RU2405646C1 - Method of rotary rolling-out of envelopments from tubular billets and tubular billet to produce envelopments thereby - Google Patents
Method of rotary rolling-out of envelopments from tubular billets and tubular billet to produce envelopments thereby Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405646C1 RU2405646C1 RU2009115123/02A RU2009115123A RU2405646C1 RU 2405646 C1 RU2405646 C1 RU 2405646C1 RU 2009115123/02 A RU2009115123/02 A RU 2009115123/02A RU 2009115123 A RU2009115123 A RU 2009115123A RU 2405646 C1 RU2405646 C1 RU 2405646C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- rollers
- billet
- angle
- deforming
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к изготовлению различных деталей, например осесимметричных оболочек цилиндрических и сложного профиля из сталей и алюминиевых сплавов, газовых баллонов, лейнеров, огнетушителей, бидонов и т.п.The invention relates to the field of metal forming, in particular to the manufacture of various parts, for example, axisymmetric shells of a cylindrical and complex profile from steels and aluminum alloys, gas cylinders, liners, fire extinguishers, cans, etc.
Важнейшей проблемой при производстве оболочек цилиндрических и сложного профиля, представляющего собой сочетание цилиндрических, конических и криволинейных участков, является принципиальная возможность их получения методами ротационной вытяжки с высокой точностью геометрических размеров, качеством обрабатываемой поверхности и производительностью.The most important problem in the production of cylindrical shells and complex profiles, which is a combination of cylindrical, conical and curved sections, is the fundamental possibility of their production by rotational drawing with high accuracy of geometric dimensions, surface quality and productivity.
Актуальной проблемой в ротационной вытяжке данных оболочек является также выбор заготовок с высоким коэффициентом использования металла и конструкцией, позволяющей использовать трубы различного сортамента, а также позволяющей осуществить формообразование оболочек методами ротационной вытяжки с высокой устойчивостью процесса деформирования, обеспечивающей высокую точность, качество поверхности и производительность.An urgent problem in the rotational drawing of these shells is also the choice of workpieces with a high metal utilization rate and design that allows the use of pipes of various assortments, as well as allowing shell forming by rotational drawing with a high stability of the deformation process, providing high accuracy, surface quality and productivity.
Как известно из технической литературы и 50-летнего опыта ротационной вытяжки на производственной базе заявителя, потеря устойчивости данного процесса выражается в виде гофр, волнистости и рябизны обрабатываемой поверхности в зонах входа и выхода роликов из заготовки, так называемый "краевой эффект", а также на основной части в виде поперечных, продольных и поперечно-винтовых гофр, переходящих в трещины, закаты и разрывы.As is known from the technical literature and 50 years of experience in rotary drawing on the applicant’s production base, the loss of stability of this process is expressed as corrugations, waviness and rowaniness of the machined surface in the areas of entry and exit of the rollers from the workpiece, the so-called "edge effect", as well as the main part in the form of transverse, longitudinal and transverse helical corrugations, turning into cracks, sunsets and tears.
Поэтому технические решения по повышению устойчивости процессов ротационной вытяжки актуальны при производстве оболочек из трубных заготовок простой цилиндрической формы и сложного профиля.Therefore, technical solutions to improve the stability of rotational drawing processes are relevant in the production of shells from tube blanks of simple cylindrical shape and complex profile.
Известно множество способов ротационной вытяжки оболочек:There are many ways to rotate the hoods:
однопереходная и многопереходная ротационная вытяжка, ротационный обжим, ротационная вытяжка проецированием, ротационная протяжка и другие.single-junction and multi-jaw rotary hood, rotary crimp, projection hood, rotational hood and others.
В книге Н.И.Могильного "Ротационная вытяжка оболочковых деталей на станках", Москва, Машиностроение, 1983 г. описаны различные способы получения оболочек ротационной вытяжкой.In the book of N.I. Mogilny, “Rotational extraction of shell parts on machines”, Moscow, Mechanical Engineering, 1983, various methods for producing shells by rotational extraction are described.
Недостатком известных схем применительно к проблеме получения оболочек различной формы из трубных заготовок является низкий коэффициент использования металла и высокая трудоемкость изготовления в результате использования листовых заготовок - кружка, а также колпаков с дном.A disadvantage of the known schemes in relation to the problem of obtaining shells of various shapes from tube billets is the low metal utilization rate and the high complexity of manufacturing as a result of using sheet billets - a mug, as well as caps with a bottom.
В книге В.Г.Капоровича "Обкатка металлоизделий в производстве", Москва, Машиностроение, 1983 г. описаны способы ротационной вытяжки - раскатка роликами и шариками, поперечно-винтовая прокатка, ротационное обжатие трубных заготовок инструментом трения и обкатка роликами (стр.8÷22).In the book of V.G. Kaporovich "Running metal products in production", Moscow, Mechanical Engineering, 1983, methods of rotational drawing are described - rolling by rollers and balls, cross-helical rolling, rotational crimping of pipe blanks by a friction tool and rolling by rollers (p. 8 ÷ 22).
Недостатками предлагаемых решений является сложность инструмента и технологической оснастки и отсутствие технических решений, обеспечивающих высокую точность и чистоту обработанной поверхности. Так, при обработке инструментом трения, высокая шероховатость поверхности требует дополнительной механической обработки обжатых поверхностей, а при обработке роликами отсутствуют заходные участки на заготовках, что снижает устойчивость процесса ротационной вытяжки и приводит к необходимости дополнительных механических операций по отрезке концевых участков получаемых оболочек.The disadvantages of the proposed solutions are the complexity of the tool and technological equipment and the lack of technical solutions to ensure high accuracy and cleanliness of the processed surface. So, when machining with a friction tool, high surface roughness requires additional machining of crimped surfaces, and when machining with rollers, there are no lead-in areas on workpieces, which reduces the stability of the rotational drawing process and leads to the need for additional mechanical operations to cut off the end sections of the resulting shells.
Известен "Способ винтовой прокатки заготовки" (А.С. №476046, М.Кл. В21D 19/00, опубл. 05.07.75, Бюллетень №25), при котором круглую и сплошную заготовку с заходными концевыми цилиндрическими и коническими участками устанавливают и подвергают деформации на стане винтовой прокатки, диаметр цилиндрического участка заготовки как в начале, так и в конце прокатки выдерживают равным диаметру готового изделия; заготовка выполнена с концевыми цилиндрическими участками длиной, равной 0,1÷0,3 высоты поперечного сечения, и диаметром, равным диаметру готового изделия.The well-known "Method of helical rolling of a workpiece" (A.S. No. 476046, M. C. B21D 19/00, publ. 05.07.75, Bulletin No. 25), in which a round and continuous workpiece with lead-in end cylindrical and conical sections set and subjected to deformation on a helical rolling mill, the diameter of the cylindrical section of the workpiece at the beginning and at the end of rolling is kept equal to the diameter of the finished product; the workpiece is made with end cylindrical sections with a length equal to 0.1 ÷ 0.3 of the height of the cross section and a diameter equal to the diameter of the finished product.
В этом техническом решении процесс формообразования осуществляют валками вначале основного участка заготовки с наибольшим диаметром, затем конических и цилиндрических участков в конце процесса прокатки, причем диаметр готового изделия равен диаметру цилиндрических участков.In this technical solution, the shaping process is carried out by rolls at the beginning of the main section of the workpiece with the largest diameter, then conical and cylindrical sections at the end of the rolling process, and the diameter of the finished product is equal to the diameter of the cylindrical sections.
