RU2612052C1 - Method to manufacture grid of riffles on inner surface of shell and device for its realization - Google Patents

Method to manufacture grid of riffles on inner surface of shell and device for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2612052C1
RU2612052C1 RU2015153879A RU2015153879A RU2612052C1 RU 2612052 C1 RU2612052 C1 RU 2612052C1 RU 2015153879 A RU2015153879 A RU 2015153879A RU 2015153879 A RU2015153879 A RU 2015153879A RU 2612052 C1 RU2612052 C1 RU 2612052C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shell
working insert
working
workpiece
pusher
Prior art date
Application number
RU2015153879A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Анатольевич Иванов
Виктор Анатольевич Коротков
Владимир Денисович Кухарь
Олег Николаевич Митин
Виктор Иванович Трегубов
Сергей Сергеевич Яковлев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
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 бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority to RU2015153879A priority Critical patent/RU2612052C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2612052C1 publication Critical patent/RU2612052C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B21K21/06—Shaping thick-walled hollow articles, e.g. projectiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/20—Making helical or similar guides in or on tubes without removing material, e.g. by drawing same over mandrels, by pushing same through dies ; Making tubes with angled walls, ribbed tubes and tubes with decorated walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D17/00—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass

Abstract

FIELD: transportation, packaging.
SUBSTANCE: invention relates to special manufacturing of shells with notches in the inner surface to form a grid of riffles. The grid of riffles is made with faces at the angle of 120° relative to riffle top, reduction is carried out with alternating thickness of wall along shell height with taper angle γ=arctg0.5(dmax-dmin)/L, where dmax and dmin - maximum and minimum diameters of a helical ledge, mm; L - shell length in axial direction, mm. In the end of each reduction they perform axial displacement of a stock without its rotation relative to the working insert by the value of 0.1-0.2 of riffle depth, and then the stock is screwed off. In the device the pusher is made with dead cavity. In the cavity of the pusher there is a spring fixed by pins and an instrumental rod capable of axial rotation, between ends of the pusher and the working insert there is a structurally calculated gap hoc, the shape of the helical ledge surface in the cross section of the working insert is made with the angle at the top of 60° with height of 0.8 of the riffle depth, changing to the surface with the taper cone 120° and total height of the helical ledge, equal to 1.25-1.3 of the riffle depth. The working side surface of the working insert is made as tapered with the taper angle γ.
EFFECT: invention makes it possible to increase quality of manufacturing of a grid of rhombic riffles on inner surface of a shell without burrs from screwing off and to reduce labour intensiveness of the process.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к специальному производству оболочек с насечками на внутренней поверхности, которые необходимы для равномерного дробления на осколки в процессе эксплуатации. Насечки изготавливают в виде канавок, углублений и других средств ослабления стенки, которые обеспечивают равномерное дробление оболочки на осколки при разрыве под действием внутреннего давления.The invention relates to the special production of shells with notches on the inner surface, which are necessary for uniform crushing into fragments during operation. The notches are made in the form of grooves, recesses, and other means of weakening the wall, which ensure uniform crushing of the shell into fragments upon rupture under the influence of internal pressure.

Для получения оболочек с насечками на внутренней поверхности применяются операции обработки металлов давлением, например редуцирование стенки заготовки на оправку с рабочей вставкой, имеющей выступы требуемой формы и размеров. Известен способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности оболочки по патенту RU №2406589, МПК7 B21K 21/06, F42B 12/26, опубл. 20.12.2010, по которому сетки спиральных рифлей получают путем продавливания полой заготовки, предварительно установленной на инструментальном стержне со спиральными выступами противоположного направления, через фильеры разного диаметра с применением жидкой или консистентной смазки и с созданием вокруг инструментального стержня кольцеобразной масляной ванны объемом, достаточным для смазывания постоянно внедряемых в заготовку спиральных выступов инструментального стержня. Смазывание поверхностей контакта оболочки и инструментального стержня уменьшает силы трения и облегчает условия свинчивания заготовки со спиральных выступов инструментального стержня.To obtain shells with notches on the inner surface, metal forming operations are used, for example, reducing the blank wall to a mandrel with a working insert having protrusions of the required shape and size. A known method of manufacturing a grid of corrugations on the inner surface of the shell according to patent RU No. 2406589, IPC 7 B21K 21/06, F42B 12/26, publ. 12/20/2010, according to which spiral reef grids are obtained by forcing a hollow billet pre-installed on a tool rod with spiral projections of the opposite direction, through dies of different diameters using liquid or grease and creating an annular oil bath around the tool rod with a volume sufficient for lubrication constantly introduced into the workpiece spiral protrusions of the tool rod. Lubrication of the contact surfaces of the shell and the tool bar reduces the friction forces and facilitates the conditions for making up the workpiece from the spiral protrusions of the tool bar.

