RU2607108C1 - Method of radial forging hexagonal hollow profiles - Google Patents
Method of radial forging hexagonal hollow profiles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2607108C1 RU2607108C1 RU2015138308A RU2015138308A RU2607108C1 RU 2607108 C1 RU2607108 C1 RU 2607108C1 RU 2015138308 A RU2015138308 A RU 2015138308A RU 2015138308 A RU2015138308 A RU 2015138308A RU 2607108 C1 RU2607108 C1 RU 2607108C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strikers
- hexagonal
- hollow
- pass
- forging
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
- B21J1/04—Shaping in the rough solely by forging or pressing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
- B21J5/12—Forming profiles on internal or external surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K21/00—Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
- B21K21/16—Remodelling hollow bodies with respect to the shape of the cross-section
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам получения шестигранных полых профилей.The invention relates to the processing of metals by pressure, and in particular to methods for producing hexagonal hollow profiles.
Известны способы получения шестигранных полых профилей /Технология и оборудование трубного производства; учебное пособие для вузов. В.Я. Осадчий, А.С. Вавилин, В.Г. Зимовец, А.П. Коликов. - М.: «Инженермет Инжиниринг», 2007. - с. 506; Роликовые станы холодной прокатки труб. Вердеревский В.А. - М.: Металлургия, 1982. - с. 228.; Прокатное производство. Полухин П.И., Федосов Н.М. Королев А.А. Метвеев Ю.М. - М.: Металлургия, 1968. - с. 297-298/.Known methods for producing hexagonal hollow profiles / Technology and equipment for pipe production; textbook for universities. V.Ya. Osadchy, A.S. Vavilin, V.G. Zimovets, A.P. Kolikov. - M .: "Engineer Engineering", 2007. - p. 506; Roller mills for cold rolling pipes. Verderevsky V.A. - M.: Metallurgy, 1982. - p. 228 .; Rolling production. Polukhin P.I., Fedosov N.M. Korolev A.A. Metveev Yu.M. - M.: Metallurgy, 1968 .-- p. 297-298 /.
С применением этих способов на шестигранной оправке в холодном состоянии из круглой полой заготовки или на круглом стержне в горячем состоянии из квадратной заготовки с круглым отверстием путем обжатия, соответственно, на роликовом прокатном стане или на обычном стане продольной прокатки получают шестигранные полые профили.Using these methods, hexagonal mandrel in a cold state from a round hollow billet or on a round rod in a hot state from a square billet with a round hole by crimping, respectively, on a rolling mill or in a conventional longitudinal rolling mill, obtain hexagonal hollow profiles.
Основными недостатками этих способов является высокая трудоемкость получения шестигранных полых профилей из-за необходимости применения оправок или стержней, а также невозможность получения таких профилей из специальных малопластичных и труднодеформируемых сталей и сплавов, требующих, как известно, применения специальных способов обработки металлов давлением в горячем состоянии с особыми схемами деформации, обеспечивающими получение требуемых профилей без трещин и рванин. Последнее ограничивает технологические возможности этих способов по марочному сортаменту получаемых шестигранных полых профилей.The main disadvantages of these methods are the high complexity of obtaining hexagonal hollow profiles due to the need to use mandrels or rods, as well as the impossibility of obtaining such profiles from special low-plastic and hard-to-deform steels and alloys, which require, as you know, special methods of metal forming in hot condition with special deformation schemes providing the required profiles without cracks and flaws. The latter limits the technological capabilities of these methods according to the vintage assortment of the resulting hexagonal hollow profiles.
Таким образом, недостатками указанных аналогов являются высокая трудоемкость получения шестигранных полых профилей и ограниченные технологические возможности по марочному сортаменту получаемых шестигранных полых профилей.Thus, the disadvantages of these analogues are the high complexity of obtaining hexagonal hollow profiles and limited technological capabilities for vintage assortment of the resulting hexagonal hollow profiles.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ многопроходной радиальной ковки полых профилей /Ю.С. Радюченко. Ротационная ковка - М.: Гос. н-т. изд-во маш. лит-ры, 1962. - с. 137; Ковка на радиально-обжимных машинах. В.А. Тюрин, В.А. Лазоркин, И.А. Поспелов и др. - М.: Машиностроение, 1990. - с. 18-19/. С применением этого способа без оправки можно получать из круглой полой заготовки (трубы) аналогичные профили с изменением наружного и внутреннего диаметров. При использовании для реализации такого способа двух пар бойков, одна пара которых имеет гладкую рабочую поверхность, вторая пара имеет вырезные ручьи с поверхностями, наклоненными друг к другу под углом 120 град., рабочие поверхности взаимно перпендикулярных бойков смещены друг относительно друга вдоль оси ковки на величину, превышающую длину рабочей поверхности бойка / Ковка на радиально-обжимных машинах. В.А. Тюрин, В.А. Лазоркин, И.А. Поспелов и др. - М.: Машиностроение, 1990. - с. 26-27/, можно получать полые шестигранные профили.Closest to the proposed solution for the technical nature and the achieved effect is a method of multi-pass radial forging of hollow profiles / U.S. Radyuchenko. Rotational forging - M .: State. nt publishing house literature, 1962. - p. 137; Forging on radial crimping machines. V.A. Tyurin, V.A. Lazorkin, I.A. Pospelov et al. - M.: Mechanical Engineering, 1990. - p. 18-19 /. Using this method without a mandrel, it is possible to obtain similar profiles from a round hollow billet (pipe) with a change in the outer and inner diameters. When two pairs of strikers are used to implement this method, one pair of which has a smooth working surface, the second pair has cut grooves with surfaces inclined to each other at an angle of 120 degrees, the working surfaces of mutually perpendicular strikers are offset relative to each other along the forging axis by an amount exceeding the length of the working surface of the striker / Forging on radial crimping machines. V.A. Tyurin, V.A. Lazorkin, I.A. Pospelov et al. - M.: Mechanical Engineering, 1990. - p. 26-27 /, you can get a hollow hexagonal profiles.
