RU2113302C1

RU2113302C1 - Method for manufacturing thick-walled tubes with intricate internal profile by drawing and device for its embodiment

Info

Publication number: RU2113302C1
Application number: RU96117233A
Authority: RU
Inventors: А.Т. Гайворонский; А.А. Гайворонский
Original assignee: Институт прикладной механики Уральского отделения РАН
Priority date: 1996-08-26
Filing date: 1996-08-26
Publication date: 1998-06-20

Abstract

FIELD: plastic metal working, in particular, methods and devices for drawing of thick-walled tubes with intricate internal profile. SUBSTANCE: method includes feed of tube billet together with stepped die insert to conical die and deformation of billet on die insert with fixing of die insert rear end. Use is made of billet with taper angle of entering part smaller than tie taper angle by 1-10 deg to ensure continuous increase of deformation degree of reduction, backing up of billet rear end, and stepped die insert with thread on the step of small diameter for formation of thread on billet internal surface whose runout provides for rotation and self-centering. In this case, at the end of formation of thread on tube internal surface, die is moved relative to die insert through a preset value. The device for embodiment of the offered method has drive of limited motion of die and piston mechanism for moving of die insert installed spring-loaded in rod with its shank placed on bearings and with limiter of axial motion. Located between line of feed of mechanism for provision of pulling force and line of feed of mechanism of backing up of billet from rear end is converter. EFFECT: increased degree of reduction, extended process potentialities, improved process stability and higher quality of articles. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам и устройствам для получения толстостенных труб сложного внутреннего профиля волочением. The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to methods and devices for producing thick-walled pipes of complex internal profile by drawing.

Известен способ прессования полых изделий, реализуемый в устройстве [1], содержащем основание, контейнер, матрицу, оправку с приводом осевого перемещения, шибер. Его недостатком является невысокая производительность из-за необходимости раздельного управления плунжером, приводом оправки и шибером. A known method of pressing hollow products, implemented in the device [1], containing the base, container, matrix, mandrel with axial displacement drive, gate. Its disadvantage is low productivity due to the need for separate control of the plunger, mandrel drive and gate.

Известен способ для деформации труб [2] с внутренней ступенчатой поверхностью, при котором трубную заготовку подают в конусную матрицу и деформируют на ступенчатой, фиксируемой с заднего конца оправке. A known method for the deformation of pipes [2] with an inner stepped surface, in which the tubular billet is fed into a conical matrix and deformed on a stepped, fixed from the rear end of the mandrel.

Известно также устройство для деформации труб [3], содержащее корпус, матрицу, оправку, тянущий механизм в виде приводного в осевом направлении штока. A device for pipe deformation [3] is also known, comprising a housing, a matrix, a mandrel, a pulling mechanism in the form of an axial drive rod.

Недостатком способа и устройства является невысокая степень сжатия и ограниченные технологические возможности получения стволов. The disadvantage of this method and device is the low compression ratio and limited technological capabilities for producing trunks.

Задача изобретения - увеличение степени обжатия и расширение технологических возможностей, улучшение стабильности процесса, повышение качества. The objective of the invention is to increase the degree of compression and expansion of technological capabilities, improving process stability, improving quality.

Задача решается тем, что в способе получения толстостенных труб сложного внутреннего профиля волочением, включающем подачу трубной заготовки с оправкой в матрицу и деформацию ее в конусной матрице на ступенчатой, фиксируемой с заднего конца заготовки оправке, используют заготовку с углом конусности заходной части на 1 - 10^o меньше конусности матрицы, обеспечивающим постоянное повышение степени деформации, подпор с заднего конца заготовки упором отдельного привода, связанного с усилием тяжения штока механизма волочения через регулируемый преобразователь (редуктор, мультипликатор и т.п.), и ступенчатую оправку с нарезкой на ступени меньшего диаметра, при сбеге с которой заготовки создают возможность вращения и самоцентрирования, при этом в конце процесса формирования нарезов на внутренней поверхности заготовки матрицу перемещают относительно оправки на заданную величину.The problem is solved in that in a method for producing thick-walled pipes of a complex internal profile by drawing, which includes feeding a tube billet with a mandrel to the die and deforming it in a cone matrix on a step-shaped mandrel fixed from the rear end of the workpiece, use a billet with a lead-in angle of 1-10 ^o less than the conicity of the matrix, providing a constant increase in the degree of deformation, the rear end backwater workpiece abutment separate drive associated with stringing rod drawing force through adjustable mechanism the first transducer (gearbox, multiplier, etc.), and a step mandrel with cutting into steps of a smaller diameter, upon escape from which the workpieces create the possibility of rotation and self-centering, while at the end of the process of forming grooves on the inner surface of the workpiece, the matrix is moved relative to the mandrel by set value.