К недостаткам данного способа относится невозможность использования трубных заготовок, что обуславливает высокую трудоемкость изготовления и низкий коэффициент использования материала, кроме того, процесс формоизменения не обеспечивает высокой точности и качества обрабатываемой поверхности, так как он выполняется с нагревом заготовок. Для обеспечения высокой точности и качества поверхности необходима дальнейшая механическая обработка - чистовое точение, шлифование.The disadvantages of this method include the inability to use tube blanks, which leads to high labor input and low material utilization, in addition, the forming process does not provide high accuracy and quality of the processed surface, since it is performed with heating the blanks. To ensure high accuracy and surface quality, further machining is required - finishing turning, grinding.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является «Способ ротационной вытяжки оболочек из трубных заготовок и трубная заготовка для изготовления оболочек ротационной вытяжкой» (SU 1750796 A1, 30.07.1992 г., B21D 22/16).The closest in technical essence and the achieved technical result is the "Method of rotational extraction of shells from pipe billets and a pipe billet for the manufacture of shells with a rotary hood" (SU 1750796 A1, 07.30.1992, B21D 22/16).
Способ включает деформирование установленной на оправке вращающейся трубной заготовки деформирующими роликами с одинаковой степенью деформации при утонении стенки и одинаковой скоростью деформирования воздействием вращаемых в одном направлении роликов, перемещаемых в процессе обработки в противоположных направлениях от середины заготовки к ее концам.The method includes deformation of a rotating tubular workpiece mounted on a mandrel with deforming rollers with the same degree of deformation during thinning of the wall and the same deformation rate by the action of rollers rotating in one direction, moving during processing in opposite directions from the middle of the workpiece to its ends.
На оправку, установленную в опорах с возможностью вращения вокруг своей оси, устанавливают трубную заготовку, внутренний диаметр которой соответствует диаметру оправки. К середине заготовки подводят вращающиеся в одну сторону с одинаковой скоростью ролики и внедряют их в тело заготовки в радиальном направлении - перпендикулярно оси заготовки на глубину, равную величине утонения стенки. Под воздействием роликов оправка с заготовкой начинают вращаться. Ролики перемещают от середины заготовки в противоположных направлениях вдоль оси заготовки с одинаковой скоростью.On a mandrel mounted in supports with the possibility of rotation around its axis, install a tube stock, the inner diameter of which corresponds to the diameter of the mandrel. Rollers rotating in the same direction at the same speed are brought to the middle of the workpiece and they are inserted into the body of the workpiece in the radial direction - perpendicular to the workpiece axis to a depth equal to the value of wall thinning. Under the influence of the rollers, the mandrel with the workpiece begin to rotate. The rollers move from the middle of the workpiece in opposite directions along the axis of the workpiece at the same speed.
При этом происходит утонение стенки заготовки от середины к краям.When this occurs, the thinning of the wall of the workpiece from the middle to the edges.
Как видно из чертежа описания (стр.2) заготовка представляет собой обечайку с цилиндрической поверхностью основной и краевых частей.As can be seen from the drawing of the description (page 2), the workpiece is a shell with a cylindrical surface of the main and edge parts.
Данный способ и заготовка приняты заявителями за прототип.This method and procurement accepted by the applicants as a prototype.
К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата, применительно к изготовлению осесимметрических оболочек различного типоразмера цилиндрических и сложного профиля является невозможность использования такой схемы деформирования.For reasons that impede the achievement of the specified technical result, in relation to the manufacture of axisymmetric shells of various sizes of cylindrical and complex profiles is the impossibility of using such a deformation scheme.
Так как перемещения роликов, вначале в радиальном направлении с внедрением в середине заготовки и затем к краям в осевом направлении, приведут к изгибу оправки, биению заготовки, т.е. к потере устойчивости процесса формообразования с образованием гофр, волнистости, рябизны и трещин.Since the movement of the rollers, first in the radial direction with the introduction in the middle of the workpiece and then to the edges in the axial direction, will lead to bending of the mandrel, runout of the workpiece, i.e. to the loss of stability of the process of shaping with the formation of corrugations, waviness, pockmark and cracks.
При радиальном перемещении роликов перпендикулярно оси заготовки и оправки по результатам ротационной вытяжки аналогичных оболочек на предприятиях заявителей было выявлено, что на внутренней и наружной поверхностях заготовок образуются выпуклости и наплывы металла в зоне внедрения роликов, так как отсутствует течение металла вдоль оси заготовки.When the rollers were radially moved perpendicular to the axis of the workpiece and the mandrel according to the results of rotational drawing of similar shells at the applicants' enterprises, it was revealed that on the inner and outer surfaces of the workpieces, bulges and sagging of metal formed in the introduction zone of the rollers, since there was no metal flow along the axis of the workpiece.
Кроме того, в данном способе отсутствуют технические решения по обеспечению высокой устойчивости процесса формоизменения: нет выбора оптимальных зазоров между внутренней поверхностью заготовки и оправкой, между заготовкой и роликами, не учитывается влияние «краевого эффекта», заключающегося в искажении заготовки при подходе роликов к концевым частям, т.е. к «краям» заготовки, не учитывается профиль роликов, конфигурация которых оказывает существенное влияние на процесс формоизменения.In addition, in this method there are no technical solutions to ensure high stability of the forming process: there is no choice of optimal gaps between the inner surface of the workpiece and the mandrel, between the workpiece and the rollers, the influence of the "edge effect" consisting in the distortion of the workpiece when the rollers approach the end parts is not taken into account , i.e. to the "edges" of the workpiece, the profile of the rollers is not taken into account, the configuration of which has a significant impact on the process of forming.
В заготовке, описанной в данном авторском свидетельстве, принятом за прототип, отсутствуют цилиндрический и конический заходные участки и торцевой упор на концевой части заготовки, кроме того, наличие острых кромок на концевых частях заготовок усиливает влияние «краевого эффекта».In the workpiece described in this copyright certificate, adopted for the prototype, there are no cylindrical and conical lead-in sections and an end stop on the end part of the workpiece, in addition, the presence of sharp edges on the end parts of the workpiece enhances the influence of the "edge effect".
Таким образом, задачей данного технического решения являлась разработка способа ротационной вытяжки оболочек из трубных заготовок и трубная заготовка для изготовления тонкостенных оболочек небольшой длины ротационной вытяжкой: способа - заключающегося в последовательном утонении стенки полой осесимметричной заготовки на вращающейся оправке воздействием роликов, перемещаемых в процессе обработки в противоположных направлениях от середины заготовки к ее концам; заготовки - с цилиндрической основной и цилиндрическими концевыми частями, причем диаметры основной и концевых частей равны.Thus, the objective of this technical solution was to develop a method of rotational drawing of shells from pipe billets and a pipe billet for manufacturing thin-walled shells of small length with a rotary hood: a method consisting in sequentially thinning the walls of a hollow axisymmetric billet on a rotating mandrel by the action of rollers moved in opposite directions during processing directions from the middle of the workpiece to its ends; blanks with a cylindrical main and cylindrical end parts, and the diameters of the main and end parts are equal.
Общими признаками с предлагаемым авторами способом и заготовкой являются:Common features with the proposed method and blank are:
в способе - деформирование установленной на оправке вращающейся трубной заготовки деформирующими роликами,in the method - the deformation of the rotating tube billet mounted on the mandrel with deforming rollers,
в заготовке - наличие основной цилиндрической и концевых частей.in the workpiece - the presence of the main cylindrical and end parts.
В отличие от прототипа в предлагаемом заявителями способе ротационной вытяжки оболочек из трубных заготовок используют трубную заготовку с заходным цилиндрическим и коническим участками, которую устанавливают на оправку с зазорами между внутренней поверхностью заготовки и оправкой и между наружной поверхностью заходного цилиндрического участка заготовки и деформирующими роликами, деформирование осуществляют с обеспечением входа деформирующих роликов в заготовку и выхода из заготовки под углом, используют деформирующие ролики, выполненные с профилем, имеющим передний и задний углы не менее, соответственно, угла наклона заходного конического участка трубной заготовки и угла входа и выхода из нее роликов, при этом деформирование начинают с началом вращения заготовки в момент ее касания роликами и заканчивают на расстоянии от конца заготовки не менее толщины ее стенки.In contrast to the prototype, the method proposed by the applicants for the rotational drawing of shells from tube stocks uses a tube stock with a cylindrical and tapered sections, which is mounted on a mandrel with gaps between the inner surface of the workpiece and the mandrel and between the outer surface of the cylindrical section of the workpiece and the deforming rollers, the deformation is carried out with the entry of deforming rollers into the workpiece and exit from the workpiece at an angle, use deforming rollers, you filled with a profile having front and rear angles of not less than, respectively, the angle of inclination of the inlet conical section of the pipe billet and the angle of entry and exit of the rollers, while the deformation begins with the rotation of the workpiece at the moment it touches the rollers and ends at a distance from the end of the workpiece no less than the thickness of its wall.