Применением такой комбинации известных технологических приемов существенно снижается трудоемкость получения полых изделий из-за отсутствия внутри них оправок, стержней и появляются технологические возможности получения полых изделий из специальных марок сталей и сплавов без образования трещин и рванин.The use of such a combination of well-known technological methods significantly reduces the laboriousness of obtaining hollow products due to the absence of mandrels and rods inside them, and technological possibilities appear for producing hollow products from special grades of steel and alloys without the formation of cracks and tears.
Однако применение такой комбинации известных технологических приемов не позволяет получать шестигранные по наружному контуру полые профили требуемого качества из-за отсутствия технологических приемов, обеспечивающих равномерное заполнение наружных ребер шестигранного полого профиля и формирование правильной симметричной внутренней полости. Это связано с тем, что при радиальной ковке парами бойков, имеющими разную форму рабочей поверхности, не обеспечиваются одинаковые условия формоизменения металла. При ковке бойками с вырезными ручьями, имеющими рабочие поверхности, наклоненные друг к другу под углом 120 град., имеет место высотная утяжка металла из ребер, формируемых вершинами указанных ручьев, с его перемещением в ребра, формируемые бойками гладкой рабочей поверхностью. Это приводит к несимметричным условиям формирования ребер шестигранного профиля, формируемых в вершине рабочей поверхности бойков с вырезными ручьями и бойками с гладкой рабочей поверхностью. В результате этого ребра, формируемые вершинами вырезных ручьев, оказываются незаполненными металлом, а на ребрах, формируемых бойками гладкой рабочей поверхностью, образуются заусенцы (усы), превращающиеся при дальнейшей ковке в заковы, плены. Такое положение также негативно отражается на форме внутренней полости шестигранного полого профиля. Она получается в виде овала (неправильного стрельчатого шестигранника), вытянутого в направлении ребер, формируемых бойками с вырезными ручьями. Из-за этого шестигранные полые профили будут иметь разную толщину стенок. Со стороны бойков с гладкой рабочей поверхностью толщина указанных стенок будет существенно превышать толщину стенок, формируемых бойками с вырезными ручьями.However, the use of such a combination of known technological methods does not allow obtaining hexagonal hollow profiles of the required quality due to the absence of technological methods that ensure uniform filling of the outer ribs of the hexagonal hollow profile and the formation of a regular symmetrical internal cavity. This is due to the fact that during radial forging by pairs of strikers having different shapes of the working surface, the same conditions of metal forming are not provided. When forging by strikers with cut grooves having working surfaces inclined to each other at an angle of 120 degrees, there is a high-altitude metal contraction from the ribs formed by the vertices of these streams, with its movement to the ribs formed by the strikers with a smooth working surface. This leads to asymmetric conditions for the formation of hexagonal profile ribs formed at the top of the working surface of the strikers with cut streams and strikers with a smooth working surface. As a result of this, the ribs formed by the tops of the notched streams turn out to be unfilled with metal, and on the ribs formed by the strikers with a smooth working surface, burrs (whiskers) are formed, which are transformed into casks and captives upon further forging. This position also negatively affects the shape of the internal cavity of the hexagonal hollow profile. It is obtained in the form of an oval (irregular lancet hexagon), elongated in the direction of the ribs formed by the strikers with notched streams. Because of this, hexagonal hollow profiles will have different wall thicknesses. On the part of the strikers with a smooth working surface, the thickness of these walls will significantly exceed the thickness of the walls formed by the strikers with cut-out streams.
Неравномерное заполнение ребер шестигранного полого профиля и формирование несимметричной внутренней его полости является критерием низкого качества.Uneven filling of the ribs of a hexagonal hollow profile and the formation of an asymmetric internal cavity is a criterion of low quality.
Таким образом, основным недостатком данного способа, при котором для получения шестигранных полых профилей применяется комбинация известных технологических приемов, является низкое качество шестигранных полых профилей.Thus, the main disadvantage of this method, in which a combination of known technological methods is used to obtain hexagonal hollow profiles, is the low quality of the hexagonal hollow profiles.
Задачей изобретения является повышение качества шестигранных полых профилей, получаемых с применением радиальной ковки.The objective of the invention is to improve the quality of hexagonal hollow profiles obtained using radial forging.
Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом способе многопроходной радиальной ковки шестигранных полых профилей, включающем обжатие круглой полой заготовки одновременно двумя взаимно перпендикулярными парами бойков, одна пара которых имеет бойки с гладкой рабочей поверхностью, вторая пара бойков имеет вырезные ручьи с поверхностями, наклоненными друг к другу под углом 120 град., рабочие поверхности взаимно перпендикулярных бойков смещены друг относительно друга вдоль оси ковки на величину, превышающую длину рабочей поверхности бойка, согласно изобретению обжатие круглой полой заготовки производят не менее чем за три прохода, после каждого прохода заготовку поворачивают вокруг оси ковки на угол, кратный 60 град., с изменением обжимаемых парами бойков граней шестигранного полого профиля.The problem is achieved in that in the inventive method of multi-pass radial forging of hexagonal hollow profiles, comprising crimping a round hollow billet simultaneously with two mutually perpendicular pairs of dies, one pair of which has dies with a smooth working surface, the second pair of dies has cut grooves with surfaces inclined to each other to each other at an angle of 120 degrees, the working surfaces of mutually perpendicular strikers are offset from each other along the forging axis by an amount exceeding the length of the working surface According to the invention, the compression of a round hollow billet is performed in no less than three passes; after each pass, the billet is rotated around the forging axis by an angle multiple of 60 degrees with a change in the faces of the hexagonal hollow profile crimped by pairs of strikers.
Выполнение одновременно трех условий: получение полого шестигранного профиля путем обжатия круглой полой заготовки не менее чем за три прохода; поворот заготовки после каждого прохода вокруг оси ковки на угол, кратный 60 град.; изменение обжимаемых парами бойков граней шестигранного полого профиля - позволяет создать равномерные условия формирования ребер наружной поверхности шестигранного полого профиля и симметричной внутренней полости шестигранного полого профиля.Fulfillment of three conditions simultaneously: obtaining a hollow hexagonal profile by crimping a round hollow billet in at least three passes; rotation of the workpiece after each pass around the forging axis by an angle multiple of 60 degrees; changing the faces of the hexagonal hollow profile crimped by pairs of strikers - allows you to create uniform conditions for the formation of ribs on the outer surface of the hexagonal hollow profile and the symmetrical inner cavity of the hexagonal hollow profile.
Выполнение второго условия означает, что заготовка после каждого прохода должна быть повернута на один из следующих углов 60 град., 120 град., 180 град., 240 град., 300 град., 360 град. и т.д. градусов. Из перечисленного ряда углов поворота одновременное выполнение третьего условия обеспечивают только углы поворота 60 град. и 120 град. При углах поворота 180 град. и 360 град. положение пар бойков относительно заготовки не изменяется по отношению к их первоначальному положению при угле поворота 0 град. При угле поворота 240 град. положение пар бойков относительно заготовки аналогично положению пар бойков относительно заготовки при угле поворота 60 град. При угле поворота 300 град. положение пар бойков относительно заготовки аналогично положению пар бойков относительно заготовки при угле поворота 120 град.The fulfillment of the second condition means that after each pass, the workpiece must be rotated to one of the following angles 60 degrees, 120 degrees, 180 degrees, 240 degrees, 300 degrees, 360 degrees. etc. degrees. Of the listed series of rotation angles, the simultaneous fulfillment of the third condition provides only rotation angles of 60 degrees. and 120 degrees. At a rotation angle of 180 degrees. and 360 degrees. the position of the pairs of strikers relative to the workpiece does not change with respect to their initial position at a rotation angle of 0 deg. With an angle of rotation of 240 degrees. the position of the pairs of strikers relative to the workpiece is similar to the position of the pairs of strikers relative to the workpiece with a rotation angle of 60 degrees. With an angle of rotation of 300 degrees. the position of the pairs of strikers relative to the workpiece is similar to the position of the pairs of strikers relative to the workpiece at an angle of rotation of 120 degrees.
Таким образом, для одновременного выполнения трех условий осуществления предложенного способа, например, при выполнении трех проходов, возможно два технологических варианта. Согласно первому варианту, после первого прохода заготовку поворачивают вокруг оси ковки на угол 60 град., после второго прохода заготовку поворачивают вокруг оси ковки в том же направлении на угол 60 град. Согласно второму варианту, после первого прохода заготовку поворачивают вокруг оси ковки на угол 120 град., после второго прохода в заготовку поворачивают вокруг оси ковки в противоположном направлении на угол 60 град.Thus, for the simultaneous fulfillment of three conditions for the implementation of the proposed method, for example, when performing three passes, two technological options are possible. According to the first variant, after the first pass, the workpiece is rotated around the forging axis by an angle of 60 degrees. After the second pass, the workpiece is turned around the axis of the forging in the same direction by an angle of 60 degrees. According to the second variant, after the first pass, the workpiece is rotated around the forging axis by an angle of 120 degrees, after the second pass into the workpiece, it is turned around the axis of the forging in the opposite direction by an angle of 60 degrees.
Достижение условий формоизменения металла, при которых создаются равномерные условия формирования ребер наружной поверхности шестигранного полого профиля и симметричной внутренней полости шестигранного полого профиля, объясняется тем, что в результате минимум трех обжатий, сопровождаемых двумя поворотами заготовки вокруг оси ковки, все ребра и грани получаемого шестигранного профиля подвергнутся деформации разными элементами калибра, образованного бойками с гладкой рабочей поверхностью и с вырезными ручьями.The achievement of metal forming conditions under which uniform conditions for the formation of ribs of the outer surface of the hexagonal hollow profile and the symmetric internal cavity of the hexagonal hollow profile are created is explained by the fact that as a result of a minimum of three reductions, accompanied by two turns of the workpiece around the forging axis, all edges and faces of the resulting hexagonal profile undergo deformation by different elements of the caliber formed by the strikers with a smooth working surface and with notched streams.