Задача решается тем, что устройство получения толстостенных труб сложного внутреннего профиля волочением, например, канала ствола, содержит механизмы протягивания заготовки через матрицу, введения в нее соосно оправки, согласно изобретению оно снабжено приводом ограниченного перемещения матрицы, механизмом подпора заготовки с заднего конца и поршневым механизмом перемещения оправки, которая установлена в штоке хвостовиком на подшипниках, подпружиненно и с ограничителем осевого перемещения, размещен преобразователь (регулируемый редуктор или мультипликатор) между линией питания механизма создания усилия тяжения и линией питания механизма подпора заготовки с заднего конца. The problem is solved in that the device for producing thick-walled pipes of complex internal profile by drawing, for example, the bore, contains mechanisms for pulling the workpiece through the matrix, introducing a coaxial mandrel into it, according to the invention it is equipped with a drive of limited movement of the matrix, a mechanism for supporting the workpiece from the rear end and a piston mechanism the displacement of the mandrel, which is installed in the rod by the shank on the bearings, spring-loaded and with an axial displacement limiter, a converter (adjustable a reducer or a multiplier) between the power line of the mechanism for creating traction forces and the power line of the backwater support mechanism of the workpiece.

Предложенная совокупность признаков способа и устройства позволяет увеличить степень обжатия, расширить технологические возможности, улучшить стабильность процесса, повысить качество изделий. The proposed set of features of the method and device allows to increase the degree of compression, expand technological capabilities, improve process stability, improve product quality.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показано устройство для получения толстостенных труб сложного внутреннего профиля волочением, например, канала ствола. The invention is illustrated by the drawing, which shows a device for producing thick-walled pipes with a complex internal profile by drawing, for example, a bore.

Способ получения толстостенных труб сложного внутреннего профиля волочением осуществляется следующим способом. The method of obtaining thick-walled pipes of complex internal profile by drawing is carried out in the following way.

Цилиндрическую заготовку с конусной заходной частью вставляют в конусную матрицу, подпирают с заднего конца и протягивают через нее на ступенчатой оправке с нарезкой на ступени меньшего диаметра, формирующей внутренний диаметр. A cylindrical billet with a conical inlet is inserted into the conical matrix, propped up from the rear end and pulled through it on a stepped mandrel with a thread in the steps of a smaller diameter, forming an inner diameter.

При трогании волочение производят с постоянным повышением степени деформации и нагрузки на оправку, которую жестко устанавливают с заднего конца заготовки с возможностью осевого вращения от усилия, возникающего при сбеге заготовки с оправки и возможностью самоцентрирования за счет упругости хвостовика, и подпором заднего конца заготовки упором отдельного привода давлением, связанным с усилием тяжения штока механизма волочения через регулируемый преобразователь. When pulling, drawing is carried out with a constant increase in the degree of deformation and the load on the mandrel, which is rigidly installed from the rear end of the workpiece with the possibility of axial rotation from the force arising when the workpiece escapes from the mandrel and the possibility of self-centering due to the elasticity of the shank, and the back end of the workpiece is supported by a separate drive pressure associated with the pull force of the rod of the drawing mechanism through an adjustable transducer.

