RU2426618C1 - Method of producing thin-wall shells with periodic large-diameter profile - Google Patents

Method of producing thin-wall shells with periodic large-diameter profile Download PDF

Info

Publication number
RU2426618C1
RU2426618C1 RU2009146148/02A RU2009146148A RU2426618C1 RU 2426618 C1 RU2426618 C1 RU 2426618C1 RU 2009146148/02 A RU2009146148/02 A RU 2009146148/02A RU 2009146148 A RU2009146148 A RU 2009146148A RU 2426618 C1 RU2426618 C1 RU 2426618C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
rollers
deformation
mandrel
wall thickness
Prior art date
Application number
RU2009146148/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009146148A (en
Inventor
Николай Александрович Макаровец (RU)
Николай Александрович Макаровец
Рудольф Анатольевич Кобылин (RU)
Рудольф Анатольевич Кобылин
Алексей Евгеньевич Белов (RU)
Алексей Евгеньевич Белов
Владимир Тимофеевич Собкалов (RU)
Владимир Тимофеевич Собкалов
Александр Андреевич Хитрый (RU)
Александр Андреевич Хитрый
Владимир Евгеньевич Ерохин (RU)
Владимир Евгеньевич Ерохин
Дмитрий Викторович Анненков (RU)
Дмитрий Викторович Анненков
Original Assignee
Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав" filed Critical Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав"
Priority to RU2009146148/02A priority Critical patent/RU2426618C1/en
Publication of RU2009146148A publication Critical patent/RU2009146148A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2426618C1 publication Critical patent/RU2426618C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to metal forming and may be used in producing thin-wall large-diameter shells. Periodic profile is formed by deforming the billet revolving on rotary mandrel by several rolls. Note here that billet with bottom is used arranged on mandrel with clearance making 0.06-0.08 of billet wall thickness to thrust against its bottom. Said periodic profile is made in two or several passes. Deforming in first pass is made with variable degree of deformation on biller end section and, in next passes, on billet start and main sections. Rolls have taper lead-in section, front working and rear conjugated surfaces, and cylindrical collar of its top. Rolls move radially to and from said mandrel, feed magnitude being varied. Mandrel with billet is fed axially opposite the draft direction.
EFFECT: expanded performances.
7 cl, 4 dwg, 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к изготовлению тонкостенных оболочек больших диаметров и длин с соотношением диаметра к толщине стенки

Figure 00000001
с периодическим профилем наружной поверхности в виде чередующихся участков цилиндрической и конической формы различной толщины и углов наклона конусов, например различных тонкостенных оболочек из низкоуглеродистых и легированных сталей, а также алюминиевых сплавов: баллонов, огнетушителей, емкостей для хранения жидкостей.The invention relates to the field of metal forming, namely the manufacture of thin-walled shells of large diameters and lengths with a ratio of diameter to wall thickness
Figure 00000001
with a periodic profile of the outer surface in the form of alternating sections of cylindrical and conical shapes of various thicknesses and tilt angles of the cones, for example, various thin-walled shells made of low-carbon and alloy steels, as well as aluminum alloys: cylinders, fire extinguishers, and containers for storing liquids.

Важнейшими проблемами при производстве таких оболочек является принципиальная возможность их получения методом ротационной вытяжки с высокой точностью и качеством обрабатываемой поверхности.The most important problems in the production of such shells is the fundamental possibility of their production by rotational drawing with high accuracy and quality of the processed surface.

Известен способ ротационной вытяжки полых осесимметричных деталей /SU 745584, В21Н 8/00, В21D 22/14, 07.07.80 г./, при котором исходную заготовку деформируют на вращающейся оправке несколькими коническими роликами в непрерывном очаге деформации с разведением его на несколько зон, последовательно расположенных вдоль оси оправки и наклоненных к ней под различными углами с возрастанием угла наклона от начала к концу очага деформации. Деформирование осуществляют при одинаковой степени деформации и постоянной толщине обрабатываемой поверхности. Способ не может быть использован для ротационной вытяжки оболочек с переменной толщиной стенки периодического профиля, так как из-за различной площади конических роликов с заготовкой при различных углах наклона рабочих поверхностей роликов (см. фиг.1 описания) радиальные нагрузки на каждый ролик будут не равны, что приводит к радиальному смещению оправки с деталью, потере устойчивости процесса деформирования и снижению точности изготавливаемых оболочек.A known method of rotational drawing of hollow axisymmetric parts / SU 745584, B21H 8/00, B21D 22/14, 07/07/80, /, in which the original workpiece is deformed on a rotating mandrel by several conical rollers in a continuous deformation zone with its separation into several zones, sequentially located along the axis of the mandrel and inclined to it at different angles with increasing angle of inclination from the beginning to the end of the deformation zone. The deformation is carried out with the same degree of deformation and a constant thickness of the treated surface. The method cannot be used for rotational drawing of shells with a variable wall thickness of a periodic profile, because due to the different area of the tapered rollers with the workpiece at different angles of inclination of the working surfaces of the rollers (see figure 1 description) the radial loads on each roller will not be equal , which leads to a radial displacement of the mandrel with the part, loss of stability of the deformation process and a decrease in the accuracy of the manufactured shells.

Наиболее близкий по технической сути и достигаемому техническому результату является патент RU 2106217 C1, В21D 22/16, 10.03.1998 г., при котором исходную заготовку деформируют на вращающейся оправке несколькими коническими роликами в непрерывном очаге деформации с разделением его на несколько зон, последовательно расположенных вдоль оси оправки и наклоненных к ней под различными углами с возрастанием угла наклона от начала к концу очага деформации, причем деформирование осуществляется при равных радиальных нагрузках на каждый ролик путем смещения роликов, взаимодействующих с каждой зоной, относительно роликов, взаимодействующих с другими зонами, в радиальном направлении на величину, рассчитываемую в зависимости от величины суммарной деформации на обрабатываемом участке и геометрических параметров каждого ролика, при этом вершины конусов роликов расположены в одной плоскости, перпендикулярной к оси вращения оправки. Непрерывный очаг деформации реализуется в результате осевого в направлении вытяжки и радиального перемещения роликов на вращающейся оправке, неподвижной в осевом направлении. Вершины роликов описывают траекторию периодического профиля (фиг.4). Заготовку на оправке фиксируют с упором в торцевой упор (фиг.4).The closest in technical essence and technical result achieved is patent RU 2106217 C1, B21D 22/16, 03/10/1998, in which the initial workpiece is deformed on a rotating mandrel by several conical rollers in a continuous deformation zone with its division into several zones, arranged in series along the axis of the mandrel and inclined to it at different angles with increasing angle of inclination from the beginning to the end of the deformation zone, and deformation is carried out at equal radial loads on each roller by displacement rollers interacting with each zone, relative to rollers interacting with other zones, in the radial direction by an amount calculated depending on the total strain on the machined area and the geometrical parameters of each roller, while the vertices of the roller cones are located in one plane perpendicular to the axis mandrel rotation. A continuous deformation zone is realized as a result of axial in the drawing direction and radial movement of the rollers on a rotating mandrel that is stationary in the axial direction. The tops of the rollers describe the trajectory of the periodic profile (figure 4). The workpiece on the mandrel is fixed with emphasis in the end stop (figure 4).

Данный способ принят авторами за прототип.This method is adopted by the authors for the prototype.

Как видно из этого технического решения, периодический профиль наружной поверхности оболочки (фиг.4 описания) получают, деформируя заготовку коническими роликами с различными углами рабочей поверхности (фиг.3 описания) и смещенными в радиальном направлении.As can be seen from this technical solution, a periodic profile of the outer surface of the shell (FIG. 4 of the description) is obtained by deforming the workpiece with tapered rollers with different angles of the working surface (FIG. 3 of the description) and offset in the radial direction.

Данный способ используется при ротационной вытяжке оболочек с периодическим профилем диаметром до 300 мм с толщиной стенки заготовки 5÷7 мм.This method is used for rotational drawing of shells with a periodic profile with a diameter of up to 300 mm and a workpiece wall thickness of 5–7 mm.