В частных случаях, то есть конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:In special cases, that is, specific forms of execution, the invention is characterized by the following features:
- трубную заготовку устанавливают с зазорами между ее внутренней поверхностью и оправкой и между наружной поверхностью заходного цилиндрического участка и деформирующими роликами, которые составляют, соответственно 0,01-0,1 и 0,001-0,05 толщины заготовки;- the pipe billet is installed with gaps between its inner surface and the mandrel and between the outer surface of the inlet cylindrical section and the deforming rollers, which are, respectively, 0.01-0.1 and 0.001-0.05 of the thickness of the workpiece;
- отношение величин угла наклона конического заходного участка заготовки и переднего угла профиля роликов, угла входа роликов в заготовку и заднего угла профиля, а также угла выхода роликов из заготовки и переднего угла профиля составляют 0,01÷0,99.- the ratio of the angle of inclination of the conical entry portion of the workpiece and the front angle of the profile of the rollers, the angle of entry of the rollers into the workpiece and the rear angle of the profile, as well as the angle of exit of the rollers from the workpiece and the front angle of the profile are 0.01 ÷ 0.99.
В предлагаемой заявителями трубной заготовке, в отличие от прототипа, концевая часть выполнена с заходными цилиндрическим и коническим участками, с заходным цилиндрическим участком диаметром, равным 0,9÷0,99 диаметра основной части заготовки, и длиной, равной 1÷5 толщины стенки заготовки, а внутренняя или наружная поверхность заходного цилиндрического участка выполнена с торцевым упором, имеющим толщину, равную 0,6÷1,5 толщины стенки заготовки, и смещенным относительно начала входа деформирующих роликов в заготовку, причем сопряжение торцевого упора с поверхностью заготовки и кромки концевой части выполнены по радиусу.In the tubular billet proposed by the applicants, unlike the prototype, the end part is made with lead-in cylindrical and conical sections, with a lead-in cylindrical section with a diameter equal to 0.9 ÷ 0.99 of the diameter of the main part of the workpiece, and a length equal to 1 ÷ 5 of the thickness of the workpiece wall and the inner or outer surface of the inlet cylindrical section is made with an end stop having a thickness equal to 0.6 ÷ 1.5 of the wall thickness of the workpiece, and offset from the beginning of the entry of the deforming rollers into the workpiece, and the mating ends th stop with the surface of the workpiece and the edges of the end part are made along the radius.
В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:In special cases, that is, in specific forms of execution, the invention is characterized by the following features:
- торцевой упор и кромки концевой части заготовки выполнены с радиусом сопряжения, равным 0,05÷0,5 толщины стенки заготовки;- the end stop and the edges of the end of the workpiece are made with a radius of mating equal to 0.05 ÷ 0.5 of the wall thickness of the workpiece;
- торцевой упор смещен относительно начала входа роликов в заготовку в направлении, противоположном осевому перемещению роликов, на величину, не менее 0,3 толщины стенки.- the end stop is offset relative to the beginning of the entrance of the rollers into the workpiece in the direction opposite to the axial movement of the rollers, by an amount not less than 0.3 wall thickness.
Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.It is this that allows us to conclude that there is a causal relationship between the totality of the essential features of the claimed technical solution and the achieved technical result.
Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточные.The indicated features distinguishing from the prototype and to which the requested scope of legal protection applies are sufficient in all cases.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа ротационной вытяжки оболочек из трубных заготовок и трубной заготовки для изготовления оболочек ротационной вытяжкой, позволяющие за счет высокой устойчивости процесса деформирования получать оболочки различных типоразмеров - по толщине стенки, диаметру и длине, цилиндрических и сложной формы с высокой точностью, высоким качеством обрабатываемой поверхности, производительностью и высоким коэффициентом использования металла.The objective of the invention is to develop a method of rotational drawing of shells from pipe billets and pipe billets for the manufacture of shells with a rotary hood, which allows due to the high stability of the deformation process to obtain shells of various sizes - wall thickness, diameter and length, cylindrical and complex shape with high accuracy, high accuracy quality of the processed surface, productivity and high coefficient of metal utilization.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе, включающем деформирование установленной на оправке вращающейся трубной заготовки деформирующими роликами, особенность заключается в том, что используют трубную заготовку с заходными цилиндрическим и коническим участками, которую устанавливают на оправку с зазорами между внутренней поверхностью заготовки и оправкой и между наружной поверхностью заходного цилиндрического участка заготовки и деформирующими роликами, деформирование осуществляют с обеспечением входа деформирующих роликов в заготовку под углом, используют деформирующие ролики, выполненные с профилем, имеющим передний и задний углы не менее, соответственно, угла наклона заходного конического участка трубной заготовки и угла входа и выхода из нее роликов, при этом деформирование начинают с началом вращения заготовки в момент ее касания роликами и заканчивают на расстоянии от конца заготовки не менее толщины ее стенки; что - в известной трубной заготовке для изготовления оболочек ротационной вытяжкой, содержащей основную цилиндрическую и концевые части, особенность заключается в том, что концевая часть выполнена с заходными цилиндрическим и коническим участками, с заходным цилиндрическим участком диаметром, равным 0,9÷0,99 диаметра основной части заготовки, и длиной, равной 2÷5 толщины стенки заготовки, а внутренняя или наружная поверхность заходного цилиндрического участка выполнена с торцевым упором, имеющим толщину, равную 0,6÷1,5 толщины стенки заготовки, и смещенным относительно начала входа деформирующих роликов в заготовку, причем сопряжение торцевого упора с поверхностью заготовки и кромки концевой части выполнены по радиусу.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method, including the deformation of the rotating tube billet mounted on the mandrel by deforming rollers, the feature is that the tube billet is used with inlet cylindrical and conical sections, which is mounted on the mandrel with gaps between the inner surface the workpiece and the mandrel and between the outer surface of the inlet cylindrical section of the workpiece and the deforming rollers, deforming they are carried out to ensure the entry of the deformation rollers into the workpiece at an angle, using deformation rollers made with a profile having front and rear angles of not less than, respectively, the angle of inclination of the inlet conical section of the pipe billet and the angle of entry and exit of the rollers, while the deformation begins with the beginning of rotation of the workpiece at the moment of its contact with the rollers and end at a distance from the end of the workpiece not less than the thickness of its wall; that - in the known tubular billet for the manufacture of shells with a rotary hood containing the main cylindrical and end parts, the feature is that the end part is made with lead cylindrical and tapered sections, with a lead cylindrical section with a diameter equal to 0.9 ÷ 0.99 diameter the main part of the workpiece, and a length equal to 2 ÷ 5 of the wall thickness of the workpiece, and the inner or outer surface of the inlet cylindrical section is made with an end stop having a thickness equal to 0.6 ÷ 1.5 of the wall thickness of the workpiece ki and offset relative to the entry of the deforming rollers into the workpiece, wherein the mechanical interfacing abutment with the workpiece surface and the edge end portion formed along the radius.
