RU2343034C2 - Способ изготовления профильных оболочек - Google Patents
Способ изготовления профильных оболочек Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343034C2 RU2343034C2 RU2006135415/02A RU2006135415A RU2343034C2 RU 2343034 C2 RU2343034 C2 RU 2343034C2 RU 2006135415/02 A RU2006135415/02 A RU 2006135415/02A RU 2006135415 A RU2006135415 A RU 2006135415A RU 2343034 C2 RU2343034 C2 RU 2343034C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformation
- workpiece
- profile
- rollers
- shaping
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Способ изготовления профильных оболочек относится к области обработки металлов давлением. Способ изготовления профильных оболочек включает установку и закрепление заготовки на профильной оправке, формообразование путем ротационной вытяжки за несколько проходов. Формообразование осуществляют деформирующими роликами с разделением деформации между проходами путем ротационной вытяжки в виде ротационного обжима и ротационного деформирования стенки, а также между роликами путем их осевого смещения. Обеспечивается высокая устойчивость процесса формообразования, уменьшение количества переходов и снижение трудоемкости изготовления. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к изготовлению деталей со сложным профилем, например различных оболочек из сталей и алюминиевых сплавов, газовых баллонов, лейнеров, огнетушителей и т.п.
Важнейшими вопросами при производстве деталей сложного профиля, представляющего собой сочетание цилиндрических, конических и криволинейных участков, является принципиальная возможность их получения методами ротационной вытяжки с высокой точностью, качеством обрабатываемой поверхности и высокой производительностью.
В настоящее время известно множество способов ротационной вытяжки деталей: одно- и многопереходная вытяжка, ротационный обжим, ротационная вытяжка проецированием, ротационная протяжка и других, в холодном состоянии и с нагревом.
Например, в книге Н.И.Могильного «Ротационная вытяжка оболочковых деталей на станках»; М.: Машиностроение, 1983 г. описаны различные способы получения оболочковых деталей ротационной вытяжкой.
Недостатком известных схем применительно к проблеме получения оболочек со сложным профилем большой длины, большим перепадом диаметра и переменной толщиной стенки является невозможность получения таких деталей по известным схемам из-за сложности их формы.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является «Способ изготовления пустотелых осесимметричных изделий» (см. книгу «Давильные работы и ротационное выдавливание», М.А.Гредитора, М.: Машиностроение, 1971 г., рис.28 «б», стр.47, 48).
Заготовку устанавливают и закрепляют на сборной оправке и осуществляют ротационную вытяжку заготовки деформирующим роликом за несколько проходов.
Продольную подачу ролика осуществляют в направлении к малому диаметру профиля без контакта заготовки с оправкой. Поперечную подачу ролика производят после каждого прохода со смещением начала обработки в направлении малого диаметра профиля.
Таким образом, задачей данного технического решения являлось создание способа изготовления осесимметричных деталей небольшой длины с малым перепадом диаметра на сборной оправке.
К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного способа, принятого авторами за прототип, относится невозможность применения данного способа при изготовлении профильных оболочек с большим перепадом диаметра, большой длиной профиля и переменной толщиной стенки из-за неустойчивости процесса формообразования.
Общими признаками с предлагаемым авторами способом является установка и крепление исходной заготовки на профильной оправке и ротационная вытяжка заготовки за несколько проходов.
В отличие от прототипа в предлагаемом авторами способе изготовления профильных оболочек формообразование осуществляют деформирующими роликами с разделением деформации между проходами на ротационный обжим и ротационное деформирование стенки, а также между роликами путем их осевого смещения.
В частном случае, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:
- в качестве заготовки используют утолщенную трубную заготовку толщиной больше толщины готовой оболочки в 1,1-5,0 раза;
- на первом проходе выполняют, преимущественно, обжим заготовки, а на последующих, преимущественно, деформирование стенки;
- формообразование заготовки осуществляют с увеличением толщины стенки в направлении меньшего диаметра профиля в 1,1-3,0 раза;
- формообразование заготовки осуществляют со смещением начала обработки после каждого прохода в направлении большего диаметра профиля;
- формообразование заготовки осуществляют роликами с осевым смещением, определяемым по зависимости:
Δ - осевое смещение роликов, в мм,
L - суммарная длина очагов деформации, в мм,
n - количество роликов;
- формообразование заготовки осуществляют при постоянном контакте заготовки с оправкой.
Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.
Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности изготовления профильных оболочек большой длины с большим перепадом диаметра и переменной толщиной стенки при высокой устойчивости процесса формоизменения.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе, включающем установку и крепление заготовки на профильной оправке и ротационную вытяжку за несколько проходов, особенность заключается в том, что формообразование осуществляют деформирующими роликами с разделением деформации между проходами на ротационный обжим и ротационное деформирование стенки, а также между роликами путем их осевого смещения.