Недостатком известного способа является низкая стабильность условий свинчивания заготовки со спиральных выступов инструментального стержня, зависящая от качества смазки и количества ее объема в очаге деформации, дополнительной трудоемкости нанесения и последующей очистки заготовки от смазки, а также ухудшение условий экологии производственного процесса.The disadvantage of this method is the low stability of the conditions for making up the workpiece from the spiral protrusions of the tool rod, depending on the quality of the lubricant and the amount of its volume in the deformation zone, the additional complexity of applying and subsequent cleaning of the workpiece from lubrication, as well as the environmental degradation of the production process.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ по патенту RU №2171445, МПК7 F42B 12/24, B21K 21/06, В21С 37/20, опубл. 27.07.2001, в котором нанесение сетки рифлей обеспечивается путем последовательных операций обработки металла оболочки давлением в холодном состоянии. Заготовку устанавливают на равномерно расположенных спиральных выступах центрального стержня и проводят последовательно обжатие в матрицах с использованием двух фильер разного диаметра с малым изменением толщины стенки и получением спиральных рифлей сначала в одном, затем в противоположном направлениях, причем штучную трубчатую заготовку оболочки в фильеры подают без осевого перемещения относительно спиральных выступов с образованием гарантированного зазора между внутренней поверхностью оболочки и центральным инструментальным стержнем, при этом формируют рифли глубиной 0,25-0,55 толщины стенки трубчатой заготовки.Closest to the proposed method is the method according to patent RU No. 2171445, IPC 7 F42B 12/24, B21K 21/06, B21C 37/20, publ. 07/27/2001, in which the application of a grid of corrugations is ensured by successive operations of processing the metal of the shell by pressure in the cold state. The workpiece is mounted on evenly spaced spiral protrusions of the central rod and crimped sequentially in matrices using two dies of different diameters with a small change in wall thickness and obtaining spiral corrugations first in one, then in opposite directions, and the piece tubular blank of the shell is fed into the dies without axial movement relatively helical protrusions with the formation of a guaranteed gap between the inner surface of the shell and the Central instrumental the core, while forming riffles with a depth of 0.25-0.55 wall thickness of the tubular workpiece.

Недостатком известного способа является трудность в свинчивании особенно длинномерных заготовок со спиральных выступов инструментального блока и образование в процессе свинчивания заусенцев вдоль спиральных канавок, для удаления которых требуется трудоемкая слесарная доработка.The disadvantage of this method is the difficulty in making up especially long workpieces from the spiral protrusions of the tool block and the formation of burrs along the spiral grooves during the making process, the removal of which requires laborious locksmithing.

Для изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности оболочки обработкой металлов давлением используются устройства, приведенные в патентах RU №2406589, МПК7 B21K 21/06, F42B 12/26, опубл. 20.12.2010, и RU №2171445, МПК7 F42B 12/24, B21K 21/06, В21С 37/20, опубл. 27.07.2001. Устройство по патенту RU №2406589 имеет обойму (корпус), в которой закреплена матрица с фильерой, инструментальный стержень, толкатель, упругое кольцо, используемое для герметизации полости при формоизменении трубной заготовки. Устройство закрепляется на протяжном станке, и редуцирование заготовок производят после подачи жидкой или консистентной смазок в очаг деформации. Образование сетки спиральных рифлей осуществляют последовательно за две операции редуцирования в матрицах, имеющих разные диаметры, и с использованием разных инструментальных стержней со спиральными выступами конической формы с углом при вершине 60° и расчетной высотой. Устройство позволяет получать сетку рифлей как в трубных заготовках, так и заготовках типа стакан.For the manufacture of a grid of corrugations on the inner surface of the shell by metal forming, the devices described in patents RU No. 2406589, IPC 7 B21K 21/06, F42B 12/26, publ. 12.20.2010, and RU No. 2171445, IPC 7 F42B 12/24, B21K 21/06, B21C 37/20, publ. 07/27/2001. The device according to patent RU No. 2406589 has a ferrule (case) in which a matrix with a die is attached, a tool rod, a pusher, an elastic ring used to seal the cavity during the shape of the tube billet. The device is mounted on a broaching machine, and the reduction of the workpieces is carried out after the supply of liquid or grease to the deformation zone. The meshing of spiral riffles is carried out sequentially in two reduction operations in matrices having different diameters, and using different tool rods with spiral conical protrusions with an angle at the apex of 60 ° and a design height. The device allows you to get a grid of riffles in both pipe billets and glass-type billets.

Недостатком известного устройства является ограниченность его применения. Оно предназначено для установки на протяжных станках, технологические параметры которых уступают технологическим параметрам гидравлических прессов. Необходимость обильной смазки повышает трудоемкость технологического процесса и ухудшает производственную экологию.A disadvantage of the known device is the limitation of its use. It is intended for installation on broaching machines, the technological parameters of which are inferior to the technological parameters of hydraulic presses. The need for abundant lubrication increases the complexity of the process and degrades the production environment.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, приведенное в патенте RU №№2171445, МПК7 F42B 12/24, B21K 21/06, В21С 37/20, опубл. 27.07.2001. Как и в известном устройстве, сетка спиральных рифлей на внутренней поверхности оболочки получается последовательно за две операции на протяжном станке. Для этого устройство имеет обойму (корпус), в котором закреплена матрица с фильерой. Рабочая вставка со спиральными выступами конической формы с углом при вершине 60° и расчетной высотой установлена на толкателе и опирается на пуансон. В обойме закреплен съемник, свободно вращающийся на опорных подшипниках. Заготовка свинчивается под действием осевой силы и удаляется через окно обоймы.Closest to the proposed one is the device described in patent RU No. 2171445, IPC 7 F42B 12/24, B21K 21/06, B21C 37/20, publ. 07/27/2001. As in the known device, a grid of spiral corrugations on the inner surface of the shell is obtained sequentially in two operations on a broaching machine. For this, the device has a clip (case) in which a matrix with a die is fixed. A working insert with spiral projections of a conical shape with an angle at the apex of 60 ° and a design height is mounted on the plunger and rests on a punch. A puller is fixed in the cage, freely rotating on thrust bearings. The workpiece is screwed under axial force and is removed through the clip window.