Новая совокупность операций, а также наличие связей между ними позволяют, в частности, в способе, за счет:A new set of operations, as well as the presence of relations between them, allow, in particular, in the method, due to:
- использования трубной заготовки с заходным цилиндрическим и коническим участками - повысить устойчивость процесса формоизменения, так как этим обеспечивают плавное вхождение роликов в заготовку и ликвидируется возможность отрыва заготовки в зоне внедрения деформирующих роликов;- the use of a tubular billet with a cylindrical and tapered portions - to increase the stability of the forming process, as this ensures a smooth entry of the rollers into the billet and eliminates the possibility of separation of the billet in the zone of introduction of the deforming rollers;
- установки заготовки с зазором между ее внутренней поверхностью и оправкой - повысить устойчивость формоизменения в результате уменьшения трения между заготовкой и оправкой при деформировании заготовки;- installation of the workpiece with a gap between its inner surface and the mandrel - to increase the stability of shaping by reducing friction between the workpiece and the mandrel during deformation of the workpiece;
- установки заготовки с зазором между наружной поверхностью заходного цилиндрического участка и деформирующими роликами -повысить устойчивость процесса формоизменения, в связи с тем, что ротационную вытяжку начинают без контакта роликов с заходным цилиндрическим участком, ликвидируя возможность отрыва заходного участка от основной части заготовки;- installation of the workpiece with a gap between the outer surface of the lead-in cylindrical section and the deforming rollers - to increase the stability of the forming process, due to the fact that the rotation hood starts without contact of the rollers with the lead-in cylindrical section, eliminating the possibility of separation of the lead-in section from the main part of the workpiece;
- входа деформирующих роликов в заготовку и выхода из заготовки под углом - повысить устойчивость процесса формоизменения, так как этим обеспечивается плавность входа и выхода роликов в заготовку и из заготовки, исключая этим вспучивание металла при входе и выходе роликов, то есть исключая явление «краевого эффекта»;- the entry of the deforming rollers into the workpiece and the exit from the workpiece at an angle - to increase the stability of the forming process, as this ensures the smoothness of the entrance and exit of the rollers into the workpiece and from the workpiece, thereby eliminating the swelling of the metal at the entrance and exit of the rollers, that is, eliminating the phenomenon of "edge effect ";
- выполнения профиля роликов с передним углом не менее угла наклона заходного конического участка и не менее угла выхода роликов из заготовки - повысить устойчивость процесса формоизменения в результате плавного входа и выхода роликов соответственно, в конический участок заготовки и из конического участка заготовки, что предупреждает "краевой эффект", то есть образования наплыва перед роликами, а затем закатов, гофр и трещин,- performing a profile of rollers with a rake angle of not less than the angle of inclination of the inlet conical section and not less than the angle of exit of the rollers from the workpiece - to increase the stability of the forming process as a result of smooth entry and exit of the rollers, respectively, into the conical section of the workpiece and from the conical section of the workpiece, which warns effect ", that is, the formation of an influx in front of the rollers, and then sunsets, corrugations and cracks,
- выполнения профиля роликов с задним углом не менее угла входа роликов в заготовку - повысить устойчивость процесса формоизменения в результате плавного вхождения роликов в цилиндрическую основную часть заготовки, что предупреждает образование наплывов, гофр и трещин в зоне входа роликов и в зоне обработки основной части заготовки,- performing the profile of the rollers with a rear angle not less than the angle of entry of the rollers into the workpiece - to increase the stability of the forming process as a result of the smooth entry of the rollers into the cylindrical main part of the workpiece, which prevents the formation of sagging, corrugations and cracks in the zone of entrance of the rollers and in the processing zone of the main part of the workpiece,
- выполнения начала деформирования с началом вращения заготовки в момент ее касания роликами - повысить устойчивость процесса формоизменения в результате плавного входа роликов в заготовку и уменьшить налипание металла на ролики, что повышает качество обработанной поверхности, то есть повышает чистоту поверхности, уменьшает вероятность возникновения рябизны и волнистости обрабатываемой поверхности,- performing the beginning of deformation with the beginning of rotation of the workpiece at the moment it is touched by the rollers - to increase the stability of the forming process as a result of the smooth entry of the rollers into the workpiece and reduce the sticking of metal to the rollers, which improves the quality of the processed surface, that is, increases the surface finish, reduces the likelihood of rippling and waviness the processed surface
- окончания деформирования на расстоянии от конца заготовки не менее толщины ее стенки - повысить устойчивость процесса формоизменения в результате ликвидации явления "краевого эффекта", который выражается в виде выпучивания металла по краю заготовки при расстоянии до ее конца менее величины толщины стенки и, следовательно, исключить образование гофр, закатов и трещин;- the end of deformation at a distance from the end of the preform not less than the thickness of its wall - to increase the stability of the process of shaping as a result of eliminating the phenomenon of "edge effect", which is expressed in the form of buckling of metal along the edge of the workpiece at a distance to its end is less than the wall thickness and, therefore, eliminate the formation of corrugations, sunsets and cracks;
Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения в способе, позволяют в частности, за счет:Signs characterizing the invention in specific forms of execution in the method, allow, in particular, due to:
- выбора зазора между внутренней поверхностью заготовки и оправкой, равного 0,01÷0,1 толщины заготовки, - повысить устойчивость процесса формоизменения, так как данная величина зазора является оптимальной; например, при величине зазора меньше 0,01 толщины заготовки возрастает трение между внутренней поверхностью заготовки и оправкой, что увеличивает вероятность возникновения поперечных гофр, а при величине зазора более 0,10 толщины заготовки возрастает вероятность образования продольных и поперечно-винтовых гофр;- selection of the gap between the inner surface of the workpiece and the mandrel, equal to 0.01 ÷ 0.1 of the thickness of the workpiece, - to increase the stability of the forming process, since this value of the gap is optimal; for example, when the gap value is less than 0.01 of the workpiece thickness, friction between the inner surface of the workpiece and the mandrel increases, which increases the likelihood of transverse corrugations, and if the gap is more than 0.10 thickness of the workpiece, the likelihood of the formation of longitudinal and transverse helical corrugations increases;
- выбора зазора между наружной поверхностью заходного цилиндрического участка и роликами, равного 0,001÷0,05 толщины заготовки, - повысить устойчивость процесса формоизменения, в результате того, что данная величина оптимальна, так при уменьшении величины зазора менее 0,001 толщины заготовки возрастает вероятность отрыва заходного участка от основной части заготовки, а при величине зазора более 0,05 толщины заготовки уменьшается степень деформации, повышается количество переходов и снижается производительность;- selection of the gap between the outer surface of the cylindrical entry area and the rollers equal to 0.001 ÷ 0.05 of the workpiece thickness, - increase the stability of the forming process, as a result of the fact that this value is optimal, so when the clearance value is less than 0.001 of the workpiece thickness, the probability of separation of the entry area increases from the main part of the workpiece, and with a gap of more than 0.05 thickness of the workpiece, the degree of deformation decreases, the number of transitions increases and productivity decreases;
- выбора соотношения величин угла наклона конического участка заготовки и переднего угла профиля, угла входа роликов в заготовку и заднего угла профиля, а также угла выхода роликов из заготовки и переднего угла профиля в пределах 0,01÷0,99 - повысить устойчивость процесса формообразования, так как такое соотношение оптимально, например, при соотношении углов менее 0,01 - возрастает длина вхождения роликов в заготовку и снижается коэффициент использования металла, а при соотношении углов более 0,99 - возрастает наплыв металла перед роликами, что повышает вероятность возникновения гофр, закатов и трещин.- the choice of the ratio of the values of the angle of inclination of the conical section of the workpiece and the front angle of the profile, the angle of entry of the rollers into the workpiece and the rear angle of the profile, as well as the angle of exit of the rollers from the workpiece and the front angle of the profile within 0.01 ÷ 0.99 - to increase the stability of the forming process, since this ratio is optimal, for example, if the angle ratio is less than 0.01, the length of the rollers entering the workpiece increases and the metal utilization coefficient decreases, and when the angle ratio is more than 0.99, the influx of metal in front of the rollers increases, which increases the likelihood of corrugation, sunsets and cracks.