Новая совокупность операций, а также наличие связей между ними позволяют за счет:
- формообразования деформирующими роликами с разделением деформации между проходами на ротационный обжим и ротационное деформирование стенки повысить устойчивость процесса формоизменения, повысить суммарную степень деформации и уменьшить количество проходов, в результате уменьшения взаимного влияния различных видов ротационной вытяжки - ротационного обжима и ротационного деформирования стенки;
- формообразования деформирующими роликами с разделением деформации между роликами путем их осевого смещения повысить устойчивость процесса формоизменения и получить оболочки с большим перепадом диаметра начала и конца профиля, в результате плавного нарастания деформации вдоль зоны контакта от первого ролика к последнему.
Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения, позволяют, в частности, за счет:
- использования утолщенной трубной заготовки толщиной больше толщины готовой оболочки в 1,1-5,0 раза повысить устойчивость процесса формоизменения и получить оболочки с большой длиной профиля, в результате разделения деформации с увеличением степени деформирования утолщенной стенки и с уменьшением степени деформации ротационного обжима, как более напряженного и менее устойчивого к гофрообразованию процесса, а также повысить коэффициент использования металла в результате уменьшения объема металла, удаляемого механической обработкой более толстой и, следовательно, более короткой заготовки;
- выполнения на первом проходе, преимущественно, обжима заготовки, а на последующих, преимущественно, деформирования стенки повысить устойчивость процесса формоизменения и получить оболочки с большим перепадом диаметра начала и конца профиля, в результате того, что на первом проходе выполняют более напряженный ротационный обжим с большой степенью деформации и деформирование стенки с небольшой степенью деформации, а на последующих, получивших наклеп металла проходах - наоборот, менее напряженный и более устойчивый к гофрообразованию процесс деформирования стенки с большой степенью деформации и ротационный обжим с небольшой степенью деформации;
- формообразования заготовки с увеличением толщины стенки в направлении меньшего диаметра профиля в 1,1-3,0 раза повысить устойчивость процесса формоизменения и получить оболочки с переменной толщиной стенки в результате снижения степени деформации при увеличении толщины стенки в краевой зоне малого диаметра профиля;
- формообразования заготовки со смещением начала обработки после каждого прохода в направлении большого диаметра профиля повысить устойчивость процесса формоизменения и получить оболочки с большой длиной профиля в результате того, что при таком смещении начала обработки преобладает менее напряженный и более устойчивый к гофрообразованию процесс ротационного деформирования стенки;
- формообразования заготовки роликами с осевым смещением, определяемым по зависимости:
Δ - осевое смещение роликов, в мм,
L - суммарная длина очагов деформации, в мм,
n - количество роликов,
повысить устойчивость процесса формоизменения и получить оболочки с большим перепадом диаметра начала и конца профиля в результате того, что при величине осевого смещения более (мм) увеличивается биение оправки с увеличением вероятности гофрообразования;
- формообразования заготовки при ее постоянном контакте с оправкой повысить устойчивость процесса формоизменения и получить оболочки с большой длиной профиля, так как при отсутствии контакта заготовки с оправкой преобладает более напряженный и менее устойчивый к гофрообразованию процесс ротационного обжима.
Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизны".
Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления профильных оболочек заготовку устанавливают и закрепляют на профильной оправке и подвергают ротационной вытяжке за несколько проходов в отличие от прототипа, согласно изобретению формообразование осуществляют деформирующими роликами с разделением деформации между проходами на ротационный обжим и ротационное деформирование стенки, а также между роликами, путем их осевого смещения. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен процесс ротационной вытяжки деформирующими роликами за несколько проходов, на фиг.2 - процесс ротационной вытяжки деформирующими роликами на одном из проходов, на фиг.3 - очаги деформации роликами 1, 2, 3.
На фиг.1, 2 и 3 ролики и очаги деформации условно совмещены в одной плоскости, F - осевая подача (мм/мин), S - частота вращения (об/мин).
На фиг.1 изображен процесс формоизменения заготовки деформирующими роликами 1, 2 и 3 трубной заготовки 4 на оправке 5 за три прохода a-a1, b-b1, с-с1, а также толщины стенок заготовки до и после каждого прохода to, t1, t2, t3 (мм), диаметр заготовки до и после каждого прохода Do, D1, D2, D3 (мм), длины заготовок до и после каждого прохода Lo, L1, L2, L3 (мм), смещение начала обработки после каждого прохода в направлении к большому диаметру профиля ΔL1 и ΔL2 (мм).