К причинам, препятствующим достижению указанного технического решения при использовании известного способа, принятого авторами за прототип, относится невозможность применения радиального смещения роликов и различных углов профиля рабочих поверхностей роликов при изготовлении тонкостенных оболочек с периодическим профилем больших диаметров (2÷3 м) и больших длин (1÷3 м) ввиду того, что при больших размерах и массах (10÷15 т) рабочего инструмента - оправок и узлов роликов технически не решается вопрос радиального смещения роликов между собой, а применение роликов с рабочим профилем различного угла наклона приводит к биению оправки с оболочкой и к потере устойчивости процесса деформирования в виде гофр и складок, а также к снижению точности геометрических параметров получаемых оболочек.The reasons that impede the achievement of the indicated technical solution when using the known method adopted by the authors for the prototype include the inability to use the radial displacement of the rollers and different angles of the profile of the working surfaces of the rollers in the manufacture of thin-walled shells with a periodic profile of large diameters (2 ÷ 3 m) and long lengths ( 1 ÷ 3 m) due to the fact that for large sizes and masses (10 ÷ 15 t) of the working tool - mandrels and roller assemblies, the question of the radial displacement of the rollers between themselves is not technically solved th, and the use of rollers with a working profile of a different angle of inclination leads to runout of the mandrel with the shell and to loss of stability of the deformation process in the form of corrugations and folds, as well as to a decrease in the accuracy of the geometric parameters of the resulting shells.

Кроме того, при ротационной вытяжке оболочек большого диаметра и большой длины с непрерывным очагом деформации проблематично обеспечить точность геометрических размеров ввиду того, что начало деформирования заготовки осуществляют на большом расстоянии от концевой части оправки, закрепленной на шпинделе станка, что приводит к биению оправки с заготовкой.In addition, when rotating hoods of large diameters and large lengths with a continuous deformation zone, it is problematic to ensure the accuracy of geometric dimensions due to the fact that the deformation of the workpiece is carried out at a large distance from the end part of the mandrel mounted on the machine spindle, which leads to runout of the mandrel with the workpiece.

Также специфика ротационной вытяжки оболочек больших размеров потребовала изменения упора заготовки в оправку, так как при известной схеме фиксации заготовки с упором в торцевой упор (фиг.4) из-за больших осевых и радиальных усилий прокатки (до 100 т) происходит смятие таких упоров.Also, the specificity of the rotational drawing of large-sized shells required a change in the workpiece stop in the mandrel, since with a known pattern of fixing the workpiece with a stop in the end stop (Fig. 4), due to the large axial and radial rolling forces (up to 100 tons), such stops are crushed.

Важнейшим фактором обеспечения устойчивости процесса ротационной вытяжки тонкостенных оболочек большого диаметра и длины с периодическим профилем является также выбор зазора между заготовкой и оправкой, разработка специального профиля роликов, которые не регламентированы в известном способе. Кроме того, схема ротационной вытяжки известного способа с перемещающимися в осевом и радиальном направлении роликами при вращающейся оправке, не перемещающейся в осевом направлении и горизонтально ориентированной, не приемлема при ротационной вытяжке тонкостенных оболочек больших размеров из-за влияния больших масс инструмента (оправки, узлов роликов), обладающих большой инерционностью.The most important factor in ensuring the stability of the process of rotational drawing of thin-walled shells of large diameter and length with a periodic profile is also the choice of the gap between the workpiece and the mandrel, the development of a special profile of rollers that are not regulated in the known method. In addition, the rotation scheme of the known method with axially and radially moving rollers with a rotating mandrel that is not axially moving and horizontally oriented is not acceptable when rotating thin-walled shells of large sizes due to the influence of large masses of the tool (mandrel, roller assemblies ), with great inertia.

Таким образом, задачей известного технического решения, принятого заявителями за прототип, являлось создание способа ротационной вытяжки оболочек с периодическим профилем роликами с различными углами наклона профиля рабочих поверхностей и смещенными в радиальном направлении между собой с целью расширения технологических возможностей.Thus, the objective of the known technical solution adopted by the applicants for the prototype was to create a method of rotational drawing of shells with a periodic profile by rollers with different angles of inclination of the profile of the working surfaces and radially displaced to each other in order to expand technological capabilities.

Общими признаками с предлагаемым заявителями способом является деформирование заготовки на вращающейся оправке несколькими роликами.Common features with the method proposed by the applicants is the deformation of the workpiece on a rotating mandrel with several rollers.

В отличие от прототипа в предлагаемом заявителями способе ротационной вытяжки тонкостенных оболочек большого диаметра с периодическим профилем используют заготовку с дном, которую устанавливают на оправку с зазором 0,06÷0,08 толщины стенки заготовки с упором в ее дно, а процесс формообразования периодического профиля осуществляют за два или несколько переходов с переменной степенью деформации, на первом переходе на концевом участке заготовки, на последующих переходах - на начальном участке и ее основной части, при этом ролики одинакового профиля, выполненные с коническим заходным участком, передней рабочей поверхностью и задней поверхностью, сопряженными между собой, и с цилиндрическим пояском на вершине, перемещают только в радиальном направлении к оправке и от нее с различной величиной подачи, а оправку перемещают с заготовкой в осевом направлении, противоположном направлению вытяжки.Unlike the prototype, in the method proposed by the applicants for the rotational drawing of thin-walled shells of large diameter with a periodic profile, a workpiece with a bottom is used, which is installed on a mandrel with a gap of 0.06 ÷ 0.08 of the wall thickness of the workpiece with an emphasis in its bottom, and the process of forming a periodic profile is carried out for two or more transitions with a variable degree of deformation, at the first transition at the end section of the workpiece, at subsequent transitions - at the initial section and its main part, the rollers being the same profiles made with a conical entry section, a front working surface and a rear surface mating with each other, and with a cylindrical girdle at the top, are moved only in the radial direction to and from the mandrel with different feed sizes, and the mandrel is moved with the workpiece in the axial direction, opposite to the drawing direction.

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:

- радиальную подачу роликов при их выходе из концевых участков заготовки выбирают в 1,5÷2,5 раза большей радиальной подаче на предыдущих участках;- the radial feed of the rollers when they exit the end sections of the workpiece is chosen 1.5 ÷ 2.5 times greater than the radial feed in the previous sections;

- вначале с меньшей степенью деформации формируют участок профиля с большей толщиной стенки, а затем с большей степенью деформации участок с меньшей толщиной стенки и далее чередуя участки в той же последовательности;- initially, with a lower degree of deformation, a section of the profile with a larger wall thickness is formed, and then with a greater degree of deformation, a section with a smaller wall thickness and then alternating sections in the same sequence;

- соотношение степеней деформации при деформировании участков периодического профиля большей и меньшей толщин стенки задают в пределах 0,6÷0,8;- the ratio of the degrees of deformation during deformation of the sections of the periodic profile of larger and smaller wall thicknesses is set within 0.6 ÷ 0.8;

- ролики устанавливают в одном и том же положении в радиальном и осевом направлениях, а профиль роликов выполняют на заходном участке с углом 3÷7 градусов, на передней поверхности с углом 25÷35 градусов, на задней поверхности с углом 7÷15 градусов, с цилиндрическим пояском на вершине, равным 0,3÷0,5 толщины стенки заготовки;- the rollers are installed in the same position in the radial and axial directions, and the profile of the rollers is performed at the entrance section with an angle of 3 ÷ 7 degrees, on the front surface with an angle of 25 ÷ 35 degrees, on the rear surface with an angle of 7 ÷ 15 degrees, s a cylindrical girdle on top equal to 0.3 ÷ 0.5 the thickness of the wall of the workpiece;

- заходный участок, переднюю и заднюю поверхность и цилиндрический поясок профиля роликов сопрягают по радиусу, равному 0,25÷0,55 толщины стенки заготовки;- the lead-in section, the front and rear surfaces and the cylindrical belt profile of the rollers are mated in a radius equal to 0.25 ÷ 0.55 of the wall thickness of the workpiece;

- на торцевых поверхностях роликов выполняют упорные кольцевые канавки глубиной 0,3÷0,7 толщины стенки заготовки и с радиусом профиля, равным 2÷3 толщины стенки заготовки, и диаметром, равным 0,6÷0,8 диаметра ролика.- on the end surfaces of the rollers, thrust annular grooves are made with a depth of 0.3 ÷ 0.7 of the wall thickness of the workpiece and with a radius of profile equal to 2 ÷ 3 of the wall thickness of the workpiece and a diameter of 0.6 ÷ 0.8 of the diameter of the roller.