Новая совокупность операций, а также наличие связей между ними позволяют, в частности, в заготовке за счет:The new set of operations, as well as the presence of relations between them, allow, in particular, in the procurement due to:
- выполнения заходного цилиндрического участка диаметром, равным 0,9÷0,99 диаметра основной части заготовки, - повысить устойчивость процесса формообразования, так как ликвидируется возможность отрыва заходного цилиндрического участка от основной части заготовки в результате входа роликов в заготовку в зоне конического участка, исключая заходный цилиндрический участок, то есть с гарантированным зазором между роликами и заходным цилиндрическим участком, к тому же величина диаметра заходного участка, равная 0,9÷0,99 диаметра основной части заготовки, с этой точки зрения является оптимальной, например, при соотношении менее 0,9 возрастает вероятность отрыва заходного участка, а при соотношении более 0,99 возрастает количество переходов и снижается производительность;- execution of the cylindrical inlet section with a diameter equal to 0.9 ÷ 0.99 of the diameter of the main part of the workpiece, - to increase the stability of the forming process, since the possibility of tearing off the cylindrical inlet section from the main part of the workpiece as a result of the rollers entering the workpiece in the area of the conical section is eliminated, excluding inlet cylindrical section, that is, with a guaranteed clearance between the rollers and inlet cylindrical section, in addition, the diameter of the inlet section is 0.9 ÷ 0.99 of the diameter of the main part agotovki, from this point of view it is optimum, for example, at a ratio of less than 0.9 increases the likelihood of separation filar portion, and at a ratio of more than 0.99 increases the number of transitions and the productivity is lowered;
- выполнения заходного цилиндрического участка длиной, равной 2÷5 толщин стенки заготовки, - повысить устойчивость процесса формоизменения с точки зрения ликвидации разрывов и трещин при вхождении роликов в заготовку, а также повысить коэффициент использования металла, так например, при длине заходного участка менее 2 толщин стенки - повышается вероятность отрыва заходного участка, а при длине более 5 толщин стенки - снижается коэффициент использования металла;- execution of a cylindrical lead-in section with a length equal to 2 ÷ 5 billet wall thicknesses, - increase the stability of the forming process from the point of view of eliminating tears and cracks when the rollers enter the billet, and also increase the metal utilization rate, for example, when the lead-in section is less than 2 thicknesses walls - the probability of separation of the entry area is increased, and with a length of more than 5 wall thicknesses, the metal utilization rate decreases;
- выполнения на внутренней или наружной поверхности заходного цилиндрического участка торцевого упора толщиной, равной 0,6-1,5 толщины стенки заготовки, - повысить коэффициент использования металла и устойчивость формообразования, так как технологический упор позволил применять трубную заготовку, а толщина упора, равная 0,6-1,5 толщины стенки заготовки, предупреждает разрывы и трещины в зоне между упором и началом вхождения роликов в заготовку; толщина упора, равная 0,6-1,5 толщины стенки заготовки оптимальна, так как при толщине упора менее 0,6 толщины стенки заготовки увеличивается вероятность образования трещин и разрывов в зоне между упором и началом вхождения роликов в заготовку из-за уменьшения площади контакта, что увеличивает вероятность смятия упора, более 1,5 толщины стенки заготовки возрастает вероятность образования наплыва металла перед роликами в момент их вхождения в заготовку из-за увеличения толщины стенки в зоне вхождения роликов, кроме того, снижается коэффициент использования металла, так как потребуется применение более толстой трубной заготовки;- performing on the inner or outer surface of the inlet cylindrical section of the end stop with a thickness equal to 0.6-1.5 the thickness of the billet wall, - increase the metal utilization rate and stability of forming, since the technological stop allowed the use of a tube billet, and the stop thickness equal to 0 , 6-1.5 the thickness of the wall of the workpiece, prevents breaks and cracks in the area between the stop and the beginning of the entry of the rollers into the workpiece; the thickness of the stop equal to 0.6-1.5 of the wall thickness of the workpiece is optimal, since with a stop thickness of less than 0.6 the wall thickness of the workpiece, the likelihood of cracks and gaps in the zone between the stop and the start of the rollers entering the workpiece increases due to a decrease in the contact area , which increases the likelihood of stop pressing, more than 1.5 of the wall thickness of the workpiece increases the likelihood of an influx of metal in front of the rollers at the moment they enter the workpiece due to an increase in wall thickness in the zone of entry of the rollers, in addition, the coefficient decreases use of metal, since require the use of a thicker tubular blank;
- смещения торцевого упора относительно начала входа деформирующих роликов в заготовку - избежать отрывов, разрывов и трещин в зоне между упором и началом вхождения роликов заготовку;- displacement of the end stop relative to the beginning of the entry of the deforming rollers into the workpiece - to avoid tearing, gaps and cracks in the area between the stop and the beginning of the entry of the rollers of the workpiece;
- сопряжения упора с поверхностью заготовки по радиусу - избежать концентрации напряжений и трещин в зоне сопряжения;- mate stop with the surface of the workpiece in radius - to avoid the concentration of stresses and cracks in the mating zone;
- выполнения кромок концевой части по радиусу - избежать явления "краевого эффекта" в виде вспучивания и растрескивания металла в концевой части заготовки.- execution of the edges of the end part along the radius - to avoid the phenomenon of "edge effect" in the form of expansion and cracking of metal in the end part of the workpiece.
Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения, позволяют в заготовке, в частности, за счет:Signs characterizing the invention in specific forms of execution, allow in the workpiece, in particular, due to:
- выполнения радиуса сопряжения торцевого упора с заготовкой и кромок концевой части заготовки величиной, равной 0,05÷0,5 толщины стенки заготовки, - повысить устойчивость процессов формоизменения, то есть избежать появления трещин, разрывов, утяжек металла в этих зонах, причем данная величина радиуса сопряжения является оптимальной, так как при величине радиуса менее 0,05 толщины стенки возрастает вероятность появления трещин, разрывов, утяжек, а более 0,5 толщины стенки снижается коэффициент использования металла;- execution of the radius of mating of the end stop with the workpiece and the edges of the end part of the workpiece with a value equal to 0.05 ÷ 0.5 of the wall thickness of the workpiece, - to increase the stability of forming processes, that is, to avoid the occurrence of cracks, gaps, metal tightening in these zones, and this value the radius of the mating is optimal, since when the radius is less than 0.05 of the wall thickness, the likelihood of cracks, tears, weights, and more than 0.5 of the wall thickness increases the utilization of metal;
- смещения торцевого упора относительно начала входа роликов заготовку в направлении, противоположном осевому перемещению роликов на величину не менее 0,3 толщины стенки, - повысить устойчивость процесса формообразования в результате разделения зоны упора заготовки и начала зоны вхождения роликов в заготовку, что ликвидирует разрывы, трещины и отрыв заходного цилиндрического участка, а величина смещения не менее 0,3 толщины стенки обусловлена тем, что при смещении менее 0,3 толщины стенки возрастает вероятность появления этих дефектов и отрыва заходного участка заготовки;- displacement of the end stop relative to the beginning of the input of the rollers of the workpiece in the direction opposite to the axial movement of the rollers by at least 0.3 wall thickness, - increase the stability of the forming process as a result of the separation of the zone of emphasis of the workpiece and the beginning of the zone of entry of the rollers into the workpiece, which eliminates gaps and cracks and the separation of the entry cylindrical section, and the displacement is not less than 0.3 of the wall thickness due to the fact that when the displacement is less than 0.3 of the wall thickness, the likelihood of these defects and discontinuity filar preform portion;
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".Signs that distinguish the proposed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions and are not known from the prior art in the process of conducting patent research, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."
