RU2131787C1 - Method for making thin-wall axially symmetrical vessels - Google Patents

Method for making thin-wall axially symmetrical vessels Download PDF

Info

Publication number
RU2131787C1
RU2131787C1 RU98101997A RU98101997A RU2131787C1 RU 2131787 C1 RU2131787 C1 RU 2131787C1 RU 98101997 A RU98101997 A RU 98101997A RU 98101997 A RU98101997 A RU 98101997A RU 2131787 C1 RU2131787 C1 RU 2131787C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vessel
flat sheet
cylindrical part
cylindrical
prefabricated
Prior art date
Application number
RU98101997A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Голуб
В.Г. Егоров
Ю.А. Невструев
Н.Д. Захарченко
Original Assignee
Егоров Владислав Геннадьевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Егоров Владислав Геннадьевич filed Critical Егоров Владислав Геннадьевич
Priority to RU98101997A priority Critical patent/RU2131787C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2131787C1 publication Critical patent/RU2131787C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: plastic metal working, namely processes of forming and rotary drawing of envelope-type superthin-wall parts in the form of bodies of revolution. SUBSTANCE: method comprises steps of blanking flat sheet blanks, twisting flat sheet blank for receiving cylindrical portion of semifinished product and welding its lengthwise edges, shaping bottom portion of semifinished product, welding bottom and cylindrical portions of semifinished product, expanding lengthwise welded seam. Bottom and cylindrical portions of semifinished product are welded by annular seam. Then cylindrical portion is subjected to rotary drawing, and simultaneously annular and lengthwise seams are expanded. Length L and width M of flat sheet blank used for twisting are calculated according to predetermined relations. EFFECT: enhanced quality of products due to uniform plastic deformation of blank. 7 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам штамповки и ротационной вытяжки оболочковых особотонкостенных деталей, имеющих форму тел вращения. The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to methods of stamping and rotational drawing of shell particularly thin-walled parts having the form of bodies of revolution.

Известен способ изготовления тонкостенных осесимметричных сосудов, включающий вырубку плоской листовой заготовки и последующее ее формоизменение штамповкой с последующей ротационной вытяжкой полуфабриката с утонением стенки (а.с. 1581416 A1, B 21 D 22/00, 1988, авт. В.В. Смирнов, И.И. Бейлин, Р.С. Бердов, прототип). A known method of manufacturing thin-walled axisymmetric vessels, including the cutting of a flat sheet billet and its subsequent shaping by stamping, followed by rotational extraction of the semi-finished product with thinning of the wall (AS 1581416 A1, B 21 D 22/00, 1988, author V.V. Smirnov, I.I. Beilin, R.S. Berdov, prototype).

В известном способе после формоизменения вырубленной листовой заготовки штамповкой цилиндрического полого полуфабриката с дном, ротационной вытяжки его донной части на усеченный конус с утонением стенок предусмотрена операция переформовки донной части штамповкой с целью набора толщины материала перед финишной операцией - ротационной вытяжкой с утонением стенок полуфабриката. В результате уменьшается разностенность на конусном участке. Повышается точность по толщине стенки. In the known method, after forming the cut-out sheet blank by stamping a cylindrical hollow prefabricated product with a bottom, rotational drawing of its bottom part into a truncated cone with thinning of the walls, an operation of reshaping the bottom part by stamping is provided in order to set the thickness of the material before the finishing operation — rotational drawing with thinning of the prefabricated walls. As a result, the difference in the cone section decreases. Increases accuracy in wall thickness.

Недостатки: многопереходность процесса, обилие промежуточных операций приводит к разрушению оболочки вследствие недостаточной пластичности, образованию чешуйчатой поверхности и закатам материала деформирующим элементом. В итоге поверхность сосуда содержит множество углублений, микронеровностей, что способствует образованию застойных зон при эксплуатации сосудов в перерабатывающих отраслях промышленности, при очистке воды и пищевых жидкостей. Например, при переработке молока в застойных зонах скапливаются бактерии, что способствует его преждевременному прокисанию. Disadvantages: multi-transition process, the abundance of intermediate operations leads to the destruction of the shell due to insufficient plasticity, the formation of a scaly surface and the material drops by a deforming element. As a result, the surface of the vessel contains many recesses, microroughnesses, which contributes to the formation of stagnant zones during the operation of vessels in the processing industries, when treating water and food liquids. For example, during the processing of milk, bacteria accumulate in stagnant zones, which contributes to its premature souring.

