RU2238816C2 - Способ изготовления полых сферических изделий - Google Patents
Способ изготовления полых сферических изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2238816C2 RU2238816C2 RU2002132911/02A RU2002132911A RU2238816C2 RU 2238816 C2 RU2238816 C2 RU 2238816C2 RU 2002132911/02 A RU2002132911/02 A RU 2002132911/02A RU 2002132911 A RU2002132911 A RU 2002132911A RU 2238816 C2 RU2238816 C2 RU 2238816C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- blank
- stop
- matrices
- billet
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении полых изделий сферической формы. Трубную заготовку с определенным диаметром и толщиной стенки устанавливают в штамп между двумя полусферическими матрицами соосно с цилиндрическим упором и деформируют путем сближения матриц с обеспечением контакта ее торцев с упором, при этом контакт торцев заготовки с упором обеспечивают при наличии зазора между матрицами, величину которого определяют опытным путем, длину заготовки выбирают из условия равенства объемов заготовки и изготавливаемого изделия, при этом торцы заготовки выполняют в виде конических поверхностей с вершинами конусов, расположенными на оси заготовки и обращенными друг к другу. Повышается качество за счет обеспечения стабильности геометрической формы изделия. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к технологии изготовления полых изделий сферической формы, в частности пробок шаровых кранов.
Известен способ изготовления полых сферических изделий с двумя противоположно расположенными отверстиями, заключающийся в получении полой заготовки и ее деформировании обжимом. Заготовку получают в виде втулки с коническими наружной и внутренней поверхностями с центральными углами, составляющими 1°20'-1°40', при этом большие основания конусов, образующих эти поверхности, ориентированы во взаимно противоположные стороны. Наибольший диаметр заготовки составляет 0,96-0,97 диаметра готового изделия, а наибольшая толщина стенки составляет 0,05-0,06 диаметра готового изделия. Штамповку ведут с ограничением течения металла заготовки со стороны торца с меньшей толщиной стенки (а.с. №1409386, МПК В 21 D 51/08, опубл. 15.07.88).
Существенными недостатками способа являются высокая трудоемкость подготовки заготовки под штамповку, связанная с необходимостью выполнения наружной и внутренней конических поверхностей, а также невысокая сферичность изготавливаемого изделия, вызванная отсутствием ограничения течения металла со стороны торца заготовки с большей толщиной стенки.
Известен также способ изготовления полых сферических изделий, например пробок шаровых кранов из трубной заготовки, наибольший диаметр которой составляет 0,93-1,0 диаметра сферической полости матрицы, а толщина стенки 0,05-0,08 ее диаметра. При реализации способа трубную заготовку устанавливают в штамп между двумя полусферическими матрицами соосно с цилиндрическим упором. Деформируют заготовку в сферическое изделие с обеспечением контакта ее торцев с цилиндрическим упором. На торцах заготовки выполняют фаски. (Кузьмин Н.Н. и др. Штамповка пробок шаровых кранов из трубчатых заготовок. Журнал “Кузнечно-штамповочное производство”, № 10, 1985, с.19-20).
Недостатком известного способа является то, что контакт торцев штампуемого сферического изделия с цилиндрическим упором и смыкание полусферических матриц между собою осуществляют одновременно. В этом случае отсутствует возможность дополнительной деформации стенки заготовки, что не способствует повышению сферичности изготавливаемого изделия. Кроме того, наличие фаски на торцевой поверхности заготовки не обеспечивает полное прилегание ее торцев к упору, что приводит к повышенным отклонениям от сферичности изготавливаемого изделия или требует увеличения длины трубной заготовки, что повышает коэффициент использования материала.
Технической задачей заявляемого решения является создание дополнительных сжимающих напряжений в стенке штампуемого сферического изделия в момент контакта торцев заготовки с упором, способствующих повышению сферичности изготавливаемого изделия.
Сущность технического решения заключается в том, что при реализации способа изготовления полых сферических изделий трубную заготовку, наибольший диаметр которой составляет 0,93-1,0 от диаметра сферической полости матрицы, а толщина стенки 0,05-0,08 диаметра сферической полости матрицы, устанавливают в штамп между двумя полусферическими матрицами соосно с цилиндрическим упором. Затем заготовку деформируют путем сближения матриц с обеспечением контакта торцев заготовки с упором.