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".Examining the prior art during a patent search on all types of information available in the countries of the former USSR and foreign countries, it was found that the proposed technical solution does not explicitly follow from the prior art, therefore, we can conclude that the criterion of "inventive step" "
Сущность изобретения заключается в том, что в способе ротационной вытяжки оболочек из трубных заготовок используют трубную заготовку с заходными цилиндрическим и коническим участками, которую устанавливают на оправку с зазорами между внутренней поверхностью заготовки и оправкой и между наружной поверхностью заходного цилиндрического участка заготовки и деформирующими роликами, деформирование осуществляют с обеспечением входа дефомирующих роликов в заготовку и выхода из заготовки под углом, используют деформирующие ролики, выполненные с профилем, имеющим передний и задний углы не менее, соответственно, угла наклона заходного конического участка трубной заготовки и угла входа и выхода из нее роликов, при этом деформирование начинают с началом вращения заготовки в момент ее касания роликами и заканчивают на расстоянии от конца заготовки не менее толщины ее стенки; в трубной заготовке для изготовления оболочек ротационной вытяжкой концевая часть выполнена с заходными цилиндрическими и коническим участками, с заходным цилиндрическим участком диаметром, равным 0,9-0,99 диаметра основной части заготовки, и длиной, равной 2-5 толщины стенки заготовки, а внутренняя или наружная поверхность заходного цилиндрического участка выполнена с торцевым упором, имеющим толщину, равную 0,6-1,5 толщины стенки заготовки, и смещенным относительно начала входа деформирующих роликов в заготовку, причем сопряжение торцевого упора с поверхностью заготовки и кромки концевой части выполнены по радиусу.The essence of the invention lies in the fact that in the method of rotational drawing of shells from tube stocks, a tube stock with lead-in cylindrical and conical sections is used, which is mounted on a mandrel with gaps between the inner surface of the workpiece and the mandrel and between the outer surface of the lead-in cylindrical section of the workpiece and deforming rollers, deformation carried out with the entry of defective rollers into the workpiece and exit from the workpiece at an angle, using deforming rollers, data with a profile having front and rear angles not less than, respectively, the angle of inclination of the inlet conical section of the tubular billet and the angle of entry and exit of the rollers, while the deformation begins with the beginning of rotation of the billet at the moment it touches the rollers and ends at a distance from the end of the billet no less than the thickness of its wall; in the tube billet for the manufacture of shells with a rotary hood, the end part is made with lead-in cylindrical and conical sections, with a lead-in cylindrical section with a diameter equal to 0.9-0.99 of the diameter of the main part of the billet, and a length equal to 2-5 the wall thickness of the billet, and the inner or the outer surface of the inlet cylindrical section is made with an end stop having a thickness equal to 0.6-1.5 of the wall thickness of the workpiece, and offset from the beginning of the entry of the deforming rollers into the workpiece, and the mating end on the abutment with the surface of the workpiece and the edges of the end part are made along the radius.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1, 2, 3, 4 и 5 изображены способ ротационной вытяжки и заготовка для ротационной вытяжки различных вариантов, где заготовка 1 - до формоизменения, заготовка 2 - после формоизменения, оправка 3, ролики 4 и прижим 5.The invention is illustrated by drawings, where Figs. 1, 2, 3, 4 and 5 show a method of rotational drawing and a blank for rotational drawing of various options, where blank 1 is before forming, blank 2 is after forming,
На фиг.1 изображен способ ротационной вытяжки и заготовка для получения оболочек цилиндрической формы с внутренним торцевым упором заготовки.Figure 1 shows the method of rotational drawing and the workpiece to obtain shells of a cylindrical shape with an internal end stop of the workpiece.
Ролики 4 выполнены с передним углом профиля β и задним углом профиля γ.The
Заготовка 1 выполнена с углом наклона заходного конического участка α.The
Ролики 4 входят в заготовку 1 под углом θвх в зоне I и выходят из обработанной заготовки 2 под углом θвых на расстоянии lк (мм) от конца заготовки.The
Траектория перемещения роликов - прямая ломаная линия II.The trajectory of the rollers is a straight broken line II.
Ролики входят в заготовку (фиг.1) по прямой линии траектории II, поэтому угол входа θвх=0° и на фиг.1 не показан.The rollers enter the workpiece (Fig. 1) in a straight line of trajectory II, therefore, the entry angle θin = 0 ° and is not shown in Fig. 1.
Заготовку 1 устанавливают на оправке 3 с зазором Δ1 (мм) между наружной поверхностью заходного цилиндрического участка и роликами 4 и с зазором Δ2 (мм) между внутренней поверхностью заготовки и оправкой.The
Заготовка 1 (фиг.1) выполнена с диаметром основной части Do (мм), толщиной основной части to (мм) до формообразования и заготовка 2 с диаметром Dд (мм) и толщиной tд (мм) - после формообразования.The workpiece 1 (Fig. 1) is made with the diameter of the main part Do (mm), the thickness of the main part to (mm) before shaping, and the
Заходный цилиндрический участок заготовки 1 (фиг.1) выполнен с диаметром Dц (мм), с длиной lц (мм) с внутренним торцевым упором толщиной ty (мм) длиной Ly (мм), со смещением относительно начала входа роликов в заготовку (зоны I) - Lc (мм); с радиусом сопряжения упора с внутренней поверхностью заготовки R1 (мм).The starting cylindrical section of the workpiece 1 (Fig. 1) is made with a diameter Dс (mm), with a length lц (mm) with an internal end stop with a thickness ty (mm) of a length Ly (mm), with an offset relative to the beginning of the rollers entering the workpiece (zone I ) - Lc (mm); with the radius of mating of the stop with the inner surface of the workpiece R1 (mm).
Кромки концевой части заготовки 1 (фиг.1, 2, 3, 4, 5) выполнены по радиусу R2.The edges of the end part of the workpiece 1 (1, 2, 3, 4, 5) are made along the radius R 2 .
На фиг.2 изображен способ ротационной вытяжки и заготовка для получения оболочек цилиндрической формы с наружным торцевым упором.Figure 2 shows the method of rotational drawing and the workpiece to obtain shells of a cylindrical shape with an external end stop.
Заходный цилиндрический участок выполнен диаметром Dц (мм) и длиной lц (мм) с наружным торцевым упором толщиной tц (мм), смещенным на длину lc (мм) относительно начала входа роликов в заготовку (зоны I).The inlet cylindrical section is made with a diameter of Dc (mm) and a length of lc (mm) with an external end stop with a thickness of tc (mm) shifted by a length of lc (mm) relative to the beginning of the rollers entering the workpiece (zone I).
На фиг.3 изображен способ ротационной вытяжки и заготовка для получения цилиндрических оболочек, в котором траектория II перемещения роликов 4 - прямая ломаная линия с углом входа роликов в заготовку θвх.Figure 3 shows the method of rotational drawing and the workpiece to obtain cylindrical shells, in which the path II of the
На фиг.4 изображен способ ротационной вытяжки и заготовка для получения профильных оболочек с криволинейной образующей с наружным торцевым упором.Figure 4 shows the method of rotational drawing and the workpiece to obtain the profile shells with a curved generatrix with an external end stop.
Траектория II представляет собой ломаную прямую с углом входа роликов в заготовку θвх до зоны I и кривую линию до окончания процесса формообразования криволинейной профильной части, а затем прямую ломаную линию на выходе роликов из заготовки с углом выхода θвых.Trajectory II is a broken line with the angle of entry of the rollers into the workpiece θin to zone I and a curved line until the end of the process of forming the curved profile part, and then a straight broken line at the exit of the rollers from the workpiece with an exit angle θout.
На фиг.5 изображен способ и заготовка для ротационной вытяжки при получении профильных оболочек с коническими участками различного угла наклона с наружным торцевым упором.Figure 5 shows the method and the workpiece for rotary hoods upon receipt of the profile shells with conical sections of different angles with an external end stop.
Траектория II перемещения роликов представляет собой прямую ломаную линию с различными углами наклона θвх, θ, θвых.The trajectory II of the rollers is a straight broken line with different angles of inclination θin, θ, θout.
Вышеописанный способ ротационной вытяжки осуществляется следующим образом.The above method of rotational drawing is as follows.