Создание равномерных условий формирования ребер наружной поверхности шестигранного полого профиля и симметричной внутренней его полости позволяет получать наружную поверхность шестигранного полого профиля с равномерным заполнением металлом его ребер, без образования заусенцев (усов) и получением внутренней полости симметричной формы по отношению к оси ковки и одинаковой толщиной стенки, формируемой всеми бойками.Creating uniform conditions for the formation of ribs on the outer surface of the hexagonal hollow profile and its symmetrical internal cavity allows obtaining the outer surface of the hexagonal hollow profile with uniform filling of its ribs with metal, without the formation of burrs (whiskers) and obtaining an internal cavity of a symmetrical shape with respect to the forging axis and the same wall thickness formed by all the strikers.
Получение шестигранных полых профилей с наружной поверхностью шестигранного профиля без заусенцев (усов) на ребрах с заполнением их металлом при внутренней полости симметричной формы по отношению к оси ковки и одинаковой толщиной стенки является критериями высокого их качества.Obtaining hexagonal hollow profiles with the outer surface of the hexagonal profile without burrs (whiskers) on the ribs with filling them with metal with an internal cavity of a symmetrical shape with respect to the forging axis and the same wall thickness are criteria for their high quality.
Таким образом, применение предлагаемого способа повышает качество шестигранных полых профилей, получаемых с применением радиальной ковки.Thus, the application of the proposed method improves the quality of hexagonal hollow profiles obtained using radial forging.
Предложенный способ радиальной ковки шестигранных полых профилей проиллюстрирован на чертежах.The proposed method of radial forging of hexagonal hollow profiles is illustrated in the drawings.
На фиг. 1 показан разрез по двухзаходным бойкам с вырезными ручьями, вид на двухзаходный боек с гладкой рабочей поверхностью и зажимные губки манипуляторов во время обжатия круглой полой заготовки с получением полого профиля в первом проходе.In FIG. 1 shows a section through double-head strikers with cut-out streams, a view of a double-stroke striker with a smooth working surface and clamping jaws of manipulators during compression of a round hollow workpiece to obtain a hollow profile in the first pass.
На фиг. 2 показан разрез Б-Б с поперечным сечением бойков, круглой полой заготовки и получаемого полого профиля при обжатии в первом проходе.In FIG. 2 shows a section BB with the cross section of the strikers, a round hollow billet and the resulting hollow profile during compression in the first pass.
На фиг. 3 показан разрез по двухзаходным бойкам с вырезными ручьями, вид на двухзаходный боек с гладкой рабочей поверхностью и зажимные губки манипуляторов после обжатия круглой исходной заготовки с получением полого профиля в первом проходе и после поворота полого профиля манипулятором В на угол 60 град. перед обжатием во втором проходе.In FIG. Figure 3 shows a section through double-head strikers with cut-out streams, view of a double-stroke striker with a smooth working surface and clamping jaws of the manipulators after crimping the round initial billet to obtain a hollow profile in the first pass and after turning the hollow profile with the manipulator B at an angle of 60 degrees. before crimping in the second pass.
На фиг. 4 показан разрез по двухзаходным бойкам с вырезными ручьями, вид на двухзаходный боек с гладкой рабочей поверхностью и зажимные губки манипуляторов во время обжатия полого профиля и с получением полого профиля во втором проходе.In FIG. 4 shows a section through double-head strikers with cut-out streams, view of a double-run striker with a smooth working surface and clamping jaws of manipulators during compression of the hollow profile and obtaining a hollow profile in the second pass.
На фиг. 5 показан разрез Г-Г с поперечным сечением бойков, полого профиля, задаваемого в бойки, и получаемого полого профиля при обжатии во втором проходе.In FIG. 5 shows a section GG with a cross-section of the strikers, the hollow profile defined in the strikers, and the resulting hollow profile during compression in the second pass.
На фиг. 6 показан разрез по двухзаходным бойкам с вырезными ручьями, вид на двухзаходный боек с гладкой рабочей поверхностью и зажимные губки манипуляторов после обжатия полого профиля, получения полого профиля во втором проходе и после его поворота манипулятором А на угол 60 град. перед обжатием в третьем проходе.In FIG. Figure 6 shows a section through double-head strikers with cut-out streams, view of a double-stroke striker with a smooth working surface and clamping jaws of the manipulators after crimping the hollow profile, obtaining a hollow profile in the second pass and after it is rotated by the manipulator A at an angle of 60 degrees. before crimping in the third pass.
На фиг. 7 показан разрез по двухзаходным бойкам с вырезными ручьями, вид на двухзаходный боек с гладкой рабочей поверхностью и зажимные губки манипуляторов во время обжатия полого профиля и с получением готового шестигранного полого профиля в третьем проходе.In FIG. 7 shows a section through two-way strikers with cut-out streams, a view of a two-way striker with a smooth working surface and the clamping jaws of the manipulators during compression of the hollow profile and to obtain the finished hexagonal hollow profile in the third passage.
На фиг. 8 показан разрез Д-Д с поперечным сечением бойков, готового шестигранного полого профиля, получаемого в третьем проходе.In FIG. 8 shows a section DD with the cross section of the strikers, the finished hexagonal hollow profile, obtained in the third passage.
С использованием фиг. 1…8 рассмотрим процесс получения из круглой полой заготовки шестигранного полого профиля за три прохода при наиболее рациональном варианте реализации предложенного способа с последовательным поворотом заготовки после каждого прохода на угол 60 град.Using FIG. 1 ... 8, we will consider the process of obtaining a hexagonal hollow profile from a round hollow workpiece in three passes with the most rational implementation of the proposed method with successive rotation of the workpiece after each pass at an angle of 60 degrees.
