительной характеристикой предлагаемого способа является изменение направлений течения металла в процессе деформирования (вдоль оси в направлении движения пуансона, в боковом в полость между втулками, и в направлении, противоположном движению пуансона), что способствует измельчению зерен. Преобладание растягивающих напряжений в каждом этапе процесса формообразования приводит к снижению усилий деформирования, разностенности, повышению стойкости инструмента. Осуществление процесса прошивки за один переход обеспечивает повышение производительности и энергосбережение. Применение предлагаемого способа позволяет также увеличить сортамент изготовляемых пустотелых изделий за счет увеличения их длин и расширить гамму применяемого прессового оборудования.

В целях повышения эффективности использования предлагаемого способа целесообразно использовать, в качестве исходной заготовки, пустотелую заготовку, отрезанную от литой трубной заготовки, толстостенного трубного проката или сплошного проката с выполненным в нем, например путем высверливания, отверстием.

Этапы осуществления предложенного способа показаны в разрезе на фиг. 1. На левой стороне фиг. 1 показан начальный этап деформирования заготовки 1 (показана пунктиром), установленной на опоре 2, при котором под действием пуансона 3, при зафиксированных втулках - направляющей 4 и рабочей 5, производят вначале высадку металла конца заготовки в полость между торцами втулок 4, 5, а затем его прошивку (левая часть фиг. 1), после окончания которой перемещают рабочую втулку 5 синхронно с движением пуансона 3 до получения готового изделия. Удаляют изделие под действием рабочей втулки при обратном ходе пресса.

Осуществимость предлагаемого способа проверена экспериментально при прошивке медной заготовки диаметром 35 мм. Изготовлены цилиндры диаметром 50 мм, длиной 156 мм, толщиной стенки 9 мм.

Источники информации

1. Шевакин Ю.Ф. и др. Прессование тяжелых цветных металлов и сплавов. М. Металлургия, 1987 г., 246 с.

2. Клейнбуг И.П. и др. Инструментальная оснастка для прессования толстостенной трубной заготовки. Заготовительные производства в машиностроении. Журнал №1, 2014 г., с. 46.

3. Патент 2252093 РФ, Бюллетень №14. 2005 г.

Способ изготовления длинномерных толстостенных полых изделий, включающий отрезку металлической заготовки и ее прошивку в нагретом состоянии в контейнере под действием пуансона, отличающийся тем, что используют исходную заготовку диаметром, меньшим диаметра контейнера, по меньшей мере на величину, равную двум толщинам стенки полого изделия, исходную заготовку устанавливают в контейнер на упор и располагают в отверстиях направляющей и рабочей втулок, которые соосно размещают в контейнере с образованием между их торцами полости высотой, равной диаметру исходной заготовки, при этом обеспечивают выступание части исходной заготовки на конце, предназначенном для формообразования, над торцом рабочей втулки на величину, равную двум диаметрам заготовки, и размещение указанного конца исходной заготовки в отверстии направляющей втулки, затем выступающую часть исходной заготовки под действием пуансона при неподвижной рабочей втулке высаживают и подвергают свободной прошивке, после чего рабочую втулку растормаживают и перемещают вдоль оси заготовки синхронно с перемещением пуансона, при этом металл исходной заготовки, освобождаемый от рабочей втулки, подвергают осадке и прошивке до момента образования между торцами пуансона и упора перемычки, после чего полученное изделие извлекают из контейнера под действием рабочей втулки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении заготовки корпуса снаряда, имеющей форму стакана. В металлообрабатывающем центре от прутка отделяют мерную штучную заготовку и формируют на ее торце зацентровку.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стволов с нарезными и гладкими направляющими частями. Из исходной заготовки механической обработкой получают заготовку-трубу.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стволов с нарезной или гладкой направляющей частью. Из исходной заготовки путем термообработки и предварительной механической обработки получают заготовку-трубу с передней заходной частью и задней поводковой частью в виде цилиндра.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении гладких и нарезных стволов. Исходную заготовку после термообработки подвергают механической обработке по наружной поверхности.

Изобретение относится к области обработки металлов и может использоваться для изготовления стволов с нарезными и гладкими направляющими частями. Из исходной заготовки получают заготовку-трубу с заходной частью в виде наружной технологической фаски.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стволов с нарезными направляющими частями. Из исходной заготовки путем механической обработки получают заготовку-трубу.
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении пулеметных стволов с нарезной направляющей частью. Исходную заготовку подвергают термической и механической обработке с образованием заготовки-трубы с заходной и поводковой частями на концах.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении нарезных стволов стрелкового оружия. Исходную заготовку подвергают механической обработке, а затем - упрочняющей термообработке.