Исходную заготовку 1 (см. фиг.1), изготовленную из трубы путем ее резки на заготовки и механической (токарной) обработки, устанавливают на оправку 3 и фиксируют прижимом 5, при этом заготовка 1 торцевым упором прижата к уступу оправки 3. Заготовку 1 с наружным торцевым упором (фиг.2, 3, 4, 5) фиксируют на оправке 3 прижимом 5, которым торцевой упор заготовки прижат вместе с оправкой к шпинделю станка.The initial billet 1 (see Fig. 1), made of a pipe by cutting it into billets and machining (turning), is mounted on the
Заготовку 1 (фиг.1, 2, 3, 4 и 5) устанавливают с зазорами Δ1 (мм) и Δ2 (мм) между наружной поверхностью заходного цилиндрического участка заготовки и роликами 4 и между внутренней поверхностью заготовки и оправкой 3.The workpiece 1 (1, 2, 3, 4 and 5) is installed with gaps Δ1 (mm) and Δ2 (mm) between the outer surface of the inlet cylindrical section of the workpiece and the
Профиль роликов 4 (фиг.1, 2, 3, 4 и 5) выполнен с передним углом β больше угла наклона конического участка заготовки α и больше угла выхода роликов из заготовки θвых и с задним углом γ большим угла входа роликов в заготовку θвх.The profile of the rollers 4 (figures 1, 2, 3, 4 and 5) is made with a front angle β greater than the angle of inclination of the conical section of the workpiece α and more than the angle of exit of the rollers from the workpiece θout and with a rear angle γ greater than the angle of entry of the rollers into the workpiece θin.
Ротационную вытяжку (фиг.1, 2, 3, 4 и 5) осуществляют с началом вращения (S мин-1) заготовки в момент ее касания роликами в зоне I, при этом вращение роликов 4 осуществляется за счет сил трения между роликами и заготовкой.The rotation hood (Fig. 1, 2, 3, 4 and 5) is carried out with the beginning of rotation (S min -1 ) of the workpiece at the moment of its contact with the rollers in zone I, while the rotation of the
Окружные скорости вращения роликов 4 и заготовки 1 как в момент касания, так и при вхождении их в заготовку в этом способе равны и плавно возрастают от 0 мин-1 до рабочего значения S мин-1.The peripheral rotation speeds of the
Кроме того, наличие заходного участка с углом α (фиг.1, 2, 3, 5) обеспечивает плавное увеличение степени деформации на участке вхождения и плавное уменьшение на участке выхода с углом θвых.In addition, the presence of a lead-in section with an angle α (FIGS. 1, 2, 3, 5) provides a smooth increase in the degree of deformation in the entry section and a smooth decrease in the exit section with an angle θout.
Плавность вхождения и увеличения степени деформации (фиг.4) обеспечивается траекторией II в виде прямой ломанной линии до начала входа роликов (зоны I) и кривой после зоны I.The smoothness of the entry and the increase in the degree of deformation (Fig. 4) is ensured by trajectory II in the form of a straight broken line before the start of the rollers (zone I) entrance and the curve after zone I.
Подачу роликов задают равной значению F мм/мин (фиг.1, 2, 3, 4 и 5).The feed rollers set equal to the value of F mm / min (figure 1, 2, 3, 4 and 5).
Ротационную вытяжку заканчивают на расстоянии Lк от конца заготовки.The rotation hood is completed at a distance Lk from the end of the workpiece.
Выход роликов 4 траектория II из заготовки 1 (фиг.1, 2, 3, 4 и 5) выполняют под углом θвых, меньшим угла β - переднего угла профиля роликов, что обеспечивает плавность выхода роликов из заготовки с уменьшением степени деформации до 0%, затем ролики 4 и прижим 5 возвращают в исходное положение, останавливают вращение и снимают деталь с оправки 3.The exit of the
Пример.Example.
Заготовку из горячекатаных труб ⌀325×20 мм после резки труб на заготовки и механической обработки устанавливают на оправку, фиксируют зажимом, прижимая им торцевой упор заготовки к уступу оправки.A billet of hot rolled pipes ⌀325 × 20 mm after cutting the pipes into workpieces and machining is installed on the mandrel, fixed with a clamp, pressing the end stop of the workpiece against the ledge of the mandrel.
Заготовку устанавливают с зазором между внутренней поверхностью и оправкой Δ1=0,35÷0,52 мм, что составляет при толщине стенки to=11,7 мм 0,03÷0,04, то есть 
Передний угол профиля роликов β=15÷30°, задний угол γ=15°.The front angle of the roller profile β = 15 ÷ 30 °, the rear angle γ = 15 °.
Угол входа роликов в заготовку θвх=0° (фиг.1), θвх=0° (фиг.2), θвх=14° (фиг.3), θвх=1° (фиг.4), θвх=10° (фиг.5).The angle of entry of the rollers into the workpiece is θin = 0 ° (Fig. 1), θin = 0 ° (Fig. 2), θin = 14 ° (Fig. 3), θin = 1 ° (Fig. 4), θin = 10 ° ( figure 5).
Угол выхода роликов из заготовки θвых=14° (фиг.1, 2, 3, 4 и 5).The exit angle of the rollers from the workpiece θout = 14 ° (Figs. 1, 2, 3, 4 and 5).
Соотношения величин угла наклона конического заходного участка α и переднего угла β профиля составляет:The ratio of the slope of the conical entry portion α and the front angle β of the profile is:
θвх=0° (фиг.1, 2), то есть γ>θвх,θin = 0 ° (Figs. 1, 2), i.e., γ> θin,
и находятся в пределах 0,01÷0,99.and are in the range of 0.01 ÷ 0.99.
Соотношение величин угла выхода роликов из заготовки θвых и переднего угла профиля роликов β составляет:The ratio of the angle of exit of the rollers from the workpiece θout and the front angle of the profile of the rollers β is:
Ротационную вытяжку заканчивают на расстоянии Lк=15÷20 мм от конца заготовки, что не менее толщины стенки заготовки to=11,7 мм, а более.The rotation hood is completed at a distance Lк = 15 ÷ 20 mm from the end of the workpiece, which is not less than the wall thickness of the workpiece to = 11.7 mm, and more.
Заготовка для ротационной вытяжки (фиг.1) выполнена с диаметром заходного цилиндрического участка Dц=298 мм и с диаметром основной части Do=309,5 мм, таким образом Dц=0,96Do, что укладывается в пределах 0,9÷0,99.The blank for the rotary hood (Fig. 1) is made with the diameter of the cylindrical entry portion Dс = 298 mm and with the diameter of the main part Do = 309.5 mm, thus Dс = 0.96Do, which fits within 0.9 ÷ 0.99 .
Угол наклона заходного конического участка α=14°. При переднем угле профиля роликов β=15° выполняется условие β>α, а также α/β=0,93, что соответствует соотношению в пределах 0,01÷0,99.The angle of inclination of the entry conical section α = 14 °. When the front angle of the roller profile β = 15 °, the condition β> α, as well as α / β = 0.93, which corresponds to a ratio in the range of 0.01 ÷ 0.99.
Длина заходного цилиндрического участка lц=30 мм, толщина стенки заготовки to=11,7 мм, таким образом lц=2,6to, что укладывается в пределах 2÷5 толщин заготовки.The length of the inlet cylindrical section lс = 30 mm, the wall thickness of the workpiece to = 11.7 mm, thus lс = 2,6to, which fits within 2 ÷ 5 thicknesses of the workpiece.
На внутренней поверхности заготовки выполнен торцевой упор толщиной tц=8,5 мм, что соизмеримо с толщиной заготовки to=11,7 мм и составляет 0,73to, и укладывается в пределах (0,6÷1,5)to.On the inner surface of the workpiece, an end stop is made with a thickness of tc = 8.5 mm, which is comparable with the thickness of the workpiece to = 11.7 mm and is 0.73to, and fits within (0.6 ÷ 1.5) to.
Торцевой упор смещен относительно начала вхождения роликов (зона I) в направлении, противоположном осевому перемещению роликов (F) на величину lc=10 мм, что составляет 0,85to толщины стенки заготовки, то есть не менее 0,3to.The end stop is offset relative to the start of the rollers (zone I) in the direction opposite to the axial movement of the rollers (F) by lc = 10 mm, which is 0.85to the wall thickness of the workpiece, that is, at least 0.3to.