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.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа изготовления тонкостенных оболочек большого диаметра и длины с периодическим профилем ротационной вытяжкой с высокой устойчивостью процесса формообразования, обеспечивающей высокую точность и качество обрабатываемой поверхности.The objective of the invention is to provide a method for the manufacture of thin-walled shells of large diameter and length with a periodic profile of a rotational hood with high stability of the forming process, providing high accuracy and quality of the processed surface.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе, включающем деформирование заготовки на вращающейся оправке несколькими роликами, особенность заключается в том, что используют заготовку с дном, которую устанавливают на оправку с зазором 0,06÷0,08 толщины стенки заготовки с упором в ее дно, а процесс формообразования периодического профиля осуществляют за два или несколько переходов с переменной степенью деформации, на первом переходе на концевом участке заготовки, на последующих переходах - на начальном участке и ее основной части, при этом ролики одинакового профиля, выполненные с коническим заходным участком, передней рабочей поверхностью и задней поверхностью, сопряженными между собой, и с цилиндрическим пояском на вершине, перемещают только в радиальном направлении к оправке и от нее с различной величиной подачи, а оправку перемещают с заготовкой в осевом направлении, противоположном направлению вытяжки.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 workpiece on a rotating mandrel with several rollers, the feature is that they use a workpiece with a bottom, which is installed on the mandrel with a gap of 0.06 ÷ 0.08 of the wall thickness of the workpiece with emphasis on its bottom, and the process of forming a periodic profile is carried out in two or more transitions with a variable degree of deformation, at the first transition at the end section of the workpiece, at subsequent exits - in the initial section and its main part, while rollers of the same profile, made with a tapered lead-in section, a front working surface and a rear surface mating with each other, and with a cylindrical belt at the top, are moved only in the radial direction to and from the mandrel with different feed sizes, and the mandrel is moved with the workpiece in the axial direction opposite to the drawing direction.

Новая совокупность операций, а также наличие связей между ними позволяют за счет:The new set of operations, as well as the presence of relations between them, allow due to:

- использования заготовки с дном с упором в ее дно - повысить устойчивость процесса деформирования, так как при больших диаметрах заготовки и, следовательно, больших усилиях прокатки (осевые и радиальные усилия достигают 100 тонн) опорная поверхность дна заготовки значительно большая, чем торцевая опорная поверхность известных технических решений, что гарантирует устойчивость процесса деформирования в результате ликвидации смятия торцевого упора заготовки;- use of the workpiece with a bottom with an emphasis on its bottom - to increase the stability of the deformation process, since with large diameters of the workpiece and, therefore, large rolling forces (axial and radial forces reach 100 tons), the support surface of the workpiece bottom is much larger than the end support surface of known technical solutions, which guarantees the stability of the deformation process as a result of elimination of crushing of the end stop of the workpiece;

- установки заготовки на оправку с зазором 0,06÷0,08 толщины стенки заготовки обеспечить высокую устойчивость процесса деформирования в результате того, что при большом диаметре и тонкой стенке заготовки, при соотношении диаметра и толщины стенки заготовки

Figure 00000002
, такая величина зазора создает плотную посадку заготовки на оправке, что обеспечивает точность размеров обработанных оболочек из-за уменьшения явления «раскатки» - увеличения диаметральных размеров; необходимо заметить, что зазор 0,06÷0,08 толщины стенки является оптимальным с точки зрения устойчивости процесса деформирования, так при меньшем зазоре (меньше 0,06 толщины стенки) затруднена установка заготовки на оправку из-за появления поперечных гофр при давлении прижима на дно заготовки; более 0,08 толщины стенки возрастают диаметральные размеры заготовки при деформировании из-за явления «раскатки» с появлением поперечно-винтовых и продольных гофр;- installation of the workpiece on the mandrel with a gap of 0.06 ÷ 0.08 of the wall thickness of the workpiece to ensure high stability of the deformation process as a result of the fact that with a large diameter and thin wall of the workpiece, with the ratio of the diameter and wall thickness of the workpiece
Figure 00000002
, such a gap creates a tight fit of the workpiece on the mandrel, which ensures the accuracy of the dimensions of the processed shells due to the reduction of the phenomenon of “rolling” - an increase in the diametrical dimensions; it should be noted that the gap of 0.06 ÷ 0.08 of the wall thickness is optimal from the point of view of stability of the deformation process, so with a smaller gap (less than 0.06 of the wall thickness) it is difficult to install the workpiece on the mandrel due to the appearance of transverse corrugations at a pressure of bottom of the workpiece; more than 0.08 of the wall thickness, the diameters of the workpiece increase during deformation due to the phenomenon of “rolling” with the advent of transverse helical and longitudinal corrugations;

- формообразование периодического профиля заготовки за два или несколько переходов, на первом переходе на концевом участке заготовки, на последующих переходах - на начальном участке и ее основной части - разделить деформацию по длине заготовки, так как на первом переходе осуществляют деформацию на концевом участке, а на последующих переходах - на начальном и ее основном участках заготовки, что повышает устойчивость процесса формообразования в результате бандажирующего эффекта на концевом участке заготовки, заключающемся в плотном контакте внутренней поверхности заготовки на конце заготовки вблизи у шпинделя станка, где наименьшее биение оправки, а при формообразовании на втором и последующих переходах на начальном и основном участках сохраняется бандажирующий эффект концевой части, что повышает точность геометрических размеров также на начальном и основном участках заготовки;- shaping the periodic profile of the workpiece for two or more transitions, at the first transition at the end section of the workpiece, at subsequent transitions - at the initial section and its main part - divide the deformation along the length of the workpiece, since the first transition is deformed at the end section, and at subsequent transitions - at the initial and its main sections of the workpiece, which increases the stability of the forming process as a result of the banding effect on the end section of the workpiece, which is in tight contact to the inner surface of the workpiece at the end of the workpiece near the machine spindle, where the mandrel runs out the least, and during shaping at the second and subsequent transitions, the banding effect of the end part is preserved at the initial and main sections, which increases the accuracy of the geometric dimensions also at the initial and main sections of the workpiece;

- формообразования периодического профиля с переменной степенью деформации - получить переменную толщину стенки периодического профиля;- shaping a periodic profile with a variable degree of deformation - get a variable wall thickness of a periodic profile;

- формообразования заготовки роликами с одинаковым профилем - обеспечить равенство радиальных и осевых усилий прокатки, в результате снижается биение оправки, что в свою очередь повышает устойчивость процесса формоизменения и точность размеров получаемых оболочек;- shaping the workpiece with rollers with the same profile - to ensure equal radial and axial forces of rolling, as a result, the runout of the mandrel is reduced, which in turn increases the stability of the process of forming and the accuracy of the size of the resulting shells;

- формообразования заготовки роликами с коническим заходным участком, передней рабочей поверхностью и задней поверхностью, сопряженными между собой и с цилиндрическим пояском на вершине - обеспечить высокую устойчивость процесса формообразования, так как заходная поверхность профиля предотвращает образование наплыва перед передней поверхностью, передняя поверхность деформирует слой металла, цилиндрический поясок и задняя поверхность выглаживает гребешки металла и обеспечивает чистоту обработанной поверхности;- shaping the workpiece with rollers with a conical entry section, a front working surface and a rear surface mating with each other and with a cylindrical belt at the top - to ensure high stability of the forming process, since the entry surface of the profile prevents the formation of an influx in front of the front surface, the front surface deforms the metal layer, a cylindrical girdle and a back surface smooths the combs of the metal and ensures the cleanliness of the treated surface;