Изобретения относятся к обработке металлов давлением и могут быть использованы при изготовлении оружейных стволов калибра 5,45-30 мм. Из исходной заготовки путем ее термообработки и механической обработки получают заготовку-трубу.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении оружейных стволов калибра 5,45-30 мм. .

Изобретение относится к специальному производству оболочек с насечками на внутренней поверхности с образованием сетки рифлей. Сетку рифлей изготавливают с фасками под углом 120° относительно вершины рифля, редуцирование осуществляют с переменной толщиной стенки по высоте оболочки с углом конусности γ=arctg0,5(dнб-dнм)/L, где dнб и dнм - наибольший и наименьший диаметры спирального выступа, мм; L – длина оболочки, в осевом направлении, мм. В конце каждого редуцирования выполняют осевое перемещение заготовки без ее проворота относительно рабочей вставки на величину 0,1-0,2 глубины рифля, а затем свинчивают заготовку. В устройстве толкатель выполнен с глухой полостью. В полости толкателя зафиксированы шпильками пружина и инструментальный стержень с возможностью осевого перемещения, между торцами толкателя и рабочей вставки имеется конструктивно рассчитываемый зазор hoc, форма поверхности спиральных выступов в поперечном сечении рабочей вставки выполнена с углом при вершине 60° высотой 0,8 от глубины рифля, переходящей в поверхность с углом конусности 120° и общей высотой спирального выступа, равной 1,25-1,3 от глубины рифля. Рабочая боковая поверхность рабочей вставки выполнена конусной с углом конусности γ. Изобретение позволяет повысить качество получения сетки ромбических рифлей на внутренней поверхности оболочки без образования заусенцев при свинчивании и снизить трудоемкость процесса. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении кольцевого формованного тела. Заготовку из сплава на основе Ni, Co или Fe подвергают ковке с получением тела дискообразной формы. Формованием в данном теле сквозного отверстия получают кольцевое промежуточное тело, которое затем раскатывают. Ковка включает по меньшей мере два этапа горячей ковки. Каждый из этапов выполняют при соблюдении скорости деформации не более 0,5 с-1. Абсолютное значение εθ1 деформации кованого тела в окружном направлении составляет по меньшей мере 0,3. Абсолютное значение εh деформации кованого тела в направлении высоты составляет по меньшей мере 0,3. При этом соотношение εh/εθ1 между абсолютными значениями деформации составляет 0,4-2,5. В результате обеспечивается возможность изготовления кольцевого формованного тела, имеющего тонкую кристаллическую однородную структуру. 7 з.п.ф-лы, 9 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении осколочных оболочек боеприпасов. На внутренней поверхности трубчатой заготовки с дном формируют многозаходные спиральные рифли противоположного направления, образующие сетку выступов ромбической формы. Формирование производят за две последовательные операции редуцирования протяжкой. Первую операцию осуществляют с использованием центрального стержня с инструментальными спиральными выступами, угол наклона которых составляет 32-33°. На второй операции используют центральный стержень с углом наклона инструментальных спиральных выступов, составляющим 30-31°. Съем обработанной трубчатой заготовки осуществляют вывинчиванием из нее центрального стержня при торможении заготовки на кольцевом съемнике. Съемник выполнен в виде перемещаемых в радиальном направлении полуколец. Диаметр колец при смыкании меньше наружного диаметра обработанной заготовки. Съемник располагают под матрицей. В результате обеспечивается повышение точности полученных изделий. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий типа корпусов гидро- и пневмоцилиндров, рубашек кристаллизаторов. Исходную заготовку устанавливают в контейнер на упор и располагают в отверстиях направляющей и рабочей втулок. Втулки соосно размещают в контейнере с образованием между их торцами полости. Обеспечивают выступание части исходной заготовки на конце, предназначенном для формообразования, над торцом рабочей втулки на величину, равную двум диаметрам заготовки. Указанный конец исходной заготовки размещают в отверстии направляющей втулки. Затем выступающую часть исходной заготовки под действием пуансона при неподвижной рабочей втулке высаживают и подвергают свободной прошивке. После этого рабочую втулку растормаживают и перемещают вдоль оси заготовки синхронно с перемещением пуансона. При этом металл исходной заготовки, освобождаемый от рабочей втулки, подвергают осадке и прошивке до момента образования между торцами пуансона и упора перемычки. Полученное изделие извлекают из контейнера под действием рабочей втулки. В результате обеспечивается снижение усилий деформирования, уменьшение разностенности изделия и увеличение его длины за один переход, а также получение мелкозернистой структуры металла изделия. 1 ил.

Наверх