Недостатком известного устройства является ограниченность его применения. Оно предназначено для установки на протяжных станках, технологические параметры которых уступают технологическим параметрам гидравлических прессов. При свинчивании требуется прикладывать значительную силу, а образование заусенцев требует трудоемкой слесарной доработки.A disadvantage of the known device is the limitation of its use. It is intended for installation on broaching machines, the technological parameters of which are inferior to the technological parameters of hydraulic presses. When screwing, considerable force is required, and the formation of burrs requires laborious locksmithing.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение качества путем получения сетки ромбических рифлей на внутренней поверхности оболочки без образования заусенцев при свинчивании и снижение трудоемкости путем уменьшения силы свинчивания длинномерных заготовок со спиральных выступов центрального инструментального стержня.The objective of the proposed technical solution is to improve the quality by obtaining a network of rhombic corrugations on the inner surface of the shell without the formation of burrs during make-up and to reduce the complexity by reducing the make-up force of long workpieces from the spiral protrusions of the central tool rod.

Для решения поставленной задачи по предлагаемому способу изготовления сетки ромбических рифлей на внутренней поверхности оболочки, содержащему последовательные две операции обработки металлов давлением в холодном состоянии, заключающемуся в установке заготовки на матрицу, вводе в нее центрального инструментального стержня с рабочей вставкой и образованием гарантированного зазора между внутренней поверхностью оболочки и рабочей вставки с равномерно расположенными спиральными выступами, в проталкивании через матрицы с фильерами разного диаметра и редуцировании стенки заготовки с изготовлением рифлей, отличающихся направлением навивки, когда осуществляют подачу заготовки в фильеры без осевого перемещения относительно спиральных выступов, согласно изобретению сетку рифлей изготавливают с фасками под углом 120° относительно вершины рифля, редуцирование осуществляют с переменной толщиной стенки по высоте оболочки с углом конусности γ=arсtg0,5(dнб-dнм)/L в осевом направлении, в конце каждого редуцирования выполняют осевое перемещение заготовки без ее проворота относительно рабочей вставки на величину 0,1…0,2 глубины рифля, а затем свинчивание заготовок.To solve the problem of the proposed method for manufacturing a grid of rhombic corrugations on the inner surface of the shell, containing two consecutive two operations of metal forming in the cold state, which consists in installing the workpiece on the matrix, introducing a central tool rod with a working insert into it and creating a guaranteed gap between the inner surface shell and working insert with evenly spaced spiral protrusions, pushing through the matrix with dies p diameter and reducing the wall of the workpiece with the manufacture of riffles, differing in the direction of winding, when the billet is fed into the dies without axial movement relative to the spiral protrusions, according to the invention, the grid of riffles is made with chamfers at an angle of 120 ° relative to the top of the riffle, reduction is carried out with a variable wall thickness in height shell with a cone angle γ = arstg0,5 (d nb -d nm) / L in the axial direction, the end of each reduction operate the axial movement of the workpiece without its cranking otno itelno working on the insert size of 0.1 ... 0.2 the depth of fluting and then screwing workpieces.

В устройстве для осуществления способа, содержащем матрицу с фильерой, инструментальный стержень, рабочую вставку со спиральными выступами, толкатель, съемник, установленный на опорные подшипники, согласно изобретению толкатель выполнен с глухой полостью и радиальными пазами, в радиальных пазах установлены подпружиненные ползушки с коническими опорными поверхностями, контактирующими с торцами заготовки, поверхностью конусной канавки инструментального стержня и возможностью радиального перемещения, в полости толкателя зафиксированы шпильками упругий элемент и инструментальный стержень с возможностью осевого перемещения, между торцами толкателя и рабочей вставки имеется конструктивно рассчитываемый зазор hoc, форма поверхности спиральных выступов в поперечном сечении рабочей вставки выполнена с углом при вершине 60° высотой 0,8 от глубины рифля, переходящей в поверхность с углом конусности 120° и общей высотой спирального выступа, равной 1,25-1,3 от глубины рифля, а рабочая боковая поверхность рабочей вставки выполнена конусной с углом конусности γ.In the device for implementing the method, comprising a matrix with a die, an instrument rod, a working insert with spiral protrusions, a pusher, a puller mounted on thrust bearings, according to the invention, the pusher is made with a blind cavity and radial grooves, spring-loaded crawlers with conical bearing surfaces are installed in radial grooves in contact with the ends of the workpiece, the surface of the conical groove of the tool rod and the possibility of radial movement, in the cavity of the pusher is fixed s pins elastic member and a tool shank with the possibility of axial movement between the ends of the pusher and the working insert has structurally calculated gap h oc, the surface shape of the spiral projections in the cross section of the working insert is formed with an apex angle of 60 ° from a height of 0.8 fluting depth, passing to a surface with a taper angle of 120 ° and a total height of the spiral protrusion equal to 1.25-1.3 of the depth of the flute, and the working side surface of the working insert is made conical with a taper angle γ.

Предлагаемый способ и устройство для его осуществления иллюстрируются чертежами 1, 2, 3 и 4.The proposed method and device for its implementation are illustrated by drawings 1, 2, 3 and 4.

На фиг. 1 показана схема устройства для изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности трубной заготовки, устанавливаемого на гидравлическом прессе.In FIG. 1 shows a diagram of a device for manufacturing a mesh of corrugations on the inner surface of a pipe billet mounted on a hydraulic press.

На фиг. 2 - схема устройства для изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности заготовки типа «Стакан», устанавливаемого на гидравлическом прессе.In FIG. 2 is a diagram of a device for manufacturing a grid of corrugations on the inner surface of a workpiece of the "Glass" type mounted on a hydraulic press.

На фиг. 3 - профиль и размеры спирального выступа рабочей вставки.In FIG. 3 - profile and dimensions of the spiral protrusion of the working insert.