- формообразования заготовки роликами, перемещаемыми только в радиальном направлении к оправке и от нее с различной величиной подачи при перемещении оправки с заготовкой в осевом направлении, противоположном направлению вытяжки - обеспечить возможность получения периодического профиля различной толщины с переменной степенью деформации, так как при этой схеме деформирования (прямой ротационной вытяжке), радиальное перемещение роликов с различной величиной радиальной подачи при осевом перемещении оправки с заготовкой с постоянной величиной осевой подачи обеспечивают периодическую траекторию очагов деформации в виде периодически чередующихся трапециевидных участков профиля.- forming the workpiece with rollers moving only in the radial direction to the mandrel and from it with different feed sizes when moving the mandrel with the workpiece in the axial direction opposite to the drawing direction - to provide the possibility of obtaining a periodic profile of various thicknesses with a variable degree of deformation, since with this deformation scheme (direct rotation hood), the radial movement of the rollers with different values of the radial feed when the axial movement of the mandrel with the workpiece with a constant led Due to the axial feed, a periodic trajectory of the deformation zones is provided in the form of periodically alternating trapezoidal sections of the profile.

Признаки, характеризующие изобретение в конкретных форматах выполнения, позволяют, в частности, за счет:The features characterizing the invention in specific execution formats allow, in particular, due to:

- выбора радиальной подачи роликов при их выходе из концевых участков заготовки, в 1,5÷2,5 раза большей радиальной подачи на предыдущих участках - повысить устойчивость процесса формоизменения на конечных участках на всех переходах ротационной вытяжки в результате купирования «краевого» эффекта, заключающегося в вспучивании и искривлении краевых - конечных участков заготовки из-за неуравновешенности напряжений в очагах деформаций у края или конца заготовки, что характерно для процессов пластического деформирования тонкостенных цилиндрических заготовок; таким образом при быстром выходе роликов с конечных участков - с подачей, в 1,5÷2,5 раза большей радиальной подачи на предыдущих участках, «краевой» эффект не выявляется, он выявляется при радиальной подаче менее чем в 1,5 раза, а при радиальной подаче выхода роликов слишком быстрой - более 2,5 раз из-за большой массы узлов роликов и их инерционности слишком быстрая подача роликов может привести к аварии - разрушению подшипников и роликов;- selection of the radial feed of the rollers when they exit the end sections of the workpiece, 1.5 ÷ 2.5 times greater than the radial feed in the previous sections - to increase the stability of the process of forming on the end sections at all transitions of the rotational hood as a result of stopping the "edge" effect, which consists in the expansion and curvature of the edge - end sections of the workpiece due to the imbalance of stresses in the deformation zones at the edge or end of the workpiece, which is typical for plastic deformation of thin-walled cylinders physical blanks; thus, when the rollers exit quickly from the end sections — with a feed 1.5–2.5 times greater than the radial feed in the previous sections, the “edge” effect is not detected, it is detected with a radial feed less than 1.5 times, and if the output of the rollers is too fast, more than 2.5 times due to the large mass of the roller assemblies and their inertia, too fast the rollers can lead to an accident - destruction of bearings and rollers;

- формирования вначале с меньшей степенью деформации участка профиля с большей толщиной стенки, а затем с большей степенью деформации участок с меньшей толщиной стенки, и далее, чередуя участки в той же последовательности - обеспечить высокую устойчивость процесса формоизменения, так как такая схема формирования - вначале с малой степенью деформации, а затем с большей позволяет уменьшить влияние «краевого» эффекта при вхождении роликов в заготовку и обеспечить высокую точность геометрических параметров на начальном участке, причем на последующем участке формоизменение с более высокой степенью деформации также обеспечивает высокую точность размеров за счет плотного контакта внутренней поверхности заготовки с оправкой на начальном участке;- first, forming with a lower degree of deformation a section of a profile with a larger wall thickness, and then with a greater degree of deformation, a section with a smaller wall thickness, and then, alternating sections in the same sequence, to ensure high stability of the forming process, since such a pattern of formation is first with a small degree of deformation, and then with a greater degree, reduces the influence of the "edge" effect when the rollers enter the workpiece and ensure high accuracy of geometric parameters in the initial section, and at next forming station with a higher degree of deformation also provides high dimensional accuracy by closely contacting the internal surface of the blank to the mandrel during the initial portion;

- соотношения степеней деформации при деформировании участков периодического профиля большей и меньшей толщин стенок в пределах 0,6÷0,8, являющегося оптимальным с точки зрения устойчивости процесса формообразования периодического профиля - получить чередующиеся участки с волнообразным чередованием сжимающих радиальных напряжений, создающий бандажирующий эффект, повышающий устойчивость заготовки по всей длине обработки, также необходимо заметить, что такое соотношение определено экспериментальным путем, а при изменении этого соотношения в меньшую и в большую сторону снижается точность геометрических размеров и вырастает вероятность гофрообразования;- the ratio of the degrees of deformation during the deformation of the sections of the periodic profile of greater and lesser wall thickness within 0.6 ÷ 0.8, which is optimal from the point of view of stability of the process of forming the periodic profile - to obtain alternating sections with a wave-like alternation of compressive radial stresses, creating a banding effect, increasing the stability of the workpiece along the entire length of the processing, it is also necessary to note that this ratio is determined experimentally, and when this change To a lesser and greater extent, the accuracy of geometric dimensions decreases and the likelihood of corrugation increases;

- формоизменения заготовки роликами, профиль которых выполнен на заходном участке с углом 3÷7 градусов, на передней рабочей поверхности с углом 25÷35 градусов, с углом 7÷15 градусов и с цилиндрическим пояском на вершине, равным 0,3÷0,5 толщины стенки заготовки - повысить устойчивость процесса деформирования и точность размеров, так как по результатам экспериментальных работ выявлено, что: 1) заходный участок профиля роликов с углом 3÷7 градусов наиболее эффективно разглаживает наплывы металла перед роликом, а при меньшем угле (<3°) возрастают усилия деформирования, при большем (>7°) - снижается эффект разглаживания наплывов; 2) угол передней рабочей поверхности - передний угол - 25÷35 градусов создает в очаге деформации наиболее благоприятные условия для течения металла вдоль образующей оправки, так увеличение переднего угла более 35 градусов приводит к утяжкам металла и трещинам, а уменьшение угла менее 25 градусов приводит к увеличению усилий деформирования и явлению «раскатки» - увеличению диаметральных размеров заготовки; 3) угол задней поверхности - задний угол - 7÷15 градусов оптимален и обеспечивает высокое качество обрабатываемой поверхности, так при малом заднем угле (<7°) и большем (>15°) чистота поверхности ухудшается - при малых углах наблюдается шелушение, а при больших углах - волнистость поверхности; 4) цилиндрический поясок на вершине профиля, равный 0,3÷0,5 толщины стенки заготовки, обеспечивает высокую износостойкость роликов и, следовательно, качество обрабатываемой поверхности, такая величина пояска оптимальна при высоких давлениях на ролик, так при малой величине пояска, (<0,3 толщины стенки) или его отсутствии ролик быстро изнашивается на острых вершинах профиля, в результате чистота поверхности после вытяжки ухудшается, т.е. поверхность обработанной детали становится шероховатой, а при величине пояска более 0,5 толщины стенки возрастают радиальные и осевые усилия, что повышает вероятность появления утяжек и трещин;- forming of the workpiece with rollers, the profile of which is made at the entrance section with an angle of 3 ÷ 7 degrees, on the front working surface with an angle of 25 ÷ 35 degrees, with an angle of 7 ÷ 15 degrees and with a cylindrical belt at the apex equal to 0.3 ÷ 0.5 the thickness of the workpiece wall - to increase the stability of the deformation process and the dimensional accuracy, as the results of experimental studies revealed that: 1) the inlet section of the profile of the rollers with an angle of 3-7 degrees most effectively smoothes out the influx of metal in front of the roller, and at a smaller angle (<3 ° ) increase effort I deformation, at greater (> 7 °) - the effect of smoothing out the influx decreases; 2) the angle of the front working surface — the rake angle — 25–35 degrees creates the most favorable conditions for the metal flow along the forming mandrel in the deformation zone, since an increase in the front angle of more than 35 degrees leads to metal tightening and cracks, and a decrease in the angle of less than 25 degrees leads to an increase in deformation forces and the phenomenon of “rolling” - an increase in the diametrical dimensions of the workpiece; 3) the angle of the back surface - the rear angle - 7 ÷ 15 degrees is optimal and ensures high quality of the processed surface, so with a small back angle (<7 °) and a larger (> 15 °) surface finish deteriorates - peeling is observed at small angles, and at large angles - surface undulation; 4) a cylindrical belt at the top of the profile, equal to 0.3 ÷ 0.5 of the wall thickness of the workpiece, provides high wear resistance of the rollers and, therefore, the quality of the machined surface, such a belt size is optimal at high pressure on the roller, so with a small belt size, (< 0.3 wall thickness) or its absence, the roller wears out quickly on the sharp peaks of the profile, as a result, the surface cleanliness after drawing deteriorates, i.e. the surface of the machined part becomes rough, and when the size of the girdle is more than 0.5 of the wall thickness, the radial and axial forces increase, which increases the likelihood of the appearance of braces and cracks;