Новым в предлагаемом изобретении является то, что контакт торцев заготовки с упором обеспечивают при наличии зазора между матрицами, величину которого определяют опытным путем, длину заготовки выбирают из условия равенства объемов заготовки и изготавливаемого изделия, при этом торцы заготовки выполняют в виде конических поверхностей с вершинами конусов, расположенными на оси заготовки и обращенными друг к другу, а угол при вершинах этих конусов определяют по формуле:
где Rсp - радиус трубной заготовки по средней линии;
R - радиус цилиндрического отверстия после обжима заготовки;
К=(1,01...1,1) - эмпирический коэффициент, учитывающий механические свойства трубной заготовки и влияние трения между поверхностями заготовки и матрицами штампа.
Предлагаемый способ поясняется чертежами, где фиг.1 - геометрия исходной трубной заготовки; фиг.2 - промежуточный этап штамповки трубной заготовки в сферическое изделие.
Способ осуществляют следующим образом.
На трубной заготовке 1 (фиг.1), имеющей длину L, которую выбирают из условия равенства объемов изготавливаемого изделия и заготовки, наибольший диаметр которой составляет 0,93-1,0 от диаметра сферической полости матрицы, а толщина стенки 0,05-0,08 от ее диаметра, выполняют торцы 2 в виде конических поверхностей. Вершины 3 конусов этих поверхностей расположены на оси 4 трубной заготовки 1 внутри ее отверстия 5 навстречу друг другу. При этом угол α при вершине конусов определяют по формуле:
где Rсp - радиус трубной заготовки по средней линии;
R - радиус цилиндрического отверстия после обжима заготовки;
К=(1,01...1,1) - эмпирический коэффициент, учитывающий механические свойства трубной заготовки и влияние трения между поверхностями заготовки и матрицами штампа.
Меньшие значения коэффициента К выбирают при малых коэффициентах трения между поверхностями матрицы и заготовки, а также для малоупрочняющихся материалов штампуемых заготовок. И, напротив, большие значения коэффициента К принимают для сильноупрочняющихся материалов заготовки и высоком коэффициенте трения.
Подготовленную таким образом трубную заготовку 1 устанавливают в штамп (фиг.2), рабочими элементами которой являются полусферические матрицы 6 и 7 и центральный цилиндрический упор 8. При силовом смыкании матриц 6 и 7 между собой осуществляют обжим трубной заготовки 1 в сферическое изделие 9. В процессе смыкания матриц 6 и 7, при образовании между их торцами зазора 10, торцы 2 обжимаемой трубной заготовки 1 образуют цилиндрическую поверхность, вступающую в контакт с поверхностью упора 8. Зазор 10, при котором осуществляют контакт торцев 2 заготовки 1 с упором 8, зависит от геометрических размеров изготавливаемого изделия 9, и его определяют опытным путем. В зоне контакта торцев заготовки 1 с упором 8 создаются дополнительные сжимающие меридиональные и тангенциальные напряжения, повышающие пластичность штампуемого материала трубной заготовки 1 и способствующие при дальнейшем смыкании матриц 6 и 7 максимальному заполнению их профиля. Это приводит к повышению сферичности изготавливаемого изделия.
Пример. Для изготовления сферической пробки шарового крана (материал: сталь 12Х18Н10Т), имеющей наружный диаметр сферы - 82 мм с допуском на отклонение от сферичности - 0,01 мм, толщиной стенки - 4,5 мм и диаметр двух противоположных отверстий - 43Н12 (+0,0142) мм, использовалась трубная заготовка, имеющая наружный диаметр 80 мм, толщину стенки - 4,5 мм (отрезок трубы по ГОСТ 9941 -81). На каждом торце заготовки были выполнены токарной обработкой конические поверхности с углом при вершине конуса α=104° (вершины конусов расположены на оси трубной заготовки и обращены друг к другу), в соответствии с выражением (1), при К=1,06 (сильноупрочняющийся материал). Длина заготовки составляла 79,5 мм.
При штамповке заготовки в сферическое изделие конические торцевые поверхности заготовки вступали в контакт с цилиндрической поверхностью упора при зазоре между полусферическими матрицами 0,8 мм, определенным опытным путем, и при дальнейшем сближении матриц формовали сферическое изделие, имеющее диаметр отверстий 43 мм. Штамп имел рабочий диаметр полусферических матриц - 82,5 мм и цилиндрический упор диаметром 43 мм. Отштампованные сферические пробки имели отклонения от сферичности до 0,15...0,25 мм, диаметры отверстий 43 мм, и после выполнения операции чистовой токарной обработки сферической поверхности на сферотокарном станке и алмазном выглаживании полностью отвечали требованиям технических условий.