Устройство содержит тянущий механизм 1 со штоком 2, который имеет захваты для крепления заготовки 3, матрицу 4 с механизмами ее перемещения 5, оправку 6, закрепленную в подшипниковых опорах 7, механизм перемещения оправки 8 и его шток 9, в котором закреплена оправка 6, механизм подпора заготовки 10 со штоками 11 и коромыслом 12, питаемый, например, через преобразователь, представляющий собой регулируемый редуктор 13 или мультипликатор. The device comprises a pulling mechanism 1 with a rod 2, which has grips for attaching the workpiece 3, a matrix 4 with mechanisms for its movement 5, a mandrel 6 fixed in the bearing bearings 7, a mechanism for moving the mandrel 8 and its rod 9, in which the mandrel 6 is fixed, the mechanism the support of the workpiece 10 with rods 11 and the rocker 12, fed, for example, through a Converter, which is an adjustable gear 13 or a multiplier.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Заготовку 3 устанавливают в матрицу 4, ее передний конец - в захват штока 2 тянущего механизма 1, задний конец - в коромысло 12 штоков 11 механизма подпора 10, оправку 6 размещают во внутренней полости заготовки 3, через гидроцилиндр 1 включается подача штока 2 тянущего механизма 1, а через регулируемый редуктор 13 включается подача упоров 11, на оправке 6 через матрицу 4 формируется дульная фаска, внутренний профиль ствола, при трогании волочение производится с постоянным повышением степени деформации и нагрузки на оправку, с понижением диаметра конической части заготовки, входящей в матрицу. При этом оправка претерпевает осевое вращение при сбеге заготовки с нарезов оправки. В конце процесса формирования нарезов матрица 4 перемещается устройством 5 относительно оправки 6 и за счет этого формируется патронник, дульное сужение формируется при помощи осевого люфта оправки при ее захвате заготовкой в самом начале волочения. В конце процесса тянущий механизм снимает остаток ствола с оправки 6. Оправку и упор отдельного привода отводят в верхнее положение, извлекают готовую деталь. Устройство готово для следующего цикла. The workpiece 3 is installed in the matrix 4, its front end - in the grip of the rod 2 of the pulling mechanism 1, the rear end - in the rocker 12 of the rods 11 of the back-up mechanism 10, the mandrel 6 is placed in the inner cavity of the workpiece 3, through the hydraulic cylinder 1 the rod 2 of the pulling mechanism 1 is turned on and through the adjustable gear 13 the feed of the stops 11 is turned on, a muzzle chamfer, an internal profile of the barrel are formed on the mandrel 6 through the matrix 4, when pulling, drawing is carried out with a constant increase in the degree of deformation and load on the mandrel, with a decrease in the diameter of the horse eskoy portion of the workpiece entering the die. In this case, the mandrel undergoes axial rotation when the workpiece escapes from the grooves of the mandrel. At the end of the rifling process, the matrix 4 is moved by the device 5 relative to the mandrel 6 and due to this, a chamber is formed, the muzzle narrowing is formed by the axial play of the mandrel when it is captured by the workpiece at the very beginning of the drawing. At the end of the process, the pulling mechanism removes the remainder of the barrel from the mandrel 6. The mandrel and emphasis of a separate drive are withdrawn to the upper position, the finished part is removed. The device is ready for the next cycle.

Предложенные устройство и способ, реализуемый на этом устройстве, позволяют создать дульную фаску, дульное сужение, нарезы ствола, патронник за один проход при перемещении заготовки относительно оправки. За счет постепенного повышения степени деформации стабилизируется процесс протяжки, так как отсутствуют ударные нагрузки на заготовку, подпор с заднего конца позволяет совместить возможности волочения и прессования, что расширяет технологические возможности за счет повышения общей степени деформации за один проход, жесткого захвата и стабилизации заднего конца заготовки, ее центровки и исключения ее изгиба в деформируемой части, т.е. повышения качества. The proposed device and method, implemented on this device, allow you to create a muzzle facet, muzzle narrowing, barrel rifling, a chamber in one pass when moving the workpiece relative to the mandrel. Due to the gradual increase in the degree of deformation, the broaching process is stabilized, since there are no shock loads on the workpiece, support from the rear end allows you to combine drawing and pressing capabilities, which extends technological capabilities by increasing the overall degree of deformation in one pass, rigid grip and stabilization of the rear end of the workpiece , its alignment and exclusion of its bending in the deformable part, i.e. quality improvement.

Claims

1. The method of obtaining thick-walled pipes with a complex internal profile by drawing, including feeding a pipe billet with a stepped mandrel into the cone matrix and deformation of the workpiece on the mandrel with fixation from the rear end of the mandrel, characterized in that they use a workpiece with a taper angle of the lead-in by 1 - 10 ^o less taper of the matrix, providing a constant increase in the degree of deformation, support from the rear end of the workpiece and a stepped mandrel with cutting into steps of a smaller diameter to form grooves on the inner surface the workpiece, during the run of which the mandrel creates the possibility of rotation and self-centering, while at the end of the process of forming rifling on the inner surface of the workpiece, the matrix is moved relative to the mandrel by a predetermined amount.

2. A device for producing thick-walled pipes of a complex internal profile by drawing, comprising a mechanism for coaxially introducing the mandrel into the workpiece and pulling the workpiece through the die, characterized in that it is equipped with a workpiece back-up mechanism from the rear end, a matrix limited movement drive and a mandrel moving piston mechanism, the mandrel is installed in the rod with a shank on bearings, spring-loaded and with an axial displacement limiter, and between the power line of the mechanism for creating the force of traction and the power line The mechanisms backwater preform is placed with the rear end adjustment multiplier or reducer.