На фиг.2 изображен процесс формоизменения заготовки на каждом проходе деформирующими роликами, смещенными между собой в осевом направлении на величины Δ1 и Δ2 (мм) и перемещающимися по траекториям а, b, с, а также с толщиной стенки заготовки, увеличивающейся в направлении к малому диаметру профиля от начала обработки к концу от tо (мм) до tk (мм).
На фиг.3 изображены очаги деформации d, e и f с осевыми смещениями Δ1 и Δ2 (мм) и суммарной длиной L (мм).
Вышеописанный способ изготовления профильных оболочек осуществляется следующим образом.
Исходную трубную заготовку 4 (см. фиг.1) устанавливают на оправку 5, соединенную со шпинделем станка, и закрепляют на оправке зажимным устройством. Задают вращение шпинделя S (об/мин) с оправкой и заготовкой, осевое и радиальное перемещение роликов 1, 2, 3. За несколько проходов деформирующих роликов формируют профиль оболочки.
Пример.
Заготовку из труб ⌀ 275×15 мм алюминиевого сплава АМц после резки труб на заготовки и механической обработки устанавливают на профильной оправке, закрепляют на ней зажимным устройством и за три прохода деформирующими роликами формируют профиль оболочки (см. фиг.1).
В качестве заготовки используют утолщенную трубную заготовку толщиной to=12,6 мм больше толщины готовой детали t3=6,3 мм в 2,0 раза и длиной Lo=150 мм.
На первом проходе выполняют, преимущественно, обжим заготовки с D0=265 мм до D1=170 мм с большой степенью деформации ∈oб1=35,8% и деформирование стенки с to=12,6 мм до t1=11,6 мм с небольшой степенью деформации ∈д1=7,9%.
На втором и третьем проходе выполняют, преимущественно, деформирование стенки с большой степенью деформации соответственно с t1=11,6 мм до t2=8 мм со степенью деформации ∈д2=31% и с t2=8 мм до t3=6,3 мм со степенью деформации ∈д3=27%.
Обжим заготовки на 2 и 3 проходе выполняют с небольшими степенями деформации соответственно с D1=170 мм до D2=145 мм со степенью деформации ∈oб2=14,7%, с D2=145 мм до D3=135 мм со степенью деформации ∈об3=6,2%.
Деформирование стенки на проходах (см. фиг.2) осуществляют с увеличением толщины стенки в направлении меньшего диаметра профиля соответственно:
- на первом проходе с to=10 мм до tk=11,6 мм - в 1,16 раза;
- на втором проходе с to=6,6 мм до tk=8 мм - в 1,2 раза;
- на третьем проходе с to=3,3 мм до tk=6,3 мм - в 1,9 раза.
Начало формообразования после каждого прохода смещают в направлении большего диаметра профиля (см. фиг.1) на величину соответственно:
- на втором проходе - на ΔL1=5 мм;
- на третьем проходе - на ΔL2=10 мм.
Формообразование заготовки на 1, 2 и 3 проходе осуществляют роликами 1, 2 и 3, смещенными между собой в осевом направлении на величину Δ1 и Δ2 (см. фиг.2 и фиг.3), определяемую из условия равенства радиальных усилий, выраженного в равенстве площадей очагов деформаций d, е и f по зависимости:
L - суммарная длина очагов деформации, L=15 мм;
n - количество роликов, n=3.
Формообразование заготовки на 1, 2 и 3 проходах осуществляют при постоянном контакте заготовки с оправкой (см. фиг.1, 2).
Выполнение способа изготовления профильных оболочек в соответствии с изобретением обеспечивает возможность изготовления профильных оболочек при высокой устойчивости процесса формообразования, позволяет уменьшить количество проходов, снизить расход металла и снизить трудоемкость изготовления.
Изобретение может быть использовано при производстве стальных и алюминиевых профильных оболочек большой длины, с большим перепадом диаметра и переменной толщиной стенки.
Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов деталей, изготовленных по данному способу.
В настоящее время разработана техническая документация, проведены испытания, намечено серийное производство продукции по предложенному способу.