Торцевой упор выполнен с радиусом сопряжения R1=1,6 мм с внутренней поверхностью заготовки, что составляет 0,14to и находится в пределах 0,05÷0,5 толщины стенки заготовки.The end stop is made with a mating radius of R 1 = 1.6 mm with the inner surface of the workpiece, which is 0.14to and is within 0.05 ÷ 0.5 of the wall thickness of the workpiece.
Кромки концевой части заготовки выполнены по радиусу R2=5 мм, что составляет 0,43to и укладывается в пределах 0,05÷0,5 толщины стенки заготовки.The edges of the end part of the workpiece are made in a radius of R 2 = 5 mm, which is 0.43to and fits within 0.05 ÷ 0.5 of the wall thickness of the workpiece.
Заготовки вариантов (фиг.2, 3, 4 и 5) с наружным диаметром в пределах Do=50÷350 мм, толщиной стенки to=2÷15 мм, с наружным торцевым упором, углами наклона заходной конической части α (фиг.2, 3, 5) и без конической заходной части α=0° (фиг.4), с длиной цилиндрической части lц (фиг.3), смещением торцевого упора lc (фиг.2, 3, 4, 5) относительно начала вхождения роликов (зона I), радиусами сопряжении R1 и радиусами скругления кромок концевой части заготовок R2 выполнены с теми же соотношениями, что и заготовка (фиг.1).Billet options (figure 2, 3, 4 and 5) with an outer diameter within Do = 50 ÷ 350 mm, wall thickness to = 2 ÷ 15 mm, with an external end stop, the angles of inclination of the entry conical part α (figure 2, 3, 5) and without a conical entry part α = 0 ° (Fig. 4), with the length of the cylindrical part lс (Fig. 3), the displacement of the end stop lc (Fig. 2, 3, 4, 5) relative to the start of the rollers ( zone I), the mating radii R 1 and the radii of rounding of the edges of the end part of the blanks R 2 are made with the same ratios as the workpiece (figure 1).
Выполнение способа ротационной вытяжки и заготовок с вариантами при формообразовании оболочек с цилиндрической и профильной поверхностью в соответствии с изобретением обеспечивает возможность получения деталей различных типоразмеров, простого и сложного профиля с высокой устойчивостью процесса деформирования на всех этапах ротационной вытяжки - при вхождении роликов, на основной части и при выходе роликов из заготовки, одновременно повысить точность геометрических размеров, качество обрабатываемой поверхности, а также повысить производительность и коэффициент использования металла.The implementation of the method of rotational drawing and blanks with options for forming shells with a cylindrical and profile surface in accordance with the invention provides the possibility of obtaining parts of various sizes, simple and complex profiles with high stability of the deformation process at all stages of the rotational drawing - when the rollers enter, on the main part and when the rollers exit the workpiece, at the same time increase the accuracy of the geometric dimensions, the quality of the machined surface, and also increase the productivity and utilization of metal.
Изобретение может быть использовано при производстве различных типоразмеров оболочек простой и сложной формы из сталей и алюминиевых сплавов как в холодном, так и в горячем состоянии.The invention can be used in the production of various sizes of shells of simple and complex shapes from steel and aluminum alloys both in cold and in hot condition.
Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов деталей, изготовленных по данному техническому предложению.The indicated positive effect is confirmed by testing prototypes of parts made according to this technical proposal.
В настоящее время разработана техническая документация, проведены испытания, намечено серийное производство продукции по предлагаемому изобретению.Currently, technical documentation has been developed, tests have been carried out, mass production of the products according to the invention is scheduled.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009115123/02A RU2405646C1 (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Method of rotary rolling-out of envelopments from tubular billets and tubular billet to produce envelopments thereby |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009115123/02A RU2405646C1 (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Method of rotary rolling-out of envelopments from tubular billets and tubular billet to produce envelopments thereby |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009115123A RU2009115123A (en) | 2010-10-27 |
| RU2405646C1 true RU2405646C1 (en) | 2010-12-10 |
Family
ID=44041952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009115123/02A RU2405646C1 (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Method of rotary rolling-out of envelopments from tubular billets and tubular billet to produce envelopments thereby |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2405646C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2502576C1 (en) * | 2012-11-09 | 2013-12-27 | Николай Алексеевич Поролло | Method of making thin-wall large-sized shells by rotary drawing |
| RU2606132C1 (en) * | 2015-07-01 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). | Method of shells rotary drawing from pipe blanks |
| WO2020236040A1 (en) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | Zheltikov Valerij Vladimirovich | Screw pile |
| RU2773976C1 (en) * | 2021-12-13 | 2022-06-14 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева" | Method for manufacturing axisymmetric thin-walled shells |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2392913B1 (en) * | 2012-09-05 | 2013-09-16 | La Farga Tub, S.L. | Row forming assembly for forming the rows used in metal extrusion |
-
2009
- 2009-04-20 RU RU2009115123/02A patent/RU2405646C1/en active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2502576C1 (en) * | 2012-11-09 | 2013-12-27 | Николай Алексеевич Поролло | Method of making thin-wall large-sized shells by rotary drawing |
| RU2606132C1 (en) * | 2015-07-01 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). | Method of shells rotary drawing from pipe blanks |
| WO2020236040A1 (en) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | Zheltikov Valerij Vladimirovich | Screw pile |
| RU2773976C1 (en) * | 2021-12-13 | 2022-06-14 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева" | Method for manufacturing axisymmetric thin-walled shells |
| RU2818921C1 (en) * | 2023-08-08 | 2024-05-07 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева" | Method of spinning processing of axisymmetric shells |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009115123A (en) | 2010-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPWO2006025369A1 (en) | Die, manufacturing method of stepped metal tube and stepped metal tube | |
| RU2405646C1 (en) | Method of rotary rolling-out of envelopments from tubular billets and tubular billet to produce envelopments thereby | |
| RU2449848C1 (en) | Method of rotary drawing of thin-wall shells with bulges | |
| US3434322A (en) | Method and apparatus for rolling bearing races | |
| JP2011045923A (en) | Different thickness metal plate and method of producing the same | |
| RU2343035C2 (en) | Method for rotary drawing of complex profile shells | |
| RU2538792C1 (en) | Rotary drawing of thin-wall shells with crowning | |
| CN101980802A (en) | Method for producing seamless pipe | |
| RU2502576C1 (en) | Method of making thin-wall large-sized shells by rotary drawing | |
| RU2426617C1 (en) | Method of producing thin-wall shells | |
| US20090014082A1 (en) | Exhaust apparatus and method | |
| Oh et al. | Analysis of defects in L-section profile ring rolling | |
| JP3073981B1 (en) | Method for manufacturing iron-based dispersion strengthened alloy pipe | |
| RU2606132C1 (en) | Method of shells rotary drawing from pipe blanks | |
| US4211104A (en) | Cold drawing die for drawing polygonal shapes | |
| RU2461436C1 (en) | Method of producing variable cross-section thin-wall shells | |
| RU2420367C1 (en) | Method of rotary drawing of complex-shape thin-wall parts | |
| RU2426618C1 (en) | Method of producing thin-wall shells with periodic large-diameter profile | |
| RU2527541C1 (en) | Device for rotational draw of thin shells | |
| RU2818921C1 (en) | Method of spinning processing of axisymmetric shells | |
| JPH01245914A (en) | Manufacture of metallic pipe excellent in out-of-roundness of outer diameter | |
| RU2343034C2 (en) | Method for manufacture of profile shells | |
| RU2799823C1 (en) | Method for manufacturing steel complex-shaped shells | |
| RU2106217C1 (en) | Method of rotation drawing of hollow axisymmetric parts | |
| RU2615959C1 (en) | Thin-walled axisymmetric steel shell manufacturing method |