Ближайшим аналогом по технической сущности и наибольшему количеству существенных признаков, сходных с заявленным способом, является способ изготовления тонкостенных осесимметричных сосудов, включающий вырубку плоских листовых заготовок, получение цилиндрической части полуфабриката сосуда сверткой плоской листовой заготовки и сваркой продольных кромок, формоизменение донной части полуфабриката сосуда, сварку донной и цилиндрической части полуфабриката сосуда, раскатку продольного сварного шва (см. FR 2583317, B 21 D 51/26, 19.12.86). The closest analogue in technical essence and the greatest number of essential features similar to the claimed method is a method of manufacturing thin-walled axisymmetric vessels, including cutting flat sheet blanks, obtaining a cylindrical part of a prefabricated vessel by convolution of a flat sheet preform and welding longitudinal edges, shaping the bottom of the prefabricated vessel, welding the bottom and cylindrical parts of the semi-finished vessel, rolling the longitudinal weld (see FR 2583317, B 21 D 51/26, 12.19.86).

Недостатки: образование углублений и микронеровностей на внутренней поверхности сосуда, что также понижает их эксплуатационные свойства. Disadvantages: the formation of recesses and microroughnesses on the inner surface of the vessel, which also reduces their operational properties.

Технический результат: получение качественных изделий за счет повышения равномерности пластической деформации. Effect: obtaining high-quality products by increasing the uniformity of plastic deformation.

Технический результат достигается за счет того, что в известном способе, включающем вырубку плоских листовых заготовок, формоизменение их штамповкой с последующей ротационной вытяжкой полуфабриката с утонением стенки, фомоизменение цилиндрической и донной части полуфабриката сосуда производят раздельно, а цилиндрическую часть полуфабриката сосуда получают сверткой плоской листовой заготовки и сваркой продольных кромок, сваривают их кольцевым швом и производят ротационную вытяжку цилиндрической части сосуда, одновременно раскатывая кольцевой и продольный сварные швы, причем ширину M и l плоской листовой заготовки для свертки определяют по следующей зависимости:
M = π[Dвн+2ξ+s],
где Dвн - внутренний диаметр цилиндрической части сосуда, мм;
s - толщина плоской листовой заготовки, мм;
ξ = 0,15 - 0,2 мм;

Figure 00000002

где D - наружный диаметр цилиндрической части сосуда, мм;
h - длина цилиндрического участка донной части полуфабриката сосуда, мм;
L - длина цилиндрической части сосуда, мм;
t - толщина стенки цилиндрической части сосуда, мм%;
ξ = 0,15 - 0,2 мм;
Δ - припуск на торцовку полуфабриката сосуда ( Δ = 30 мм).The technical result is achieved due to the fact that in the known method, including cutting flat sheet blanks, shaping them by stamping, followed by rotational drawing of the semi-finished product with thinning of the wall, shaping the cylindrical and bottom part of the semi-finished vessel is done separately, and the cylindrical part of the semi-finished vessel is obtained by convolution of the flat sheet and welding the longitudinal edges, weld them with an annular seam and produce a rotational extraction of the cylindrical part of the vessel, while rolling ring and longitudinal welds, and the width M and l of a flat sheet blank for convolution is determined by the following relationship:
M = π [D int + 2ξ + s],
where D VN is the inner diameter of the cylindrical part of the vessel, mm;
s is the thickness of the flat sheet stock, mm;
ξ = 0.15 - 0.2 mm;
Figure 00000002

where D is the outer diameter of the cylindrical part of the vessel, mm;
h is the length of the cylindrical section of the bottom of the semi-finished vessel, mm;
L is the length of the cylindrical part of the vessel, mm;
t is the wall thickness of the cylindrical part of the vessel, mm%;
ξ = 0.15 - 0.2 mm;
Δ - allowance for trimming the semi-finished vessel (Δ = 30 mm).