На фиг. 4 - рабочая вставка.In FIG. 4 - working insert.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Берут заготовку 8 трубную или типа «Стакан» и устанавливают соответственно в устройство (фиг. 1) или (фиг. 2) на матрицу с фильерой 7. На ползуне гидравлического пресса закрепляют инструментальный блок и при рабочем ходе вводят его внутрь оболочки. При этом рабочая вставка 9 занимает требуемое положение относительно внутренней поверхности заготовки 8 в момент соприкосновения торцевой поверхностью с подпружиненными ползушками 10. При дальнейшем рабочем ходе происходит проталкивание заготовки 8 через фильеру матрицы 7 с редуцированием стенки и образованием на внутренней поверхности спирального рифля требуемого размера и образованием фаски. В конце рабочего хода в момент соприкосновения шпильки 11 с регулируемым упором 6 происходит перемещение рабочей вставки 9 относительно внутренней поверхности оболочки в осевом направлении на требуемую величину. В результате этого между выступами рабочей вставки 9 и канавками рифлей возникает зазор. При обратном ходе ползуна подпружиненные ползушки 10 радиально перемещаются в исходное положение, а заготовка 8 своей торцевой поверхностью входит в соприкосновение со съемником и происходит ее свинчивание с рабочей вставки. При свинчивании происходит вращение съемника вместе с оболочкой. Оболочку удаляют из устройства на провал.Take the billet 8 pipe or type "Glass" and installed respectively in the device (Fig. 1) or (Fig. 2) on the die with die 7. On the slider of the hydraulic press, the tool block is fixed and, during the working stroke, it is inserted into the shell. In this case, the working insert 9 occupies the required position relative to the inner surface of the workpiece 8 at the moment of contact with the end surface with spring-loaded creepers 10. With a further working stroke, the workpiece 8 is pushed through the die of the matrix 7 with wall reduction and the formation of the desired size of the spiral flute on the inner surface and the formation of a bevel . At the end of the stroke at the moment of contact of the stud 11 with an adjustable stop 6, the working insert 9 is moved relative to the inner surface of the shell in the axial direction by the required amount. As a result of this, a gap occurs between the protrusions of the working insert 9 and the grooves of the corrugations. During the reverse stroke of the slide, the spring-loaded slide 10 radially move to its original position, and the workpiece 8 with its end surface comes into contact with the puller and it is screwed from the working insert. When screwing, the puller rotates along with the sheath. The shell is removed from the device to fail.

Наличие зазора между выступами рабочей вставки и поверхностью канавки рифлей уменьшает контактные силы трения и снижает силу свинчивания, а наличие фаски устраняет заусенцы.The presence of a gap between the protrusions of the working insert and the surface of the grooves of the grooves reduces the contact friction forces and reduces the force of makeup, and the presence of the chamfer eliminates the burrs.

Пример реализации способаAn example implementation of the method

В оболочке с толщиной стенки 2 мм и диаметром 78 мм на длине 700 мм необходимо на внутренней поверхности нанести сетку ромбовидных рифлей глубиной 0,6±0,1 мм. Рифление образовать винтовыми линиями (по 20 заходов в левую и правую стороны) с углом подъема 30°±3° к оси детали.In a shell with a wall thickness of 2 mm and a diameter of 78 mm over a length of 700 mm, it is necessary to apply a network of diamond-shaped corrugations with a depth of 0.6 ± 0.1 mm on the inner surface. Corrugation is formed by helical lines (20 entries on the left and right sides) with an elevation angle of 30 ° ± 3 ° to the part axis.

В соответствии с заявляемым способом общая высота спирального выступа на рабочей вставке равняется 1,3h=0,6×1,3=0,78 мм. Участок выступа с углом конусности 60° при вершине выполняется высотой 0,8h=0,8×0,6=0,48 мм, участок выступа с углом конусности у основания выступа 120° высотой 0,5h=0,5×0,6=0,3 мм.In accordance with the claimed method, the total height of the spiral protrusion on the working insert is equal to 1.3h = 0.6 × 1.3 = 0.78 mm A section of a protrusion with a taper angle of 60 ° at the apex is performed with a height of 0.8h = 0.8 × 0.6 = 0.48 mm, a section of a protrusion with a taper angle at the base of the protrusion is 120 ° with a height of 0.5h = 0.5 × 0.6 = 0.3 mm.

Диаметр внутренней поверхности трубной оболочки равен 74+0,2 мм. Наибольший диаметр спирального выступа рабочей вставки на второй операции редуцирования трубной заготовки dнб=74,2+2(h+0,1)=74,2+2×0,7=75,4 мм. Наименьший диаметр спирального выступа dнм=74+2(h-0,1)=75,0 мм. Угол конусности рабочей поверхности γ=arctg0,5(75,4-75,0)/700=0,0182°.The diameter of the inner surface of the tube shell is 74 +0.2 mm. The largest diameter of the spiral protrusion of the working insert in the second operation of reducing the tube stock d nb = 74.2 + 2 (h + 0.1) = 74.2 + 2 × 0.7 = 75.4 mm. The smallest diameter of the spiral protrusion d nm = 74 + 2 (h-0,1) = 75.0 mm The taper angle of the working surface is γ = arctg0.5 (75.4-75.0) / 700 = 0.0182 °.

Для осуществления редуцирования на второй операции примем диаметр внутренней поверхности трубной заготовки 76 мм, что позволяет свободно ввести рабочую вставку в трубную заготовку перед редуцированием, диаметр наружной поверхности 80 мм. Диаметр фильеры матрицы второго редуцирования примем dм2=78 мм (по размерам готовой детали).To carry out the reduction in the second operation, we take the diameter of the inner surface of the tube stock 76 mm, which allows you to freely enter the working insert into the tube stock before reduction, the diameter of the outer surface is 80 mm. The diameter of the die of the matrix of the second reduction we take d m2 = 78 mm (according to the size of the finished part).