Радиальная ковка осуществляется двумя парами двухзаходных бойков, у которых каждый боек имеет две рабочие поверхности, позволяющие осуществлять деформацию как при прямом, так и при обратном перемещении заготовки. Одна пара бойков 1, 2 имеет гладкую рабочую поверхность. Другая пара бойков 3, 4 имеет вырезные ручьи с поверхностями, наклоненными друг к другу под углом 120 град. Рабочие поверхности пар бойков смещены вдоль оси ковки на величину S, превышающую длину рабочей поверхности бойка L (фиг. 1). Удержание исходной заготовки и шестигранных профилей по оси ковки, подача их в бойки и поворот вокруг оси ковки осуществляется двумя манипуляторами А и В (на чертежах для упрощения изображены зажимные губки манипуляторов). Рабочие поверхности зажимных губок манипуляторов с целью устранения «сваливания» (разворота) заготовки при ее деформации выполнены в соответствии с формой шестигранника.Radial forging is carried out by two pairs of double-entry strikers, in which each striker has two working surfaces, allowing deformation both during direct and reverse movement of the workpiece. One pair of
Радиальная ковка шестигранных профилей осуществляется за несколько проходов. Количество проходов определяется максимально возможным обжатием за проход исходя из угла наклона обжимных участков бойков и силовыми условиями процесса радиальной ковки. В рассматриваемом примере показано осуществление процесса получения шестигранного полого профиля из круглой полой заготовки за три прохода.Radial forging of hexagonal profiles is carried out in several passes. The number of passes is determined by the maximum possible compression for the passage based on the angle of inclination of the crimping sections of the strikers and the force conditions of the radial forging process. In this example, the implementation of the process of obtaining a hexagonal hollow profile from a round hollow billet in three passes is shown.
Круглая полая заготовка 5 в рассматриваемом примере имеет наружный диаметр D, внутренний диаметр d (фиг. 2). Перед первым проходом круглая полая заготовка 5 зажимается губками манипулятора А, подается данным манипулятором в бойки и начинается первый проход (фиг. 1). За счет возвратно-поступательного перемещения бойков (показано вертикальными стрелками) осуществляется обжатие круглой полой заготовки с получением профиля с шестью лысками на наружной поверхности. На внутренней поверхности полой заготовки получается профиль с шестью скругленными гранями (фиг. 2). В части поперечного сечения получаемого в первом проходе полого профиля, находящегося в вершине бойков 3, 4 с вырезными ручьями, имеет место высотная утяжка на величину Δhут металла из ребер, формируемых вершинами этих ручьев, с его перемещением в ребра, формируемые бойками 1, 2 с гладкой рабочей поверхностью. В этих ребрах будет иметь место уширение металла на величину Δb.Round
В процессе первого прохода заготовка 5 из манипулятора А передается манипулятору В, который заканчивает осуществление первого прохода (фиг. 3). Затем начинается второй проход (фиг. 3), перед которым с помощью манипулятора В производят поворот полученного в первом проходе полого профиля с шестью лысками вокруг оси ковки на угол 60 град. В результате точки а и с (фиг. 2) оказываются в положении, показанном на фиг. 5, т.е. ребра полого профиля с шестью лысками переместятся из вершин бойков 3, 4 с вырезными ручьями в разъемы между взаимно перпендикулярными бойками 1, 2 и 3, 4.In the process of the first pass, the
Далее манипулятором В повернутый полый профиль 5 с шестью лысками подается в бойки 1-4 и осуществляется второй проход (фиг. 4). За счет возвратно-поступательного перемещения бойков (показано вертикальными стрелками) осуществляется обжатие полого профиля с шестью лысками, полученного в первом проходе и повернутого на угол 60 град., с образованием нового полого профиля с шестью лысками (фиг. 5). На внутренней поверхности полого профиля с лысками получается профиль с шестью скругленными гранями (фиг. 5). В части поперечного сечения получаемого во втором проходе полого профиля с лысками, находящегося в вершине бойков 3, 4 с вырезными ручьями, имеет место высотная утяжка на величину Δhут металла из ребер, формируемых вершинами этих ручьев, с его перемещением в ребра, формируемые бойками 1, 2 с гладкой рабочей поверхностью. В этих ребрах металл уширяется на величину Δb.Next, with the manipulator B, the rotated
В процессе осуществления второго прохода полый профиль с лысками 5 из манипулятора В передается манипулятору А, который заканчивает осуществление второго прохода (фиг. 6).In the process of making the second pass, the hollow profile with
Затем начинается третий проход (фиг. 7), перед которым с помощью манипулятора А производят поворот полученного во втором проходе полого профиля с шестью лысками вокруг оси ковки на угол 60 град. в направлении, аналогичном повороту профиля с шестью лысками после первого прохода (фиг. 6). В результате точки а и с (фиг. 5) оказываются в положении, показанном на фиг. 8, т.е. ребра полого профиля с шестью лысками переместятся из одних разъемов между взаимно перпендикулярными бойками 1, 2 и 3, 4 в другие разъемы между этими бойками.Then begins the third pass (Fig. 7), before which, using the manipulator A, a hollow profile obtained in the second pass is rotated with six flats around the forging axis by an angle of 60 degrees. in a direction similar to turning a profile with six flats after the first pass (Fig. 6). As a result, points a and c (FIG. 5) are in the position shown in FIG. 8, i.e. the hollow profile ribs with six flats will move from one connector between the mutually
Далее манипулятором А,повернутый полый профиль 5 с шестью лысками подается в бойки 1-4 и осуществляется третий проход (фиг. 7). За счет возвратно-поступательного перемещения бойков (показано вертикальными стрелками) осуществляется обжатие полого профиля с шестью лысками, полученного во втором проходе и повернутого на угол 60 град., с получением готового шестигранного полого профиля (фиг. 8). На внутренней поверхности полого шестигранного профиля получается профиль с шестью скругленными гранями (фиг. 8). В части поперечного сечения получаемого в третьем проходе полого профиля, находящегося в вершине бойков 3, 4 с вырезными ручьями, также имеет место высотная утяжка металла из ребер, формируемых вершинами этих ручьев, с перемещением металла в ребра, формируемые бойками 1, 2 гладкой рабочей поверхностью. В этих ребрах будет иметь место уширение металла. На фиг. 8 в связи с заполнением металлом ребер шестигранного полого профиля параметры утяжки и уширения не обозначены.Next, with the manipulator A, the rotated
В процессе осуществления третьего прохода полый профиль с лысками 5 из манипулятора А передается манипулятору В, который заканчивает осуществление третьего прохода (на чертежах не показано).In the process of making the third pass, the hollow profile with
В описанном примере реализации предложенного способа за три прохода из круглой полой заготовки путем радиальной ковки получается готовый профиль в виде шестигранного полого профиля.In the described example of the implementation of the proposed method for three passes from a round hollow billet by radial forging, a finished profile is obtained in the form of a hexagonal hollow profile.