Раздельное формоизменение цилиндрической и донной части полуфабриката сосуда позволяет существенно повысить ресурс пластичности материала сосуда за счет снижения количества технологических переходов и промежуточных отжигов. В результате после сборки частей полуфабриката сосуда кольцевым сварным швом достигают необходимого качества поверхности путем последующей ротационной вытяжки цилиндрической части сосуда с утонением стенки, в ходе которой одновременно раскатываются за один технологический переход и кольцевой, и продольный сварные швы. При этом величина параметра ξ , входящего в заявляемую зависимость, должна составлять от 0,15 до 0,2 мм в зависимости от диаметра раскатываемой цилиндрической части сосуда и применяемого сплава. Если ξ < 0,15 мм, то возникают трудности при съеме сосуда с оправки после раскатки. При ξ > 0,2 имеет место гофрообразование в ходе ротационной вытяжки. Separate shaping of the cylindrical and bottom of the semi-finished vessel allows you to significantly increase the plasticity resource of the vessel material by reducing the number of technological transitions and intermediate annealing. As a result, after assembling the parts of the semi-finished vessel with an annular weld, the required surface quality is achieved by subsequent rotational drawing of the cylindrical part of the vessel with thinning of the wall, during which both the annular and longitudinal welds are rolled out in one technological transition. In this case, the value of the parameter ξ included in the claimed dependence should be from 0.15 to 0.2 mm, depending on the diameter of the rolled cylindrical part of the vessel and the alloy used. If ξ <0.15 mm, then difficulties arise when removing the vessel from the mandrel after rolling. For ξ> 0.2, corrugation occurs during rotational drawing.

Микроструктура сварных швов и околошовных зон становится после раскатки идентичной основному металлу, исключается образование дефектов, характерных для многопереходной вытяжки, за чет снижения суммарной относительной деформации по толщине стенки. Тем самым исключается возможность коррозии и образования застойных зон. При этом сварные швы уже не являются концентраторами напряжений при забросах давления рабочей среды и повышается циклическая долговечность изделий. The microstructure of the welds and heat-affected zones becomes identical to the base metal after rolling, eliminating the formation of defects characteristic of multi-junction drawing, due to the decrease in the total relative deformation along the wall thickness. This eliminates the possibility of corrosion and the formation of stagnant zones. At the same time, welds are no longer stress concentrators when pressure drops of the working medium and the cyclic durability of the products increases.

На фиг. 1 показана плоская листовая заготовка для свертки цилиндрической части полуфабриката. In FIG. 1 shows a flat sheet blank for convolution of a cylindrical part of a semi-finished product.

На фиг. 2 - плоская листовая заготовка для штамповки донной части полуфабриката сосуда. In FIG. 2 - a flat sheet blank for stamping the bottom of the semi-finished vessel.

На фиг. 3 - свертка плоской листовой заготовки. In FIG. 3 - convolution of a flat sheet blank.

На фиг. 4 - сварка продольного шва. In FIG. 4 - welding of a longitudinal seam.

На фиг. 5 - донная часть полуфабриката сосуда. In FIG. 5 - bottom of the semi-finished vessel.

На фиг. 6 - полуфабрикат сосуда в сборе. In FIG. 6 - prefabricated vessel assembly.

На фиг. 7 - ротационная вытяжка цилиндрической части сосуда с одновременной раскаткой кольцевого и продольного сварных швов. In FIG. 7 - rotational hood of the cylindrical part of the vessel with simultaneous rolling of the annular and longitudinal welds.