Полученная высокая точность цилиндрических отверстий в пробке позволила использовать их в качестве установочных баз при дальнейшей обработке сферической поверхности изделия и обеспечить высокую равномерность снимаемого припуска. При этом качество изделия повышено за счет обеспечения стабильных условий обработки сферической поверхности, которые обеспечивают, в свою очередь, стабильность создаваемых при обработке поверхностных остаточных напряжений, ответственных среди прочих факторов за стабильность геометрической формы изготавливаемого изделия.
Claims (1)
- Способ изготовления полых сферических изделий, при котором трубную заготовку, наибольший диаметр которой составляет 0,93-1,0 от диаметра сферической полости матрицы, а толщина стенки 0,05-0,08 диаметра сферической полости матрицы, устанавливают в штамп между двумя полусферическими матрицами соосно с цилиндрическим упором и деформируют заготовку путем сближения матриц с обеспечением контакта ее торцов с упором, отличающийся тем, что контакт торцов заготовки с упором обеспечивают при наличии зазора между матрицами, величину которого определяют опытным путем, длину заготовки выбирают из условия равенства объемов заготовки и изготавливаемого изделия, при этом торцы заготовки выполняют в виде конических поверхностей с вершинами конусов, расположенными на оси заготовки и обращенными друг к другу, а угол при вершинах конусов определяют по формулегде Rср - радиус трубной заготовки по средней линии;R - радиус цилиндрического отверстия после обжима заготовки;К=(1,01...1,1) - эмпирический коэффициент, учитывающий механические свойства трубной заготовки и влияние трения между поверхностями заготовки и матрицами штампа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002132911/02A RU2238816C2 (ru) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | Способ изготовления полых сферических изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002132911/02A RU2238816C2 (ru) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | Способ изготовления полых сферических изделий |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002132911A RU2002132911A (ru) | 2004-06-27 |
RU2238816C2 true RU2238816C2 (ru) | 2004-10-27 |
Family
ID=33537335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002132911/02A RU2238816C2 (ru) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | Способ изготовления полых сферических изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2238816C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2757334C1 (ru) * | 2021-01-11 | 2021-10-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ изготовления полых металлических запорных элементов для шаровых кранов |
-
2002
- 2002-12-06 RU RU2002132911/02A patent/RU2238816C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КУЗЬМИН Н.Н. и др. Штамповка пробок шаровых кранов из трубчатых заготовок. КШП, 1985, №10, с.19, рис.1. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2757334C1 (ru) * | 2021-01-11 | 2021-10-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Способ изготовления полых металлических запорных элементов для шаровых кранов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101512919B1 (ko) | 중공 엔진 밸브의 제조 방법 | |
US10279440B2 (en) | Precision forming method of high-efficiency and near-net hollow valve blank of engine | |
CN105710273B (zh) | 轿车等速万向传动轴旋锻周向进给工艺参数确定方法 | |
US20090133262A1 (en) | Method for Producing Outer Ring Member of Constant Velocity Universal Joint | |
CN110180987B (zh) | 复杂薄壁环形锻件的锻造成型工艺 | |
EP0850711B1 (en) | Process and machine for forging rod-shaped article having deformed portion at an end thereof | |
JPH1110276A (ja) | 斜板式圧縮機用シューの製造方法、及びシュー | |
RU2238816C2 (ru) | Способ изготовления полых сферических изделий | |
CN104801938B (zh) | 一种基于楔横轧制坯的中空充钠气门的成形工艺 | |
JPS6072617A (ja) | 成形法及び成形装置 | |
US7104109B2 (en) | Double-cavity heading die | |
JPH0890135A (ja) | 継手金具及び該中間品の製造方法 | |
JP2005152982A (ja) | 等速ジョイント用外輪部材の製造方法 | |
US6792786B2 (en) | Fabrication method of metal shell of spark plug | |
JPS62183931A (ja) | ボ−ルスタツドの製造方法 | |
RU2336143C1 (ru) | Способ изготовления стержневых изделий с головкой и коническим участком на стержне | |
RU2185916C2 (ru) | Способ изготовления втулки с фланцем | |
CN220278180U (zh) | 管材成型设备 | |
JPH09323137A (ja) | 柄付きハウジングの冷間鍛造方法 | |
TW201412425A (zh) | 球閥體製造方法 | |
EP0036050B1 (en) | Method of forming spark plug bodies | |
RU2071863C1 (ru) | Способ получения головок торцевых ключей | |
JPH08187542A (ja) | 球状頭部を有する軸状部品の製造方法 | |
RU2092268C1 (ru) | Способ изготовления изделий типа стаканов и устройство для его осуществления | |
CN109108195B (zh) | 一种带法兰筒体与椭圆封头一体化锻件的锻造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20060619 |
|
QZ4A | Changes in the licence of a patent |
Effective date: 20061102 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071207 |