RU2615959C1 - Thin-walled axisymmetric steel shell manufacturing method - Google Patents
Thin-walled axisymmetric steel shell manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2615959C1 RU2615959C1 RU2015149509A RU2015149509A RU2615959C1 RU 2615959 C1 RU2615959 C1 RU 2615959C1 RU 2015149509 A RU2015149509 A RU 2015149509A RU 2015149509 A RU2015149509 A RU 2015149509A RU 2615959 C1 RU2615959 C1 RU 2615959C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rollers
- workpiece
- mandrel
- angles
- profile
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/14—Spinning
- B21D22/16—Spinning over shaping mandrels or formers
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к изготовлению тонкостенных осесимметричных стальных оболочек, например, газовых баллонов, лейнеров, огнетушителей и других сосудов.The invention relates to the field of metal forming, namely the manufacture of thin-walled axisymmetric steel shells, for example, gas cylinders, liners, fire extinguishers and other vessels.
Актуальной проблемой при производстве тонкостенных стальных оболочек с использованием метода ротационной вытяжки является обеспечение высокой точности геометрических размеров, качества обрабатываемой поверхности и механической прочности получаемых деталей при высокой производительности.An urgent problem in the production of thin-walled steel shells using the rotational drawing method is to ensure high accuracy of geometric dimensions, the quality of the machined surface and the mechanical strength of the parts obtained at high productivity.
Известен способ изготовления осесимметричных корпусов, патент РФ №2295416, кл. МПК B21D 51/24.A known method of manufacturing axisymmetric cases, RF patent No. 2295416, class. IPC B21D 51/24.
Способ включает закалку, отпуск, холодную пластическую деформацию методом ротационной вытяжки за два прохода и низкотемпературный отжиг.The method includes hardening, tempering, cold plastic deformation by rotational drawing in two passes and low-temperature annealing.
Используют легированную сталь, осуществляют закалку и отпуск, ротационную вытяжку осуществляют без промежуточного отжига.Alloy steel is used, hardening and tempering are carried out, rotational drawing is carried out without intermediate annealing.
Известен также способ изготовления баллонов из конструкционных малоуглеродистых сталей для сжиженного газа, описанный в патенте РФ №1798589, кл. МПК5 F17C 1/00.There is also a method of manufacturing cylinders of structural low-carbon steels for liquefied gas, described in the patent of the Russian Federation No. 1798589, class. IPC5 F17C 1/00.
Баллон изготавливают из сваренных в стык тонкостенных оболочек, получаемых ротационной вытяжкой.The cylinder is made of butt-welded thin-walled shells obtained by a rotational hood.
Недостатками данных способов применительно к проблеме получения стальных тонкостенных оболочек с использованием ротационной вытяжки является отсутствие технических решений по повышению точности и качества обработки. Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является способ изготовления стальных тонкостенных цилиндрических осесимметричных деталей методом ротационной вытяжки, описанный в книге М.А. Гредитора «Давильные работы и ротационное выдавливание» изд. «Машиностроение»; Москва, 1971 г., стр. 109÷115.The disadvantages of these methods in relation to the problem of obtaining steel thin-walled shells using a rotary hood is the lack of technical solutions to improve the accuracy and quality of processing. The closest in technical essence and the achieved technical result is a method of manufacturing steel thin-walled cylindrical axisymmetric parts by rotational drawing, described in the book of MA Gredor "Squeeze work and rotational extrusion" ed. "Engineering"; Moscow, 1971, pp. 109 ÷ 115.
На трехроликовых давильно-раскатных станках выполняют ротационную вытяжку тонкостенных осесимметричных деталей из стальных заготовок, получаемых вытяжкой из кружка на прессовом оборудовании. Заготовка устанавливается и закрепляется на оправке (поз. 1) рис. 66. Затем давильные ролики вдавливаются в заготовку (поз. II и III), обеспечивая утонение заготовки до заданной толщины за несколько переходов с промежуточным отжигом и травлением окисной пленки.On three-roller pressing and rolling machines, rotational extraction of thin-walled axisymmetric parts from steel billets obtained by extracting from a mug on press equipment is performed. The workpiece is installed and fixed on the mandrel (item 1) fig. 66. Then the pressure rollers are pressed into the billet (poses II and III), providing thinning of the billet to a predetermined thickness in several transitions with intermediate annealing and etching of the oxide film.
При ротационной вытяжке осесимметричных заготовок из никелевых и других подобных легированных сталей используют охлаждающую жидкость в виде одной части масла с двадцатью частями воды. Поверхность оправки и внутренняя поверхность обрабатываемой заготовки покрывают слоем смазки на основе лития или коллоидального цинка.During rotational drawing of axisymmetric billets of nickel and other similar alloy steels, coolant is used in the form of one part of oil with twenty parts of water. The surface of the mandrel and the inner surface of the workpiece are coated with a lubricant layer based on lithium or colloidal zinc.