Вырубают плоские листовые заготовки 1 и 2. Плоскую листовую заготовку 1 размером М • 1 свертывают на листогибочной машине в цилиндрическую часть 3 полуфабриката сосуда 4 и сваривают продольные кромки 5, 6. Из плоской листовой заготовки 2 штампуют донную часть 7 полуфабриката сосуда 4. Осуществляют сборку цилиндрической части 3 полуфабриката сосуда 4 с донной частью 7 полуфабриката сосуда 4 сваркой кольцевого шва 8. Полученный полуфабрикат сосуда 4 устанавливают на оправку 9 и формоизменяют ротационной вытяжкой шариками 10 с утонением стенки цилиндрическую часть сосуда 11, одновременно раскатывая кольцевой 8 и продольный 12 сварные швы. Flat sheet blanks 1 and 2 are cut down. A flat sheet blank 1 of size M • 1 is rolled up on a bending machine into the cylindrical part 3 of the prefabricated vessel 4 and longitudinal edges 5, 6 are welded. The bottom part 7 of the prefabricated vessel 4 is punched from the flat sheet blank 2. of the cylindrical part 3 of the prefabricated vessel 4 with the bottom part 7 of the prefabricated vessel 4 by welding the circumferential seam 8. The obtained prefabricated vessel 4 is mounted on the mandrel 9 and shaped with a rotational hood with balls 10 with a thinning of the cylindrical wall the drum part of the vessel 11, simultaneously rolling the annular 8 and longitudinal 12 welds.

Прижимной элемент 13 взаимодействует рабочей зоной 14, выполненной в виде поверхности вращения, с полуфабрикатом сосуда 4 в процессе ротационной вытяжки цилиндрической части сосуда 11 и обеспечивает направленное пластическое течение металла от донной части 7 полуфабриката сосуда 4 к цилиндрической части 3 полуфабриката сосуда 4. The clamping element 13 interacts with the working area 14, made in the form of a surface of revolution, with the semi-finished vessel 4 during the rotational drawing of the cylindrical part of the vessel 11 and provides directed plastic flow of metal from the bottom part 7 of the semi-finished vessel 4 to the cylindrical part 3 of the semi-finished vessel 4.

Пример: из листа коррозионно-стойкой стали 12Х18Н10Т толщиной s = 0,8 мм вырубают две плоские листовые заготовки с размерами:
плоская листовая заготовка 1 -
M = π(159+2•0,2+0,8) = 503,3 мм;

Figure 00000003

Плоская листовая заготовка 2 - 215 х 215 мм.Example: from a sheet of corrosion-resistant steel 12X18H10T with a thickness s = 0.8 mm, two flat sheet blanks with the dimensions:
flat sheet 1 -
M = π (159 + 2 • 0.2 + 0.8) = 503.3 mm;
Figure 00000003

Flat sheet blank 2 - 215 x 215 mm.

Плоскую листовую заготовку 1 свертывают на листогибочной машине типа ЛГМЭ-0,6 в цилиндрическую часть 3 полуфабриката сосуда 4 диаметром 161 мм и длиной 335 мм и сваривают продольные кромки 5, 6 на автомате УСТ-4. Из плоской листовой заготовки 2 штампуют на прессе RYE-250 вытяжкой с применением давления эластичной среды донную (коническую) часть 7 полуфабриката сосуда 4 диаметром 161 мм с длиной цилиндрического участка h = 12 мм. A flat sheet billet 1 is rolled up on a bending machine of the LGME-0.6 type into the cylindrical part 3 of a semi-finished vessel 4 with a diameter of 161 mm and a length of 335 mm and longitudinal edges 5, 6 are welded on a UST-4 machine. From a flat sheet billet 2, a bottom (conical) part 7 of a prefabricated vessel 4 with a diameter of 161 mm and a cylindrical section length h = 12 mm is pressed onto a RYE-250 press using an elastic medium pressure.