- сопряжения заходного участка, передней и задней поверхности и цилиндрического пояска профиля роликов по радиусу, равному 0,25÷0,55 толщины стенки заготовки - обеспечить плавность нарастания деформаций, так как отсутствие радиусов или малое их значение (<0,25 толщины стенки) приводит к шелушению обрабатываемой поверхности, а большие значения радиуса (>0,55 толщины стенки) вызывают ухудшение качества обработанной поверхности в результате скругления и уменьшения длины цилиндрического пояска;- conjugation of the lead-in section, the front and rear surfaces and the cylindrical belt profile of the rollers along a radius equal to 0.25 ÷ 0.55 of the wall thickness of the workpiece - to ensure smooth growth of deformations, since there are no radii or their small value (<0.25 wall thickness) leads to peeling of the treated surface, and large values of the radius (> 0.55 of the wall thickness) cause a deterioration in the quality of the treated surface as a result of rounding and a decrease in the length of the cylindrical girdle;

- выполнения на торцевых поверхностях роликов упорных кольцевых канавок глубиной 0,3÷0,7 толщины стенки заготовки и с радиусом профиля, равным 2÷3 толщинам стенки заготовки, и диаметром, равным 0,6÷0,8 диаметра ролика - компенсировать изгибы и прогибы роликов от действия значительных осевых и радиальных усилий вытяжки и в результате уменьшить биение и, вибрации роликов и следовательно, обеспечить высокое качество обрабатываемой поверхности; необходимо отметить, что приведенные соотношения глубины канавок и толщины стенки, а также диаметра канавок и диаметра роликов являются оптимальными и определены экспериментальным путем, так как:- execution on the end surfaces of the rollers of the persistent annular grooves with a depth of 0.3 ÷ 0.7 of the wall thickness of the workpiece and with a radius of profile equal to 2 ÷ 3 the wall thickness of the workpiece and a diameter of 0.6 ÷ 0.8 of the diameter of the roller - to compensate for bends and deflection of the rollers from the action of significant axial and radial forces of the hood and as a result to reduce runout and vibration of the rollers and, therefore, to ensure high quality of the processed surface; it should be noted that the above ratios of the depth of the grooves and wall thickness, as well as the diameter of the grooves and the diameter of the rollers are optimal and determined experimentally, since:

1) при глубине канавки менее 0,3 толщины стенки и при радиусе профиля канавки менее 2-х толщин стенки заготовки уменьшается площадь контакта канавок с шариками подшипникового узла и увеличивается давление на шарики и упорные канавки, что повышает вероятность износа контактной поверхности с последующим увеличением ее шероховатости и, следовательно, вибраций роликов, ухудшающих качество поверхности обрабатываемых заготовок; а при глубине канавки более 0,7 толщины стенки и радиусе профиля канавок более 3 толщин стенки заготовки увеличивается площадь контакта упорной поверхности канавок, что приводит к увеличению сил трения и, следовательно, к увеличению сопротивления металла пластическому деформированию и, в конечном итоге, к значительным затратам энергии;1) with a groove depth of less than 0.3 wall thickness and with a groove profile radius of less than 2 workpiece wall thicknesses, the contact area of the grooves with the balls of the bearing assembly decreases and the pressure on the balls and thrust grooves increases, which increases the likelihood of wear of the contact surface with its subsequent increase roughness and, consequently, vibration of the rollers, worsening the surface quality of the workpieces; and with a groove depth of more than 0.7 wall thickness and a groove profile radius of more than 3 workpiece wall thicknesses, the contact area of the thrust surface of the grooves increases, which leads to an increase in friction forces and, consequently, to an increase in the metal resistance to plastic deformation and, ultimately, to significant energy costs;

2) при диаметре упорных канавок менее 0,6 диаметра ролика возрастают прогиб и вибрации вершин роликов, что приводит к волнистости обрабатываемой поверхности, а при диаметре упорных канавок более 0,8 диаметра роликов уменьшается высота профиля роликов, что влияет на усилия прокатки и чистоту поверхности и повышает вероятность гофрообразования.2) when the diameter of the stop grooves is less than 0.6 of the diameter of the roller, the deflection and vibration of the tops of the rollers increase, which leads to a waviness of the surface being machined, and when the diameter of the stop grooves is more than 0.8 of the diameter of the rollers, the height of the profile of the rollers decreases, which affects the rolling forces and surface cleanliness and increases the likelihood of corrugation.

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».Studying the level of technology during the patent search for 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 изготовления тонкостенных оболочек с периодическим профилем большого диаметра, при котором заготовку деформируют на вращающейся оправке несколькими роликами, в отличие от прототипа согласно изобретению используют заготовку с дном, которую устанавливают на оправку с зазором 0,06÷0,08 толщины стенки заготовки с упором в ее дно, а процесс формообразования периодического профиля осуществляют за два или несколько переходов с переменной степенью деформации, на первом переходе на концевом участке заготовки, на последующих переходах - на начальном участке и ее основной части, при этом ролики одинакового профиля, выполненные с коническим заходным участком, передней рабочей поверхностью и задней поверхностью, сопряженными между собой, и с цилиндрическим пояском на вершине, перемещают только в радиальном направлении к оправке и от нее с различной величиной подачи, а оправку перемещают с заготовкой в осевом направлении, противоположном направлению вытяжки.The essence of the invention lies in the fact that in the method of manufacturing thin-walled shells with a periodic profile of large diameter, in which the workpiece is deformed on a rotating mandrel with several rollers, in contrast to the prototype according to the invention, a workpiece with a bottom is used, which is installed on the mandrel with a clearance of 0.06 ÷ 0 , 08 the wall thickness of the workpiece with emphasis on its bottom, and the process of forming a periodic profile is carried out in two or more transitions with a variable degree of deformation, at the first transition at the end part of the workpiece, at subsequent transitions - in the initial section and its main part, while rollers of the same profile, made with a tapered lead-in section, a front working surface and a rear surface mating with each other, and with a cylindrical belt at the top, are moved only in the radial direction to the mandrel and from it with different feed sizes, and the mandrel is moved with the workpiece in the axial direction opposite to the drawing direction.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображены заготовка и оправка в исходном положении и первый переход формообразования заготовки на ее концевом участке, на фиг.2 - положение заготовки и оправки в начале и в конце второго перехода, на фиг.3 - узел ролика, на фиг.4 - профиль ролика.The invention is illustrated by the drawing, in which Fig. 1 shows the workpiece and the mandrel in the initial position and the first transition of the shaping of the workpiece at its end section, in Fig. 2 - the position of the workpiece and the mandrel at the beginning and at the end of the second transition, in Fig. 3 - node 4, the profile of the roller.