Для достижения требуемых качественных характеристик шестигранного полого профиля обязательным условием является примерное равенство условий формоизменения всех его граней и ребер. Это обеспечивается при осуществлении радиальной ковки круглой полой заготовки не менее чем за три прохода при ее повороте после каждого прохода на угол, кратный 60 град., вокруг оси ковки с чередованием обжатия граней шестигранного полого профиля парами бойков. Для получения качественного шестигранного полого профиля можно применять и большее число проходов при обеспечении одинаковых условий формоизменения граней и ребер шестигранного полого профиля, которое возможно при обязательном повороте полой заготовки после каждого прохода на угол, кратный 60 град., вокруг оси ковки.To achieve the required quality characteristics of a hexagonal hollow profile, a prerequisite is the approximate equality of the conditions of the formation of all its faces and edges. This is ensured when radially forging a round hollow billet in at least three passes when it is rotated after each pass by an angle multiple of 60 degrees around the forging axis with alternating compression of the faces of the hexagonal hollow profile in pairs of strikers. To obtain a high-quality hexagonal hollow profile, a larger number of passes can be applied while ensuring the same conditions for the formation of faces and edges of the hexagonal hollow profile, which is possible when the hollow workpiece is rotated after each pass by an angle multiple of 60 degrees around the forging axis.
Таким образом, использование предлагаемого способа с применением радиальной ковки позволяет получить качественные шестигранные полые профили,Thus, the use of the proposed method using radial forging allows you to get high-quality hex hollow profiles,
Одним из вариантов практического применения шестигранных полых профилей является получение из них гаек. В связи с этим предложенный способ использован при разработке технологии получения гаек М48 по ГОСТ 15521-70 и ГОСТ 15522-70. Для этого проведена горячая радиальная ковка шестигранного полого профиля «с размером по ключ» 70 мм из полой круглой заготовки (трубы) с наружным диаметром 83 мм, внутренним диаметром 45 мм на радиально-ковочной машине SKK-14 австрийской фирмы GFM, установленной на одном из предприятий г. Челябинска. Получение шестигранного полого профиля осуществлялось за три прохода в двух парах двухзаходных бойков с поворотом полой заготовки на угол 60 град. после каждого прохода в одном направлении. Одна пара имела бойки с гладкой рабочей поверхностью, вторая пара бойков имела вырезные ручьи с поверхностями, наклоненными друг к другу под углом 120 град. Бойки имели калибрующие участки, параллельные оси ковки, и обжимные участки, наклоненные под углом 12 град. к оси ковки. Подача заготовки за один ход бойков составляла 5 мм. Число ходов бойков в минуту - 800. Смещение рабочих поверхностей пар бойков вдоль оси ковки составляло S=64 мм. Длина рабочей поверхности бойка L=58 мм. В результате получен шестигранный полый профиль с наружными «размерами под ключ» 70 мм по ГОСТ 2879-2006 с заполнением всех ребер металлом и без заусенцев (усов). Внутренняя полость данного шестигранного полого профиля имела форму правильного симметричного стрельчатого шестигранника (шестигранника со скругленными выпуклыми сторонами) с диаметром описанной окружности примерно 40,5 мм. Из данного шестигранного профиля изготовлены гайки М48 по ГОСТ 15521-70. Экономия металла при такой технологии изготовления гаек составляет около 30%.One of the options for the practical use of hexagonal hollow profiles is to obtain nuts from them. In this regard, the proposed method was used in the development of the technology for producing M48 nuts according to GOST 15521-70 and GOST 15522-70. To do this, hot radial forging of a hexagonal hollow profile “with a key size” of 70 mm was made from a hollow round billet (pipe) with an outer diameter of 83 mm and an inner diameter of 45 mm on a SKK-14 radial forging machine of the Austrian company GFM installed on one of enterprises of Chelyabinsk. Obtaining a hexagonal hollow profile was carried out in three passes in two pairs of two-way strikers with a rotation of the hollow billet at an angle of 60 degrees. after each pass in one direction. One pair had strikers with a smooth working surface, the second pair of strikers had cut-out streams with surfaces inclined to each other at an angle of 120 degrees. The strikers had calibrating sections parallel to the forging axis, and crimping sections inclined at an angle of 12 degrees. to the forging axis. The supply of the workpiece in one stroke of the strikers was 5 mm. The number of strokes of the strikers per minute is 800. The displacement of the working surfaces of the pairs of strikers along the forging axis was S = 64 mm. The length of the working surface of the striker L = 58 mm. As a result, we obtained a six-sided hollow profile with external “turnkey dimensions” of 70 mm according to GOST 2879-2006 with filling all the ribs with metal and without burrs (mustaches). The internal cavity of this hexagonal hollow profile was in the form of a regular symmetrical lancet hexagon (a hexagon with rounded convex sides) with a diameter of the circumscribed circle of about 40.5 mm. M48 nuts are made of this hexagonal profile in accordance with GOST 15521-70. Saving metal with this technology of manufacturing nuts is about 30%.