Определим наибольший диаметр спирального выступа для рабочей вставки на первой операции редуцирования dнб=76+2(h+0,1)=76+1,4=77,4 мм; наименьший диаметр dнм=76+2(h-0,1)=77 мм; угол конусности γ=0,0182°. Для свободного ввода рабочей вставки в трубную заготовку ее внутренний диаметр должен быть не меньше 77,5 мм.We determine the largest diameter of the spiral protrusion for the working insert in the first reduction operation d nb = 76 + 2 (h + 0.1) = 76 + 1.4 = 77.4 mm; smallest diameter d nm = 76 + 2 (h-0,1) = 77 mm; taper angle γ = 0.0182 °. For the free insertion of the working insert into the pipe billet, its inner diameter must be at least 77.5 mm.

Примем диаметр фильеры матрицы для первого редуцирования 80 мм. В конце каждого редуцирования осуществляют осевое перемещение заготовки без ее проворота относительно рабочей вставки на величину 0,1…0,2 глубины рифта, то есть на 0,06…0,12 мм. Это уменьшает силы трения между поверхностями трубной заготовки и рабочей вставки при свинчивании, т.е. является отличительным признаком, так как в результате осевого смещения между поверхностями трубной заготовки и спиральными выступами рабочей вставки вместо натяга возникает зазор. Уменьшению сил трения также способствует выполнение боковой поверхности рабочей вставки с углом конусности γ. Благодаря этому в процессе свинчивания происходит увеличение зазора между поверхностями заготовки и рабочей вставки. В процессе свинчивания при известных способах происходит смещение материала трубной заготовки в окружном направлении с образованием заусенцев. Возникшие зазоры между поверхностями спиральных рифлей заготовки и спиральных выступов рабочей вставки в результате использования предлагаемого способа устраняют причины образования заусенцев. Устранению причин образования заусенцев также способствует изменение профиля поперечного сечения спиральных выступов рабочей вставки, благодаря чему после редуцирования образуются спиральные рифли с фасками. Расчетный размер фаски в рассматриваемом примере составляет (0,1-0,3)×60°. В процессе свинчивания заготовки с рабочей вставки при возможном возникновении смещения материала заготовки в окружном направлении форма поперечного профиля спиральных выступов препятствует образованию наплыва металла и образованию заусенцев. Предлагаемая форма профиля спиральных выступов не ослабляет несущую способность оболочки и улучшает эксплуатационные характеристики изделия, так как увеличивается площадь воздействия жидкой или газовой среды в процессе воздействия на внутреннюю поверхность оболочки, и способствует равномерному дроблению на ромбические осколки.We take the die diameter of the matrix for the first reduction of 80 mm. At the end of each reduction, the workpiece is axially moved without turning it relative to the working insert by a value of 0.1 ... 0.2 of the rift depth, that is, 0.06 ... 0.12 mm. This reduces the frictional forces between the surfaces of the tube billet and the working insert during make-up, i.e. It is a distinguishing feature, since as a result of axial displacement between the surfaces of the tube billet and the spiral protrusions of the working insert, a gap arises instead of an interference fit. The reduction of friction forces is also facilitated by the implementation of the lateral surface of the working insert with a taper angle γ. Due to this, during the make-up process, there is an increase in the gap between the surfaces of the workpiece and the working insert. In the process of screwing with known methods, the material of the pipe billet is displaced in the circumferential direction with the formation of burrs. The gaps between the surfaces of the spiral grooves of the workpiece and the spiral protrusions of the working insert as a result of using the proposed method eliminate the causes of the formation of burrs. The elimination of the causes of burr formation is also facilitated by a change in the cross-sectional profile of the spiral protrusions of the working insert, due to which, after reduction, spiral corrugations with chamfers are formed. The estimated size of the chamfer in this example is (0.1-0.3) × 60 °. In the process of making up the workpiece from the working insert with the possible occurrence of a shift of the workpiece material in the circumferential direction, the shape of the transverse profile of the spiral protrusions prevents the formation of an influx of metal and the formation of burrs. The proposed profile shape of the spiral protrusions does not weaken the bearing capacity of the shell and improves the operational characteristics of the product, since the area of exposure to the liquid or gas medium increases during the action on the inner surface of the shell, and promotes uniform crushing into rhombic fragments.

Для осуществления предлагаемого способа используется устройство (фиг. 1), которое обеспечивает редуцирование стенки трубной заготовки с образованием на ее внутренней поверхности спиральных рифлей с углом подъема 60°. Устройство для нанесения сетки рифлей на внутренней поверхности трубной заготовки (фиг. 1) состоит из нижней плиты 1, на которой закреплен корпус 2, в корпусе 2 установлен съемник, состоящий из корпуса съемника 3, опирающегося на упорный подшипник 5, и подпружиненных сегментов 4, а также регулируемый упор 6, матрица 7. На ползуне гидравлического пресса закреплен инструментальный блок, состоящий из толкателя 12 с глухой полостью, в которой установлена пружина 13, центральный инструментальный стержень с конусной канавкой 14 и рабочая вставка 9 с винтовыми многозаходными спиральными выступами. В полости толкателя 12 выполнены радиальные прорези, в которых помещены подпружиненные ползушки 10 с конусной рабочей поверхностью, контактирующие с конусной канавкой центрального стержня 14, а также шпильки 11.To implement the proposed method, a device is used (Fig. 1), which provides a reduction in the wall of a tube billet with the formation of spiral corrugations with an elevation angle of 60 ° on its inner surface. A device for applying a grid of corrugations on the inner surface of the pipe billet (Fig. 1) consists of a bottom plate 1 on which the housing 2 is fixed, a puller is installed in the housing 2, consisting of a puller housing 3, supported by a thrust bearing 5, and spring-loaded segments 4, as well as an adjustable stop 6, matrix 7. A tool block consisting of a pusher 12 with a blind cavity, in which a spring 13, a central tool rod with a taper groove 14, and a working insert 9 with a screw, is mounted on the hydraulic press slide Vym multi-start helical projections. In the cavity of the pusher 12, radial slots are made in which spring-loaded creepers 10 with a conical working surface are placed, which are in contact with the conical groove of the central rod 14, as well as the studs 11.