Заготовку 1 (фиг.1) устанавливают на оправку 2 с зазором Δ и с упором в дно таким образом, чтобы торец заготовки находился на расстоянии l0 мм до вершины роликов 3, определенное из равенства объемов участка конца заготовки до и после первого перехода ротационной вытяжки.The workpiece 1 (Fig. 1) is installed on the mandrel 2 with a gap Δ and with an emphasis on the bottom so that the end face of the workpiece is at a distance l 0 mm to the top of the rollers 3, determined from the equality of the volume of the section of the end of the workpiece before and after the first transition of the rotary hood .

В начале ротационной вытяжки включают вращение оправки со скоростью S мин-1 и радиальное перемещение роликов с подачей Fрол мм/мин. Первый переход начинается с момента касания роликов 3 в точке 0 (фиг.1) на длине l0 мм и заканчивается в момент выхода роликов 3 из заготовки на участке 4÷5 на длине l1 мм. Формообразование участков с периодическим профилем осуществляют при осевом перемещении оправки 2 с заготовкой 1 с постоянной величиной осевой подачи Fопр мм/мин и переменной величиной радиальной подачи роликов Fрол мм/мин.At the beginning of the rotary hood include the rotation of the mandrel with a speed of S min -1 and the radial movement of the rollers with a feed F roll mm / min. The first transition begins from the moment the rollers 3 touch at point 0 (Fig. 1) at a length l 0 mm and ends at the moment the rollers 3 exit the workpiece in a section 4 ÷ 5 at a length l 1 mm. The forming of sections with a periodic profile is carried out with the axial movement of the mandrel 2 with the workpiece 1 with a constant value of the axial feed F opr mm / min and a variable value of the radial feed of the rollers F roll mm / min.

В результате траектория профиля первого перехода представляет собой сочетание участков: конический участок 0-1 - участок вхождения роликов, цилиндрический участок 1-2 с толщиной t1 мм и степенью деформации е1 %, конический участок 2-3, цилиндрический участок 3-4 с толщиной t2 мм и степенью деформации е2 % и конический участок 4-5 - участок быстрого выхода роликов из заготовки.As a result, the profile trajectory of the first transition is a combination of sections: a conical section 0-1 - a roller entry section, a cylindrical section 1-2 with a thickness of t 1 mm and a degree of deformation of e 1 %, a conical section 2-3, a cylindrical section 3-4 s a thickness of t 2 mm and a degree of deformation of e 2 % and a conical section 4-5 is a section of the quick exit of the rollers from the workpiece.

Величина радиальной подачи роликов 3 на участках 0-1 и 2-3 равна Fрол мм/мин, на участках 1-2 и 3-4 Fрол=0 мм/мин, на участке 4-5 радиальная подача роликов при выходе из заготовки, в 1,5-2,5 раза больше радиальной подачи на предыдущих участках 0-1, 2-3.The value of the radial feed of the rollers 3 in sections 0-1 and 2-3 is equal to F roll mm / min, in sections 1-2 and 3-4 F roll = 0 mm / min, in section 4-5 the radial feed of the rollers upon exiting the workpiece , 1.5-2.5 times the radial feed in the previous sections 0-1, 2-3.

Степень деформации на коническом участке вхождения роликов 0-1 изменяется от 0% в точке 0 до е1 % в точке 1 и на первом цилиндрическом участке 1-2 остается равной е1 %. На втором коническом участке 2-3 степень деформации возрастает от е1 % до е2 % и на втором цилиндрическом участке составляет е1=(0,6÷0,8)е2, т.е. на первом цилиндрическом участке с большей толщиной стенки t1 мм степень деформации меньше, чем на втором цилиндрическом участке, имеющем меньшую толщину стенки t2 мм.The degree of deformation in the conical section of the entry of the rollers 0-1 varies from 0% at point 0 to e 1 % at point 1 and in the first cylindrical section 1-2 remains equal to e 1 %. In the second conical section 2-3, the degree of deformation increases from e 1 % to e 2 % and in the second cylindrical section is e 1 = (0.6 ÷ 0.8) e 2 , i.e. in the first cylindrical section with a larger wall thickness t 1 mm, the degree of deformation is less than in the second cylindrical section having a smaller wall thickness t 2 mm.

Второй проход ротационной вытяжки (фиг.2) начинают с момента касания роликами 3 заготовки 1 на начальном участке в точке 6. Траектория периодического профиля второго прохода: цилиндрический участок 6-7 с толщиной стенки t1 мм со степенью деформации е1 %, конический участок 7-8 со степенью деформации, возрастающей от е1 % до е2 %, цилиндрический участок 8-9 толщиной t2 мм со степенью деформации е2 % и так далее, чередуясь в той же последовательности - цилиндрический участок 10-11 с е1 % и толщиной стенки t1 мм, конический участок 11-12, цилиндрический участок 12-13 толщиной t2 мм со степенью деформации е2 %, конический участок 13-14 быстрого отвода роликов 3 от заготовки.The second pass of the rotary hood (Fig. 2) begins when the rollers 3 touch the workpiece 1 in the initial section at point 6. The trajectory of the periodic profile of the second pass: cylindrical section 6-7 with a wall thickness of t 1 mm with a degree of deformation of e 1 %, conical section 7-8 with a degree of deformation increasing from e 1 % to e 2 %, a cylindrical section 8-9 with a thickness of t 2 mm with a degree of deformation e 2 % and so on, alternating in the same sequence - a cylindrical section 10-11 with e 1 % and wall thickness t 1 mm, conical section 11-12, cylindrical section 12-13 with a thickness of t 2 mm with a degree of deformation of e 2 %, the conical section 13-14 of the quick removal of the rollers 3 from the workpiece.

Длина обработанной части заготовки после второго перехода l2 мм. Общая длина заготовки после второго перехода L мм равна (l1+l2) мм - сумме длин обработки по переходам (фиг.2).The length of the processed part of the workpiece after the second transition l 2 mm The total length of the workpiece after the second transition L mm is equal to (l 1 + l 2 ) mm - the sum of the processing lengths on the transitions (figure 2).

На втором переходе, так же как и на первом, радиальная подача роликов Fрол мм/мин при выходе с конечного участка в 1,5-2,5 раза больше радиальной подачи Fрол мм/мин на предыдущих участках 7-8, 9-10, 11-12. Так же как на первом переходе степень деформации е1 % участков с толщиной t1 мм меньше степени деформации е2% участков с толщиной t2 мм. Соотношение степеней деформаций е1 %/е2 % также равно 0,6÷0,8.At the second transition, as well as at the first, the radial feed of the rollers F roll mm / min at the exit from the final section is 1.5-2.5 times greater than the radial feed F roll mm / min in the previous sections 7-8, 9- 10, 11-12. As in the first transition, the degree of deformation e 1 % of the sections with a thickness of t 1 mm is less than the degree of deformation e 2 % of the sections with a thickness of t 2 mm. The ratio of the degrees of deformation e 1 % / e 2 % is also equal to 0.6 ÷ 0.8.

На первом и втором переходах оправку с заготовкой перемещают в осевом направлении, противоположном направлению вытяжки, с толщиной t1 мм и степенью деформации е1 %, со скоростью S мин-1 и осевой подачей F мм/мин.At the first and second transitions, the mandrel with the workpiece is moved in the axial direction opposite to the drawing direction, with a thickness of t 1 mm and a degree of deformation of e 1 %, with a speed of S min -1 and an axial feed of F mm / min.