На автомате УСТ-4 с применением вращателя сваривают цилиндрическую часть 3 полуфабриката сосуда 4 и донную часть 7 полуфабриката сосуда 4 кольцевым швом 8. Устанавливают полученный полуфабрикат сосуда 4 на оправку 9 экспериментальной установки, где в качестве рабочего инструмента используются шарики 10 диаметром 5,0 мм по ГОСТ 3722-81, собранные в обойму. Оправка 9 с полуфабрикатом сосуда 4 закрепляется на токарном станке 1К62. Полуфабрикат сосуда 4 пожимается прижимным элементом 13, рабочая зона 14 которого выполнена в виде поверхности вращения (конической), и производится ротационная вытяжка цилиндрической части сосуда 11 за один переход с относительной деформацией материала по толщине стенки, равной 37,5%. При этом одновременно раскатываются кольцевой 8 и продольный 12 сварные швы. После снятия с оправки 9 и обрезки технологических припусков получают готовое изделие. The UST-4 machine using a rotator welds the cylindrical part 3 of the prefabricated vessel 4 and the bottom part 7 of the prefabricated vessel 4 with an annular seam 8. Install the resulting prefabricated vessel 4 on the mandrel 9 of the experimental setup, where balls 10 with a diameter of 5.0 mm are used as a working tool according to GOST 3722-81, assembled in a clip. The mandrel 9 with the semi-finished vessel 4 is fixed on a lathe 1K62. The semi-finished vessel 4 is pressed by the clamping element 13, the working zone 14 of which is made in the form of a rotation surface (conical), and the cylindrical part of the vessel 11 is rotationally drawn in one transition with a relative deformation of the material along the wall thickness of 37.5%. At the same time, annular 8 and longitudinal 12 welds are rolled out. After removing from the mandrel 9 and cutting technological allowances receive the finished product.

Тонкостенные осесимметричные сосуды изготавливаются без дефектов с исключением возможности коррозии и образования застойных зон. Thin-walled axisymmetric vessels are made without defects with the exception of the possibility of corrosion and the formation of stagnant zones.

Claims (1)

Способ изготовления тонкостенных осесимметричных сосудов, включающий вырубку плоских листовых заготовок, получение цилиндрической части полуфабриката сосуда сверткой плоской листовой заготовки и сваркой продольных кромок, формоизменение донной части полуфабриката сосуда, сварку донной и цилиндрической частей полуфабриката сосуда, раскатку продольного сварного шва, отличающийся тем, что донную и цилиндрическую части полуфабриката сосуда сваривают кольцевым швом и производят ротационную вытяжку цилиндрической части сосуда, одновременно раскатывая кольцевой и продольный сварные швы, причем ширину М и длину l плоской листовой заготовки для свертки определяют по следующей зависимости:
M = π[Dвн+2ξ+s],
где Dвн - внутренний диаметр цилиндрической части сосуда, мм;
s - толщина плоской листовой заготовки, мм;
ξ = 0,15 - 0,2 мм;
Figure 00000004

где D - наружный диаметр цилиндрической части сосуда, мм;
h - длина цилиндрического участка донной части полуфабриката сосуда, мм;
L - длина цилиндрической части сосуда, мм;
t - толщина стенки цилиндрической части сосуда, мм;
Δ - припуск на торцовку полуфабриката сосуда (Δ = 30 мм).A method of manufacturing thin-walled axisymmetric vessels, including cutting flat sheet blanks, obtaining a cylindrical part of a prefabricated vessel by convolution of a flat sheet preform and welding longitudinal edges, shaping the bottom of the prefabricated vessel, welding the bottom and cylindrical parts of the prefabricated vessel, rolling the longitudinal weld, different and the cylindrical part of the prefabricated vessel is welded with an annular seam and rotational extraction of the cylindrical part of the vessel is performed, simultaneously rolling the annular and longitudinal welds, and the width M and the length l of the flat sheet blank for convolution is determined by the following relationship:
M = π [D int + 2ξ + s],
where D VN is the inner diameter of the cylindrical part of the vessel, mm;
s is the thickness of the flat sheet stock, mm;
ξ = 0.15 - 0.2 mm;
Figure 00000004

where D is the outer diameter of the cylindrical part of the vessel, mm;
h is the length of the cylindrical section of the bottom of the semi-finished vessel, mm;
L is the length of the cylindrical part of the vessel, mm;
t is the wall thickness of the cylindrical part of the vessel, mm;
Δ - allowance for trimming the semi-finished vessel (Δ = 30 mm).
RU98101997A 1998-02-04 1998-02-04 Method for making thin-wall axially symmetrical vessels RU2131787C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98101997A RU2131787C1 (en) 1998-02-04 1998-02-04 Method for making thin-wall axially symmetrical vessels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98101997A RU2131787C1 (en) 1998-02-04 1998-02-04 Method for making thin-wall axially symmetrical vessels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2131787C1 true RU2131787C1 (en) 1999-06-20