С целью сравнительной оценки эффективности предложенного способа в тех же бойках с такими же технологическими режимами (только без применения операций поворота заготовки на угол 60 град. после каждого прохода) была проведена горячая радиальная ковка шестигранного полого профиля «с размером под ключ» 70 мм из полой круглой заготовки (трубы) с наружным диаметром 83 мм, внутренним диаметром 45 мм. В результате получен шестигранный полый профиль с наружными «размерами под ключ» 70 мм с незаполнением металлом двух противолежащих ребер шестигранника, располагавшихся в вершинах вырезных ручьев. Четыре других ребра шестигранника, располагавшиеся в разъемах рабочих поверхностей бойков с гладкой рабочей поверхностью и бойков с вырезными ручьями, имели острые углы с признаками дефектов в виде плен, заковов из-за образующихся в процессе радиальной ковки заусенцев (усов). Наличие плен, заковов и незаполнение металлом ребер шестигранных профилей является их браковочным признаком. Такие профили не принимаются потребителем.In order to comparatively evaluate the effectiveness of the proposed method in the same strikers with the same technological conditions (only without the use of turning the workpiece through an angle of 60 degrees after each pass), hot radial forging of a hexagonal hollow profile “with a key size” of 70 mm from hollow was carried out round billets (pipes) with an outer diameter of 83 mm, an inner diameter of 45 mm. As a result, a hexagonal hollow profile with external “turnkey dimensions” of 70 mm was obtained with non-filling in metal of two opposite edges of the hexagon located at the tops of the notched streams. The four other hexahedral ribs located in the connectors of the working surfaces of the strikers with a smooth working surface and strikers with notched streams, had sharp corners with signs of defects in the form of captives, zakov because of burrs (whiskers) formed during radial forging. The presence of captives, shackles and metal non-filling of the ribs of hexagonal profiles is their rejection sign. Such profiles are not accepted by the consumer.
При этом внутренняя полость шестигранного полого профиля имела форму овала (неправильного стрельчатого шестигранника), вытянутого в направлении ребер, формируемых бойками с вырезными ручьями. Стенки такого шестигранного полого профиля имели разную толщину.Moreover, the internal cavity of the hexagonal hollow profile had the shape of an oval (irregular lancet hexagon), elongated in the direction of the ribs formed by the strikers with notched streams. The walls of such a hexagonal hollow profile had different thicknesses.
Полученный наружный шестигранный профиль не соответствовал требованиям ГОСТ. Неравномерная толщина стенок такого шестигранного полого профиля не позволяет нарезать в нем внутреннюю резьбу с рациональным расходом металла.The resulting external hexagonal profile did not meet the requirements of GOST. The uneven wall thickness of such a six-sided hollow profile does not allow cutting the internal thread in it with a rational consumption of metal.
Проведенные экспериментальные исследования подтвердили эффективность предложенного способа, а именно получение качественных шестигранных полых профилей, которые могут являться заготовками для изготовления гаек.Experimental studies have confirmed the effectiveness of the proposed method, namely the receipt of high-quality hexagonal hollow profiles, which can be blanks for the manufacture of nuts.
При формировании шестигранного профиля в бойках с вырезными бойками и с гладкой рабочей поверхностью имеют место одновременно утяжка и поперечное течение металла, влияющие на формирование ребер шестигранного профиля. В результате проведенных дополнительных экспериментальных исследований установлено, что для формирования ребер шестигранного профиля, соответствующих требованиям ГОСТ 2879-2006, наружный диаметр круглой полой заготовки (трубы) должен в 1,18-1,22 раза превышать «размер под ключ» шестигранного полого профиля.When forming a hexagonal profile in strikers with notched strikers and with a smooth working surface, there is a simultaneous tightening and transverse flow of metal, affecting the formation of ribs of the hexagonal profile. As a result of additional experimental studies, it was found that for the formation of hexagonal profile ribs that meet the requirements of GOST 2879-2006, the outer diameter of a round hollow billet (pipe) should be 1.18-1.22 times greater than the "turnkey size" of the hexagonal hollow profile.