После окончания ротационной вытяжки отводят ролики в исходное положение с радиальной ускоренной подачей Fрол мм/мин, останавливают вращение оправки и снимают заготовку с оправки.After the rotation of the hood, the rollers are retracted to their original position with a radial accelerated feed F roll mm / min, the rotation of the mandrel is stopped and the workpiece is removed from the mandrel.

Съемник на фиг.1 и фиг.2 условно не показан.The puller in figure 1 and figure 2 conventionally not shown.

Пример.Example.

Полая стальная осесимметрическая заготовка внутренним диаметром 911 мм, длиной 885 мм, толщиной стенки 7,2 мм с дном устанавливают на оправку вертикального прокатного стана ХПТ - 4 (Р=100 тс) с упором дна заготовки в торец оправки.A hollow steel axisymmetric billet with an inner diameter of 911 mm, a length of 885 mm, and a wall thickness of 7.2 mm with a bottom is mounted on the mandrel of a vertical rolling mill ХПТ - 4 (Р = 100 tf) with the bottom of the workpiece resting on the end of the mandrel.

Заготовка устанавливается с зазором между ее внутренней поверхностью и оправкой, равным 0,5 мм.The workpiece is installed with a gap between its inner surface and the mandrel equal to 0.5 mm.

Соотношение величин зазора Д и диаметра заготовки D0 составляет

Figure 00000003
соответствует формуле изобретения (
Figure 00000004
=0,06÷0,08).The ratio of the gap D and the diameter of the workpiece D 0 is
Figure 00000003
corresponds to the claims (
Figure 00000004
= 0.06 ÷ 0.08).

Режимы обработки:Processing Modes:

Скорость вращения оправки S=30 мин-1.The rotation speed of the mandrel S = 30 min -1 .

Осевая подача Fопр=60 мм/мин.Axial feed F def = 60 mm / min.

Толщины стенки t1 и t2 и степени деформации е1 % и е2 % приведены в таблице №1.The wall thicknesses t 1 and t 2 and the degree of deformation e 1 % and e 2 % are given in table No. 1.

Figure 00000005
Figure 00000005

Радиальная подача роликов Fрол мм/мин при формообразовании периодического профиля:Radial feed of rollers F roll mm / min during the formation of a periodic profile:

Таблица №2Table number 2 1 переход1 transition 2 переход2 transition Участки периодического профиляPeriodic sections Fрол мм/минF roll mm / min Участки периодического профиляPeriodic sections Fрол мм/минF roll mm / min 0-10-1 3,63.6 6-76-7 00 1-21-2 00 7-87-8 3,63.6 2-32-3 3,63.6 8-98-9 00 3-43-4 00 9-109-10 3,63.6 4-54-5 5,65,6 10-1110-11 00 11-1211-12 3,63.6 12-1312-13 00 13-1413-14 5,65,6

Величина радиальной подачи роликов при выходе их из конечных участков заготовки 4-5 (первый проход) и 13-14 (второй проход) в 1,6 раза больше величины подачи на предыдущих участках, т.е. 5,6/3,6=1,6. Таким образом, величина радиальной подачи при выходе роликов из заготовки на конечных участках (4-5 и 13-14), превышающая подачу роликов на предыдущих участках (0-1, 2-3, 7-8, 9-10 и 11-12) в 1,6 раза, что соответствует формуле изобретения (в 1,5-2,5 раза).The value of the radial feed of the rollers when they exit the end sections of the workpiece 4-5 (first pass) and 13-14 (second pass) is 1.6 times larger than the feed rate in the previous sections, i.e. 5.6 / 3.6 = 1.6. Thus, the value of the radial feed at the exit of the rollers from the workpiece in the final sections (4-5 and 13-14), exceeding the feed of the rollers in the previous sections (0-1, 2-3, 7-8, 9-10 and 11-12 ) 1.6 times, which corresponds to the claims (1.5-2.5 times).

Ротационную вытяжку на первом и втором переходе выполняют роликами (фиг.4) с коническим заходным участком (αзах=5°), конической передней поверхностью (ρ=30°), конической задней поверхностью (γ=10°), цилиндрическим пояском (h=3 мм) на вершине, которые сопряжены по радиусу (r=3 мм). Длина цилиндрического пояска h=3 мм составляет 0,42 толщины стенки заготовки

Figure 00000006
, что соответствует формуле изобретения [h=(0,3÷0,5)t0]. Радиус сопряжения r=3 мм составляет 0,42 толщины стенки заготовки
Figure 00000007
, что соответствует формуле изобретения [r=(0,25÷0,55)t0].The rotational hood at the first and second transition is carried out by rollers (Fig. 4) with a conical lead-in section (α snap = 5 °), a conical front surface (ρ = 30 °), a conical rear surface (γ = 10 °), a cylindrical belt (h = 3 mm) at the apex, which are conjugate in radius (r = 3 mm). The length of the cylindrical belt h = 3 mm is 0.42 of the wall thickness of the workpiece
Figure 00000006
that corresponds to the claims [h = (0.3 ÷ 0.5) t 0 ]. The mating radius r = 3 mm is 0.42 of the wall thickness of the workpiece
Figure 00000007
that corresponds to the claims [r = (0.25 ÷ 0.55) t 0 ].

Ротационную вытяжку на первом и втором переходе выполняют роликами диаметром Dрол=500 мм с кольцевыми упорными канавками (фиг.3) глубиной b=3,15 мм, радиусом профиля R=17,1 мм и диаметром Dк=360 мм.The rotational hood at the first and second transition is performed by rollers with a diameter of D roll = 500 mm with annular stop grooves (Fig. 3) with a depth of b = 3.15 mm, a profile radius of R = 17.1 mm and a diameter of D k = 360 mm.

Ролики 3 вращаются со скоростью (Sрол мин-1), равной скорости (S мин-1), вращения заготовки с оправкой (Sрол=S=30 мин-1) на шариках 4, которые в свою очередь упираются в опорную поверхность канавок колец 5.The rollers 3 rotate at a speed (S roll min -1 ) equal to the speed (S min -1 ), rotation of the workpiece with a mandrel (S roll = S = 30 min -1 ) on the balls 4, which in turn abut against the supporting surface of the grooves rings 5.

Вращение роликов 3 осуществляется от деформационного взаимодействия с заготовкой 1.The rotation of the rollers 3 is carried out from the deformation interaction with the workpiece 1.

Глубина канавок, радиус профиля канавок и диаметр упорных канавок составляют:The depth of the grooves, the radius of the profile of the grooves and the diameter of the stop grooves are:

глубина b=0,49t0 (3,5/7,2=0,49), b=(0,3÷0,7)t0 - по формуле изобретения,depth b = 0.49t 0 (3.5 / 7.2 = 0.49), b = (0.3 ÷ 0.7) t 0 - according to the claims,

радиус R=2,37t0 (17,1/7,2=2,37), R=(2÷3)t0 - по формуле изобретения,radius R = 2,37t 0 (17,1 / 7,2 = 2,37), R = (2 ÷ 3) t 0 - according to the claims,

диаметр Dк=0,49Dp (360/500=0,72), Dк=(0,6÷0,8) Dp - по формуле изобретения.diameter D k = 0.49D p (360/500 = 0.72), D k = (0.6 ÷ 0.8) D p - according to the claims.

Таким образом глубина b мм, радиус профиля R мм и диаметр Dк мм выполнены в соответствии с формулой изобретения.Thus, the depth b mm, the radius of the profile R mm and the diameter D to mm are made in accordance with the claims.

Выполнение способа изготовления тонкостенных оболочек с периодическим профилем большого диаметра и длины в соответствии с изобретением обеспечивает изготовление оболочек с высокой устойчивостью процесса формоизменения, обеспечивающей высокую точность и качество поверхности.The implementation of the method of manufacturing thin-walled shells with a periodic profile of large diameter and length in accordance with the invention provides the manufacture of shells with high stability of the process of forming, providing high accuracy and surface quality.