Claims (7)
1. Способ изготовления профильных оболочек, включающий установку и закрепление заготовки на профильной оправке, формообразование путем ротационной вытяжки за несколько проходов, отличающийся тем, что формообразование осуществляют деформирующими роликами с разделением деформации между проходами путем ротационной вытяжки в виде ротационного обжима и ротационного деформирования стенки, а также между роликами путем их осевого смещения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве заготовки используют утолщенную трубную заготовку толщиной больше толщины готовой оболочки в 1,1-5,0 раза.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первом проходе выполняют преимущественно обжим заготовки, а на последующих - преимущественно деформирование стенки.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что формообразование заготовки осуществляют с увеличением толщины стенки в направлении меньшего диаметра профиля в 1,1-3,0 раза.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что формообразование заготовки осуществляют со смещением начала обработки после каждого прохода в направлении большего диаметра профиля.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что формообразование заготовки осуществляют при постоянном контакте заготовки с оправкой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006135415/02A RU2343034C2 (ru) | 2006-10-06 | 2006-10-06 | Способ изготовления профильных оболочек |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006135415/02A RU2343034C2 (ru) | 2006-10-06 | 2006-10-06 | Способ изготовления профильных оболочек |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006135415A RU2006135415A (ru) | 2008-04-20 |
RU2343034C2 true RU2343034C2 (ru) | 2009-01-10 |
Family
ID=39453499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006135415/02A RU2343034C2 (ru) | 2006-10-06 | 2006-10-06 | Способ изготовления профильных оболочек |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2343034C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108580638A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-28 | 航天材料及工艺研究所 | 一种大长径比薄壁铝合金异形构件旋压成形方法 |
RU2796957C1 (ru) * | 2022-09-20 | 2023-05-29 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева | Способ изготовления профильных оболочек |
-
2006
- 2006-10-06 RU RU2006135415/02A patent/RU2343034C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГРЕДИТОР М.А. Давильные работы и ротационное выдавливание. - М.: Машиностроение, 1972, с.47, 48. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108580638A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-28 | 航天材料及工艺研究所 | 一种大长径比薄壁铝合金异形构件旋压成形方法 |
CN108580638B (zh) * | 2018-04-03 | 2020-02-14 | 航天材料及工艺研究所 | 一种大长径比薄壁铝合金异形构件旋压成形方法 |
RU2796957C1 (ru) * | 2022-09-20 | 2023-05-29 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева | Способ изготовления профильных оболочек |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006135415A (ru) | 2008-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wong et al. | A review of spinning, shear forming and flow forming processes | |
EP1884296B1 (en) | Method of manufacturing ultrathin wall metallic tube by cold working method | |
CN109500333A (zh) | 一种带有内凸缘的大型环件扩孔锻造成形方法 | |
KR19990044435A (ko) | 단부에 내측 후벽을 갖는 압착 압연 관을 제조하기 위한 방법 및 장치 | |
US3434322A (en) | Method and apparatus for rolling bearing races | |
RU2343035C2 (ru) | Способ ротационной вытяжки оболочек сложного профиля | |
RU2449848C1 (ru) | Способ ротационной вытяжки тонкостенных оболочек с утолщениями | |
KR20030028848A (ko) | 금속관의 냉간축경 롤 성형방법 및 이것에 의하여 성형된금속관 | |
RU2722939C1 (ru) | Способ изготовления осесимметричных деталей сложного профиля | |
RU2538792C1 (ru) | Способ ротационной вытяжки тонкостенных оболочек с утолщениями | |
RU2343034C2 (ru) | Способ изготовления профильных оболочек | |
RU2426617C1 (ru) | Способ изготовления тонкостенных оболочек | |
RU2405646C1 (ru) | Способ ротационной вытяжки оболочек из трубных заготовок и трубная заготовка для изготовления оболочек ротационной вытяжкой | |
RU2502576C1 (ru) | Способ изготовления ротационной вытяжкой тонкостенных крупногабаритных обечаек | |
US20090014082A1 (en) | Exhaust apparatus and method | |
JPH03149180A (ja) | 複写機ドラム用薄肉アルミニウム管の製造方法 | |
RU2420367C1 (ru) | Способ ротационной вытяжки тонкостенных деталей сложного профиля | |
CN110314951B (zh) | 一种大口径高强厚壁冷拔管制作方法 | |
RU2461436C1 (ru) | Способ изготовления тонкостенных корпусов переменного сечения | |
RU2279942C1 (ru) | Способ ротационной вытяжки полых сложнопрофильных деталей | |
RU2814100C1 (ru) | Способ изготовления сложнопрофильных оболочек с внутренними рифлями | |
RU2606132C1 (ru) | Способ ротационной вытяжки оболочек из трубных заготовок | |
RU2799823C1 (ru) | Способ изготовления стальных сложнопрофильных оболочек | |
RU2686503C1 (ru) | Способ комбинированной высадки концов труб | |
RU2380184C2 (ru) | Способ изготовления деталей с повышенными механическими свойствами из партии заготовок из алюминиевых сплавов и нержавеющих сталей ротационным выдавливанием одно или несколько переходной обработкой листовой заготовки |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091007 |