Family

ID=20201900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98101997A RU2131787C1 (en) 1998-02-04 1998-02-04 Method for making thin-wall axially symmetrical vessels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2131787C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445181C2 (en) * 2006-08-24 2012-03-20 Лайфельд Металь Шпиннинг Гмбх Method and device for production of hollow body from round billet
RU2449849C2 (en) * 2006-08-09 2012-05-10 Фраттини С.П.А. Коструциони Мекканике Plant to form metal containers incorporating one or more devices with electronic coordination of local and/or extended deformation of metal containers
RU2556846C1 (en) * 2014-02-07 2015-07-20 Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" Method of producing thin-wall shells
RU2567421C1 (en) * 2014-09-03 2015-11-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" Method of manufacturing of thin wall axisymmetric welded shells with end thickened rings
RU2673591C1 (en) * 2018-07-03 2018-11-28 Сергей Владиславович Егоров Method of manufacturing steel thin-wall axisymmetric vessels

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449849C2 (en) * 2006-08-09 2012-05-10 Фраттини С.П.А. Коструциони Мекканике Plant to form metal containers incorporating one or more devices with electronic coordination of local and/or extended deformation of metal containers
RU2445181C2 (en) * 2006-08-24 2012-03-20 Лайфельд Металь Шпиннинг Гмбх Method and device for production of hollow body from round billet
RU2556846C1 (en) * 2014-02-07 2015-07-20 Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" Method of producing thin-wall shells
RU2567421C1 (en) * 2014-09-03 2015-11-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" Method of manufacturing of thin wall axisymmetric welded shells with end thickened rings
RU2673591C1 (en) * 2018-07-03 2018-11-28 Сергей Владиславович Егоров Method of manufacturing steel thin-wall axisymmetric vessels

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2445181C2 (en) Method and device for production of hollow body from round billet
CN109500333B (en) Large ring piece reaming forging forming method with inner flange
US7658419B2 (en) Fitting and method for manufacturing a fitting
EP2307156B1 (en) Method of making a ring
JP6006810B2 (en) Molding method for industrial housing
US7588834B2 (en) Trimless forged products and method
RU2131787C1 (en) Method for making thin-wall axially symmetrical vessels
US20100068428A1 (en) Method for Producing Hollow Shaft Base Bodies and Hollow Shaft Base Body Produced Thereby
US7251890B2 (en) Method for producing wheel pans
RU2613256C1 (en) Manufacturing method for welded titanium tubes
CN110586825B (en) Free forging method of step inner hole cylinder forging
RU2673591C1 (en) Method of manufacturing steel thin-wall axisymmetric vessels
RU2190493C2 (en) Method for making thin-wall axially symmetrical vessels
US11732622B2 (en) Method for producing a hollow valve with an optimised interior stem geometry for internal combustion engines
RU2049587C1 (en) Ring manufacture method
RU2097158C1 (en) Tube extrusion method
JP2009285665A (en) Aluminum alloy seamless extruded tube excellent in high temperature tube expansion formability and its manufacturing method
RU2684332C2 (en) Method of manufacturing hollow products
RU2556846C1 (en) Method of producing thin-wall shells
JPH079064A (en) Manufacture of outer race for ball bearing
SU1204309A1 (en) Method of forging hollow work
RU2108186C1 (en) Method for shaping flat ring blanks
JPS5890332A (en) Solid roll and its manufacture
RU2060088C1 (en) Method of making formed and welded blocks
JPH04167943A (en) Manufacture of integral type rim for light alloy-made wheel