Устройство для нанесения сетки рифлей на внутренней поверхности заготовки 8 типа «Стакан» (фиг. 2) по конструкции аналогично. Поперечное сечение спирального выступа (фиг. 3) имеет поверхность 1 с углом конусности при вершине 60°, высотой, равной 0,8 h глубины рифта, переходящая в поверхность 2 с углом конусности 120°, высотой, равной 0,5 h глубины рифля. Общая высота спирального выступа составляет 1,3h.A device for applying a grid of corrugations on the inner surface of the workpiece 8 of the type "Glass" (Fig. 2) is similar in design. The cross section of the spiral protrusion (Fig. 3) has a surface 1 with a taper angle of 60 ° at the apex, a height equal to 0.8 h of the rift depth, turning into surface 2 with a taper angle of 120 °, a height of 0.5 h of the riffle. The total height of the helical protrusion is 1.3h.

Для улучшения условий съема заготовки с инструментального блока рабочая вставка (фиг. 4) выполнена конусной с углом конусности γ=arсtg0,5(dнб-dнм)/L, где dнб и dнм соответственно наибольший и наименьший диаметры вершины спирального выступа в соответствии с техническими условиями на деталь, мм, L - общая длина внутренней поверхности оболочки с сеткой ромбовидных рифлей, мм.To improve the conditions for removing the workpiece from the tool block, the working insert (Fig. 4) is made conical with a taper angle γ = arсtg0.5 (d nb- d nm ) / L, where d nb and d nm are the largest and smallest diameters of the vertices of the spiral protrusion in in accordance with the specifications for the part, mm, L is the total length of the inner surface of the shell with a mesh of diamond-shaped corrugations, mm.

Устройство закрепляют на гидравлическом прессе. Трубную заготовку 8 устанавливают на матрицу с фильерой 7, закрепленную в корпусе 2. При рабочем ходе пресса инструментальный блок входит в трубную заготовку и подпружиненными ползушками 10 с конической рабочей поверхностью с углом α=10°, установленными в прорезях толкателя 12, воздействуют на торцевую поверхность трубной заготовки 8, перемещая ее в матрицу 7. Ползушки 10 входят в конусную канавку центрального стержня 14 с углом 30°. При этом между торцами рабочей вставки 9 и толкателя 12 имеется зазор hoc=1 мм (фиг. 1,а) в процессе редуцирования происходит затекание материала заготовки между спиральными выступами рабочей вставки 9 с образованием спиральных рифлей с фасками (фиг. 1,б). Поперечное сечение спиральных рифлей выполнено в соответствии с размерами (фиг. 3) В процессе редуцирования отсутствует осевое перемещение внутренней поверхности заготовки 8 относительно спиральных выступов рабочей вставки 9. В конце рабочего хода шпильки 11 контактируют с регулируемыми упорами 6 и центральный стержень 14 с рабочей вставкой 9 перемещают в осевом направлении на величину зазора hoc=1 мм, а ползушки 10, контактируя с конусной поверхностью канавки центрального стержня 14, под углом β=30° сдвигаются в радиальном направлении на 0,58 мм. В результате радиального перемещения ползушки 10, воздействуя конической поверхностью с углом α=10° на торец трубной заготовки 8, перемещают ее в осевом направлении относительно поверхности спиральных выступов рабочей вставки на 0,1 мм. В результате этого перемещения возникает зазор между спиральными углублениями рифлей заготовки и выступами рабочей вставки. При обратном ходе ползушки 10 принимают исходное положение, и трубная заготовка 8 контактирует торцом со съемником 4. Происходит свинчивание заготовки с рабочей вставки 9 и заготовка удаляется напровал.The device is mounted on a hydraulic press. The tube billet 8 is mounted on a die with a die 7 fixed in the housing 2. When the press moves, the tool block enters the tube billet and spring-loaded creepers 10 with a conical working surface with an angle α = 10 ° installed in the slots of the pusher 12 act on the end surface tube billet 8, moving it into the matrix 7. The creepers 10 enter the conical groove of the Central rod 14 with an angle of 30 °. Moreover, between the ends of the working insert 9 and the pusher 12 there is a gap h oc = 1 mm (Fig. 1, a) during the reduction process, the workpiece material flows between the spiral protrusions of the working insert 9 with the formation of spiral corrugations with chamfers (Fig. 1, b) . The cross section of the spiral grooves is made in accordance with the dimensions (Fig. 3). During the reduction process, there is no axial movement of the inner surface of the workpiece 8 relative to the spiral projections of the working insert 9. At the end of the working stroke, the studs 11 are in contact with the adjustable stops 6 and the central shaft 14 with the working insert 9 move in the axial direction by the gap value h oc = 1 mm, and the creepers 10, in contact with the conical surface of the grooves of the Central rod 14, at an angle β = 30 ° are shifted in the radial direction by 0.58 mm. As a result of the radial movement of the creep 10, acting on a pipe billet 8 with a conical surface with an angle α = 10 °, it is moved in the axial direction relative to the surface of the spiral protrusions of the working insert by 0.1 mm. As a result of this movement, a gap arises between the spiral recesses of the corrugations of the workpiece and the protrusions of the working insert. With the reverse stroke, the sprockets 10 take their initial position, and the tube stock 8 contacts the end face with the puller 4. The workpiece is screwed up from the working insert 9 and the workpiece is completely removed.