Изобретение может быть использовано при производстве различных оболочек из стали, нержавеющей стали и алюминиевых сплавов большого диаметра и длины с периодическим профилем в виде сочетания чередующихся участков конической, цилиндрической формы с различной толщиной стенки.The invention can be used in the production of various shells of steel, stainless steel and aluminum alloys of large diameter and length with a periodic profile in the form of a combination of alternating sections of conical, cylindrical shapes with different wall thicknesses.

Указанный положительный эффект подтвержден испытанием опытных образцов деталей, изготовленных по данному способу.The specified positive effect is confirmed by testing prototypes of parts made by this method.

В настоящее время разработана техническая документация, проведены испытания, намечено серийное производство продукции по предложенному способу.Currently, technical documentation has been developed, tests have been carried out, serial production of the products by the proposed method is planned.

Claims (7)

1. Способ изготовления тонкостенных оболочек с периодическим профилем большого диаметра, включающий формообразование периодического профиля деформированием заготовки на вращающейся оправке несколькими роликами, отличающийся тем, что используют заготовку с дном, которую устанавливают на оправку с зазором, составляющим 0,06÷0,08 толщины стенки заготовки, с упором в ее дно, а процесс формообразования периодического профиля осуществляют за два или несколько переходов, на первом из которых деформирование осуществляют с переменной степенью деформации на концевом участке заготовки, на последующих переходах - на начальном участке заготовки и на ее основной части, при этом используют ролики одинакового профиля, выполненные с коническим заходным участком, передней рабочей поверхностью и задней поверхностью, сопряженными между собой, и с цилиндрическим пояском на вершине, которые перемещают в радиальном направлении к оправке и от нее с различной величиной подачи, а оправку перемещают с заготовкой в осевом направлении, противоположном направлению вытяжки.1. A method of manufacturing thin-walled shells with a periodic profile of large diameter, including forming a periodic profile by deformation of the workpiece on a rotating mandrel with several rollers, characterized in that they use a workpiece with a bottom, which is installed on the mandrel with a gap of 0.06 ÷ 0.08 wall thickness blanks, with emphasis on its bottom, and the process of forming a periodic profile is carried out in two or more transitions, at the first of which the deformation is carried out with a variable degree of deformation at the end section of the workpiece, at subsequent transitions - at the initial section of the workpiece and on its main part, using the same profile rollers made with a tapered lead-in section, a front working surface and a rear surface mating with each other, and with a cylindrical girdle on top which move in the radial direction to and from the mandrel with a different feed rate, and the mandrel is moved with the workpiece in the axial direction opposite to the drawing direction. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что радиальную подачу роликов при их выходе из концевых участков заготовки осуществляют в 1,5÷2,5 раза превышающей радиальную подачу на предыдущих участках.2. The method according to claim 1, characterized in that the radial feed of the rollers when they exit the end sections of the workpiece is 1.5 ÷ 2.5 times higher than the radial feed in the previous sections. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вначале с меньшей степенью деформации формируют участок профиля с большей толщиной стенки, а затем - с большей степенью деформации формируют участок с меньшей толщиной стенки, а далее чередуют участки в той же последовательности.3. The method according to claim 1, characterized in that at first with a lower degree of deformation a section of a profile with a larger wall thickness is formed, and then with a greater degree of deformation a section with a smaller wall thickness is formed, and then the sections are alternated in the same sequence. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение степеней деформации при деформировании участков периодического профиля с большей и меньшей толщиной стенки задают в пределах 0,6÷0,8.4. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of the degrees of deformation during deformation of the sections of the periodic profile with a larger and smaller wall thickness is set within 0.6 ÷ 0.8. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют ролики, выполненные на заходном участке с углом 3÷7°, на передней рабочей поверхности - с углом 25÷35°, на задней поверхности - с углом 7÷15°, с цилиндрическим пояском на вершине, равным 0,3÷0,5 толщины стенки заготовки.5. The method according to claim 1, characterized in that the rollers are used, made at the entrance section with an angle of 3 ÷ 7 °, on the front working surface with an angle of 25 ÷ 35 °, on the back surface with an angle of 7 ÷ 15 °, s a cylindrical girdle on top equal to 0.3 ÷ 0.5 the thickness of the wall of the workpiece. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что заходный участок, переднюю и заднюю поверхности и цилиндрический поясок роликов сопрягают по радиусу, равному 0,25÷0,55 толщины стенки заготовки.6. The method according to claim 1, characterized in that the entry portion, the front and rear surfaces and the cylindrical belt of the rollers are mated in a radius equal to 0.25 ÷ 0.55 of the wall thickness of the workpiece. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют ролики, на торцевых поверхностях которых выполнены упорные кольцевые канавки глубиной, составляющей 0,3÷0,7 толщины стенки заготовки, с радиусом профиля, равным 2÷3 толщины стенки заготовки, и диаметром, равным 0,6÷0,8 диаметра ролика. 7. The method according to claim 1, characterized in that the use of rollers, on the end surfaces of which are made persistent annular grooves with a depth of 0.3 ÷ 0.7 of the wall thickness of the workpiece, with a radius of profile equal to 2 ÷ 3 of the wall thickness of the workpiece, and diameter equal to 0.6 ÷ 0.8 of the diameter of the roller.
RU2009146148/02A 2009-12-15 2009-12-15 Method of producing thin-wall shells with periodic large-diameter profile RU2426618C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009146148/02A RU2426618C1 (en) 2009-12-15 2009-12-15 Method of producing thin-wall shells with periodic large-diameter profile

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009146148/02A RU2426618C1 (en) 2009-12-15 2009-12-15 Method of producing thin-wall shells with periodic large-diameter profile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009146148A RU2009146148A (en) 2011-06-20
RU2426618C1 true RU2426618C1 (en) 2011-08-20

Family

ID=44737553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009146148/02A RU2426618C1 (en) 2009-12-15 2009-12-15 Method of producing thin-wall shells with periodic large-diameter profile

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2426618C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2638605C2 (en) * 2015-05-25 2017-12-14 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "Технологический центр" Method for manufacturing thin-walled shells of complex form
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2638605C2 (en) * 2015-05-25 2017-12-14 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "Технологический центр" Method for manufacturing thin-walled shells of complex form
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
RU2009146148A (en) 2011-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3434322A (en) Method and apparatus for rolling bearing races
RU2356675C1 (en) Manufacturing method of steel profile shell
RU2449848C1 (en) Method of rotary drawing of thin-wall shells with bulges
RU2538792C1 (en) Rotary drawing of thin-wall shells with crowning
RU2405646C1 (en) Method of rotary rolling-out of envelopments from tubular billets and tubular billet to produce envelopments thereby
RU2426618C1 (en) Method of producing thin-wall shells with periodic large-diameter profile
RU2343035C2 (en) Method for rotary drawing of complex profile shells
Jia et al. Experimental study on wrinkle suppressing in multi-pass drawing spinning of 304 stainless steel cylinder
US20090014082A1 (en) Exhaust apparatus and method
US3288542A (en) Method of rolling bearing races
US5649440A (en) Method for calibration of assel rollers
SU822960A1 (en) Method of expanding shaped rings
RU2378063C1 (en) Mandrel of rotary piercer
RU2818921C1 (en) Method of spinning processing of axisymmetric shells
CN113680931A (en) Near-net composite rolling forming method for large inner contour abrupt cross-section ring piece
RU2461436C1 (en) Method of producing variable cross-section thin-wall shells
RU2623203C1 (en) Manufacturing method of the periodic profile thin-wall shells from aluminium alloys
RU2615959C1 (en) Thin-walled axisymmetric steel shell manufacturing method
CN217095005U (en) Periodic roll and roll device
RU2606132C1 (en) Method of shells rotary drawing from pipe blanks
RU2812288C1 (en) Method for manufacturing thin-walled cold-deformed hexagonal pipes
RU2821416C1 (en) Method of screw piercing in four-roll mill
RU2656901C2 (en) Method of seamless metal pipe manufacturing
RU2401170C1 (en) Method of asymmetric cold rolling of pipes
RU2801801C1 (en) Method for manufacturing complex profile shells