Дополнительными экспериментальными исследованиями также установлено, что при формировании из круглой полой заготовки (трубы) полого шестигранного профиля происходит не только изменение формы их полости, но утолщение стенки. В связи с этим для получения минимально достаточной толщины стенки шестигранного полого профиля, необходимой для формирования требуемого профиля резьбы гайки, внутренний диаметр круглого полого профиля (трубы) должен быть не более 1,1 внутреннего диаметра резьбы гайки.Additional experimental studies also found that when a hollow hexagonal profile is formed from a round hollow billet (pipe), not only does the shape of their cavity change, but the wall thickens. In this regard, to obtain the minimum sufficient wall thickness of the hexagonal hollow profile necessary to form the desired profile of the nut thread, the inner diameter of the round hollow profile (pipe) should be no more than 1.1 of the inner diameter of the nut thread.
Предложенный способ планируется использовать при горячей ковке на радиально-ковочной машине SKK-14 шестигранных полых профилей «с размерами под ключ» 41, 46, 50, 55, 60, 65, 70 и 75 мм для последующего изготовления из них гаек М 30, 36, 42, 48 по ГОСТ 15521-70, 15522-70, 5915-70 и 5916-70.The proposed method is planned to be used for hot forging on a SKK-14 radial forging machine with six-sided hexagonal hollow profiles “with turnkey sizes” 41, 46, 50, 55, 60, 65, 70 and 75 mm for the subsequent manufacture of nuts M 30, 36 , 42, 48 according to GOST 15521-70, 15522-70, 5915-70 and 5916-70.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015138308A RU2607108C1 (en) | 2015-09-08 | 2015-09-08 | Method of radial forging hexagonal hollow profiles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015138308A RU2607108C1 (en) | 2015-09-08 | 2015-09-08 | Method of radial forging hexagonal hollow profiles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2607108C1 true RU2607108C1 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015138308A RU2607108C1 (en) | 2015-09-08 | 2015-09-08 | Method of radial forging hexagonal hollow profiles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2607108C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1005933A1 (en) * | 1998-09-22 | 2000-06-07 | SMS EUMUCO GmbH | Multi-punch forging machine |
RU2338619C1 (en) * | 2007-03-05 | 2008-11-20 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" | Device for on mandrel tube forging |
EP1814679B1 (en) * | 2004-10-25 | 2009-02-18 | V & M Deutschland GmbH | Method for production of a seamless hot-finished steel tube |
RU2538132C1 (en) * | 2013-08-06 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МЕТЧИВ" (ООО НПП "МЕТЧИВ") | Radial forging method of hexagonal sections |
RU2538130C1 (en) * | 2013-06-24 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МЕТЧИВ" (ООО НПП "МЕТЧИВ") | Radial forging of hexagonal sections |
-
2015
- 2015-09-08 RU RU2015138308A patent/RU2607108C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1005933A1 (en) * | 1998-09-22 | 2000-06-07 | SMS EUMUCO GmbH | Multi-punch forging machine |
EP1814679B1 (en) * | 2004-10-25 | 2009-02-18 | V & M Deutschland GmbH | Method for production of a seamless hot-finished steel tube |
RU2338619C1 (en) * | 2007-03-05 | 2008-11-20 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" | Device for on mandrel tube forging |
RU2538130C1 (en) * | 2013-06-24 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МЕТЧИВ" (ООО НПП "МЕТЧИВ") | Radial forging of hexagonal sections |
RU2538132C1 (en) * | 2013-08-06 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МЕТЧИВ" (ООО НПП "МЕТЧИВ") | Radial forging method of hexagonal sections |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
РАДЮЧЕНКО Ю.С., Ротационная ковка, Москва, Машгиз, 1962, с. 135-137. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2538130C1 (en) | Radial forging of hexagonal sections | |
WO2016054851A1 (en) | Production line for rolling hollow steel and roll-forming production method therefor | |
RU2447967C2 (en) | Method of producing hollow forgings for ball-valve-body-type articles | |
RU2538132C1 (en) | Radial forging method of hexagonal sections | |
RU2541238C1 (en) | Method of radial forging of hexagonal profiles | |
RU2607108C1 (en) | Method of radial forging hexagonal hollow profiles | |
CN111203453A (en) | Method for producing small-caliber TA18 titanium alloy seamless tube | |
KR20140050865A (en) | Fittings manufacturing method using irregular shaped hollow material | |
RU2655514C1 (en) | Method of obtaining round profiles | |
RU2634543C1 (en) | Method of obtaining hexagonal sections | |
RU2655504C1 (en) | Method for obtaining hexagonal sections | |
RU2676541C1 (en) | Round profiles obtaining method | |
RU2655527C1 (en) | Method of obtaining round profiles | |
RU2525954C2 (en) | Method of production of billets at rolling mills | |
RU2401170C1 (en) | Method of asymmetric cold rolling of pipes | |
RU2632310C1 (en) | Closed-type hollow profile containing eight stiffening ribs and method of its manufacture | |
CN111014536A (en) | Forging method of titanium alloy wide plate | |
US429388A (en) | Island | |
RU2326749C1 (en) | Method of long-length blanks forging | |
RU2235614C1 (en) | Method for making calibrated hexahedral section | |
RU2808490C1 (en) | Mandrel for cold working of pipes | |
RU2403107C1 (en) | Method of pipe multistrand rolling | |
RU2329884C1 (en) | Method of wire drawing in rollers | |
KR102315642B1 (en) | Method for mamufacturing tube having many-sided shape using cold rolling of pilger mill | |
RU2498875C2 (en) | Method of making cylindrical semis from cylindrical ingot of light alloy by hot forming |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200909 |