На фиг. 2 показано устройство для нанесения рифлей на заготовки типа «Стакан», которое работает аналогично устройству (фиг. 1). При редуцировании стенки донная часть заготовки не входит в соприкосновение с нижним торцом рабочей вставки. Если требуется редуцирование стенки осуществлять воздействием рабочей вставки на донную часть заготовки, то в этом случае предлагаемое устройство также можно использовать, демонтируя подпружиненные ползушки 10. Однако в этом случае дозированное относительное перемещение поверхности заготовки 8 к поверхности рабочей вставки 9 выполнить затруднительно и сила свинчивания увеличится, но заусенцы при этом не образуются благодаря нанесению фасок при получении сетки рифлей.In FIG. Figure 2 shows a device for applying corrugations to blanks of the type "Glass", which works similarly to the device (Fig. 1). When reducing the wall, the bottom of the workpiece does not come into contact with the lower end of the working insert. If you want to reduce the wall by the action of the working insert on the bottom of the workpiece, then the proposed device can also be used by disassembling the spring-loaded creepers 10. However, in this case, the metered relative movement of the surface of the workpiece 8 to the surface of the working insert 9 is difficult and the make-up force will increase, but the burrs are not formed due to the beveling when receiving a grid of riffles.

Для уменьшения сил трения при свинчивании заготовки с рабочей вставки рабочая поверхность со спиральными выступами выполнена конусной с углом γ. Благодаря этому в процессе свинчивания уменьшается площадь контакта поверхностей, увеличивается зазор между поверхностями заготовки и рабочей вставки, уменьшается сила трения при свинчивании, что позволяет получать сетку рифлей на внутренней поверхности оболочек больших габаритов по длине.To reduce the friction forces when making up the workpiece from the working insert, the working surface with spiral protrusions is made conical with an angle γ. Due to this, in the process of make-up, the contact area of the surfaces decreases, the gap between the surfaces of the workpiece and the working insert increases, the friction force during make-up decreases, which allows to obtain a grid of corrugations on the inner surface of large-sized shells in length.

Claims (6)

1. Способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности оболочки, содержащий последовательные две операции обработки оболочки давлением в холодном состоянии, заключающийся в установке заготовки на матрицу, вводе в нее центрального инструментального стержня с рабочей вставкой и образованием гарантированного зазора между внутренней поверхностью оболочки и рабочей вставки с равномерно расположенными спиральными выступами, в проталкивании через матрицы с фильерами разного диаметра и редуцировании стенки заготовки с изготовлением рифлей с различным направлением навивки, когда осуществляют подачу заготовки в фильеры без осевого перемещения относительно спиральных выступов, отличающийся тем, что сетку рифлей изготавливают с фасками под углом 120° относительно вершины рифля, редуцирование осуществляют с переменной толщиной стенки по высоте оболочки с углом конусности:1. A method of manufacturing a mesh of corrugations on the inner surface of the shell, comprising two successive operations of processing the shell with cold pressure, which consists in installing the blank on the matrix, introducing a central tool rod with a working insert into it and creating a guaranteed gap between the inner surface of the shell and the working insert with evenly spaced spiral protrusions, pushing through dies with dies of different diameters and reducing the workpiece wall from manufacture m riffles with different directions of winding, when carried out feeding the workpiece into the die without axial movement relative to the spiral projections, characterized in that the grooves of a grid made beveled at an angle of 120 ° relative to the top fluting, reduction is carried out with a variable wall thickness adjustment shell with a cone angle: γ=arctg0,5(dнб-dнм)/L,γ = arctan0.5 (d nb -d nm ) / L, где dнб и dнм - наибольший и наименьший диаметры спирального выступа, мм;where d nb and d nm - the largest and smallest diameters of the spiral protrusion, mm; L – длина оболочки, мм,L is the length of the shell, mm в осевом направлении, в конце каждого редуцирования выполняют осевое перемещение заготовки без ее проворота относительно рабочей вставки на величину 0,1-0,2 глубины рифля, а затем свинчивают заготовку.in the axial direction, at the end of each reduction, the workpiece is axially moved without turning it relative to the working insert by a value of 0.1-0.2 of the groove depth, and then the workpiece is screwed. 2. Устройство для осуществления способа, содержащее матрицу с фильерой, инструментальный стержень, рабочую вставку со спиральными выступами, толкатель, съемник, установленный на опорные подшипники, отличающееся тем, что толкатель выполнен с глухой полостью и радиальными пазами, в радиальных пазах установлены подпружиненные ползушки с коническими опорными поверхностями, контактирующими с торцами заготовки, поверхностью конусной канавки инструментального стержня и возможностью радиального перемещения, в полости толкателя зафиксированы шпильками пружина и инструментальный стержень с возможностью осевого перемещения, между торцами толкателя и рабочей вставки выполнен конструктивно рассчитываемый зазор hoc, форма поверхности спиральных выступов в поперечном сечении рабочей вставки выполнена с углом при вершине 60° высотой 0,8 от глубины рифля, переходящей в поверхность с углом конусности 120° и общей высотой спирального выступа, равной 1,25-1,3 от глубины рифля, а рабочая боковая поверхность рабочей вставки выполнена конусной с углом конусности γ.2. A device for implementing the method, comprising a matrix with a die, a tool rod, a working insert with spiral protrusions, a pusher, a puller mounted on thrust bearings, characterized in that the pusher is made with a hollow cavity and radial grooves, spring-loaded sliders with conical supporting surfaces in contact with the ends of the workpiece, the surface of the conical groove of the tool rod and the possibility of radial movement, in the cavity of the pusher is fixed s spring pins and tool shaft with the possibility of axial movement between the ends of the pusher and the working insert is formed structurally calculated gap h oc, the surface shape of the spiral projections in the cross section of the working insert is formed with an apex angle of 60 ° from a height of 0.8 fluting depth passing into a surface with a taper angle of 120 ° and a total height of the spiral protrusion equal to 1.25-1.3 of the depth of the flute, and the working side surface of the working insert is made conical with a taper angle γ.
RU2015153879A 2015-12-15 2015-12-15 Method to manufacture grid of riffles on inner surface of shell and device for its realization RU2612052C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015153879A RU2612052C1 (en) 2015-12-15 2015-12-15 Method to manufacture grid of riffles on inner surface of shell and device for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015153879A RU2612052C1 (en) 2015-12-15 2015-12-15 Method to manufacture grid of riffles on inner surface of shell and device for its realization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2612052C1 true RU2612052C1 (en) 2017-03-02

Family

ID=58459213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015153879A RU2612052C1 (en) 2015-12-15 2015-12-15 Method to manufacture grid of riffles on inner surface of shell and device for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2612052C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654410C1 (en) * 2017-05-16 2018-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Method of making grid of grooves on inner surface of cylindrical shell and device for its implementation
RU2787911C1 (en) * 2022-04-27 2023-01-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Method for manufacturing a grid of corrugations on the inner surface of a cylindrical shell

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1240496A1 (en) * 1985-01-29 1986-06-30 Липецкий политехнический институт Method of forming thread
US5337673A (en) * 1993-12-17 1994-08-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Controlled fragmentation warhead case
RU2171445C1 (en) * 2000-10-23 2001-07-27 Серегин Николай Алексеевич Method for manufacture of enelope of fragmentation ammunition
RU2205356C2 (en) * 2001-05-21 2003-05-27 Серегин Николай Алексеевич Method for manufacture of flanges on surface of ammunition case
RU2225768C1 (en) * 2002-09-04 2004-03-20 Серегин Николай Алексеевич Method for making envelope of fragmentation type ammunition
RU2406589C1 (en) * 2009-07-14 2010-12-20 Государственное Унитарное Предприятие "Конструкторское Бюро Приборостроения" (Гуп "Кбп") Method of producing splitter shell with band

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1240496A1 (en) * 1985-01-29 1986-06-30 Липецкий политехнический институт Method of forming thread
US5337673A (en) * 1993-12-17 1994-08-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Controlled fragmentation warhead case
RU2171445C1 (en) * 2000-10-23 2001-07-27 Серегин Николай Алексеевич Method for manufacture of enelope of fragmentation ammunition
RU2205356C2 (en) * 2001-05-21 2003-05-27 Серегин Николай Алексеевич Method for manufacture of flanges on surface of ammunition case
RU2225768C1 (en) * 2002-09-04 2004-03-20 Серегин Николай Алексеевич Method for making envelope of fragmentation type ammunition
RU2406589C1 (en) * 2009-07-14 2010-12-20 Государственное Унитарное Предприятие "Конструкторское Бюро Приборостроения" (Гуп "Кбп") Method of producing splitter shell with band

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654410C1 (en) * 2017-05-16 2018-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Method of making grid of grooves on inner surface of cylindrical shell and device for its implementation
RU2787911C1 (en) * 2022-04-27 2023-01-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Method for manufacturing a grid of corrugations on the inner surface of a cylindrical shell
RU2796090C1 (en) * 2022-08-22 2023-05-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Device for producing corrugations on the inner surface of a cylindrical shell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104624694A (en) Method for extruding inner transverse rib of cylindrical piece
CN104399771A (en) Inner transverse bar extrusion die for cylindrical component
RU2586173C1 (en) Method of making grid of grooves on inner surface of shell and device therefor
US20110185783A1 (en) Method and device for the non-cutting production of an outside thread on hollow metal work pieces
CN101829696B (en) Deep hole extrusion forming process of medium-carbon low-alloy structural steel
RU2612052C1 (en) Method to manufacture grid of riffles on inner surface of shell and device for its realization
RU2655555C1 (en) Method of diamond-shaped riffle forming on outer surface of cylindrical shell
RU2591904C2 (en) Method of making grid of grooves on inner surface of shell and device therefor
RU2316403C2 (en) Method for forming multi-start helical riffles
US2862215A (en) Machine for forming threads within a metallic tube by swaging
RU2343035C2 (en) Method for rotary drawing of complex profile shells
RU2654410C1 (en) Method of making grid of grooves on inner surface of cylindrical shell and device for its implementation
RU2443485C2 (en) Device for compaction of hollow profiles
RU2760768C2 (en) Method for cutting screw grooves on inner surface of cylindrical shell and device for its implementation
RU2168382C1 (en) Method for manufacture of light-alloy pipes
RU2473410C2 (en) Device for making polyhedral tubes
RU219085U1 (en) Pipe profiling device
RU2446905C2 (en) Pipe-end upset male die
RU2759144C1 (en) Method for manufacturing axisymmetric shells with internal riffles
RU2632726C1 (en) Method of manufacturing shell circuit of protection casing
RU2789639C1 (en) Device for obtaining a grid of rifles on the inner surface of the shell
RU2650474C2 (en) Method of manufacturing seamless tubes from cylindrical billets of hard-to-deform metals and alloys
RU2814100C1 (en) Method for manufacturing complex-profile shells with internal grooves
RU2799823C1 (en) Method for manufacturing steel complex-shaped shells
RU2591913C1 (en) Method for rolling of tube stock

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171216