Используют деформирующие ролики одинакового профиля, установленные с одинаковым зазором между вершинами профилей роликов и оправкой.Use deforming rollers of the same profile, installed with the same gap between the tops of the profiles of the rollers and the mandrel.
К недостаткам данного способа относится низкая точность и качество обработанной поверхности, что обусловлено профилем роликов и их расположением относительно оправки и между собой, а также низкий коэффициент использования металла, обусловленный использованием кружка при изготовлении заготовки под ротационную вытяжку на прессовом оборудовании.The disadvantages of this method include the low accuracy and quality of the machined surface, which is due to the profile of the rollers and their location relative to the mandrel and between each other, as well as the low metal utilization rate due to the use of the mug in the manufacture of blanks for rotary hoods using press equipment.
Кроме того, применение охлаждающей жидкости в виде смеси масла с водой неэффективно из-за отсутствия смазывающего вещества этой смеси, а смазка оправки и внутренней поверхности заготовки на основе лития или коллоидного цинка малоэффективна при обработке заготовок из малоуглеродистых, высокоуглеродистых и легированных сталей с другими, кроме никеля, легирующими элементами.In addition, the use of a coolant in the form of a mixture of oil and water is ineffective due to the lack of a lubricant for this mixture, and the lubrication of the mandrel and the inner surface of a workpiece based on lithium or colloidal zinc is ineffective when machining workpieces from low-carbon, high-carbon and alloy steels with other than nickel alloying elements.
К недостаткам способа, принятого за прототип, является также нанесение смазки только на внутреннюю поверхность деталей и на наружную поверхность оправки, а наружная поверхность заготовки и деформирующих роликов оставляют без смазки.The disadvantages of the method adopted for the prototype is also the application of lubricant only on the inner surface of the parts and on the outer surface of the mandrel, and the outer surface of the workpiece and deforming rollers are left without lubrication.
К недостаткам данного способа также относятся отсутствие финишной термообработки.The disadvantages of this method also include the lack of finishing heat treatment.
Задачей технического решения, принятого заявителем за прототип, является получение тонкостенных осесимметричных деталей методом ротационной вытяжки на трехроликовых давильно-раскатных станках из заготовок, получаемых вытяжкой из кружка на прессовом оборудовании с необходимой точностью и качеством обрабатываемой поверхности заготовок.The objective of the technical solution adopted by the applicant for the prototype is to obtain thin-walled axisymmetric parts by rotational drawing on three-roller press-rolling machines from workpieces obtained by drawing from a mug on press equipment with the necessary accuracy and quality of the workpiece surface being machined.
Общими признаками с предлагаемым заявителями способом является наличие заготовительных операций получения осесимметричных заготовок, термических операций в виде отжига, химической - травления окисной пленки и ротационной вытяжки за несколько переходов с использованием охлаждающей жидкости и смазки.Common features with the method proposed by the applicants are the availability of procurement operations for producing axisymmetric billets, thermal operations in the form of annealing, chemical etching of the oxide film and rotational drawing in several transitions using coolant and lubricant.
В отличие от прототипа, предлагаемый заявителями способ изготовления тонкостенных осесимметричных стальных оболочек, включающий заготовительные, термические, химические операции и ротационную вытяжку за несколько переходов с использованием охлаждающей жидкости и смазки, отличается тем, что ротационную вытяжку трубных заготовок выполняют деформирующими роликами с радиусом при вершине, равным 0,3÷1,0 толщины заготовки и с разными углами профиля и установленными с различными зазорами с оправкой и последовательностью изменения углов и зазоров, затем выполняют отжиг, уменьшающий напряжения, и окончательную механическую обработку.In contrast to the prototype, the method proposed by the applicants for the manufacture of axisymmetric thin-walled steel shells, including procurement, thermal, chemical operations and a rotary hood for several transitions using coolant and lubricant, is characterized in that the rotational hood of the tube blanks is performed by deforming rollers with a radius at the apex, equal to 0.3 ÷ 1.0 of the thickness of the workpiece and with different profile angles and set with different gaps with a mandrel and a sequence of angles and Zorov then perform annealing, reducing stress, and final machining.
В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:In special cases, that is, in specific forms of execution, the invention is characterized by the following features:
- деформирующие ролики выполнены с передними углами профиля, увеличивающимися в направлении вращения заготовки в 1,2÷1,6 раза;- deforming rollers made with front corners of the profile, increasing in the direction of rotation of the workpiece in 1.2 ÷ 1.6 times;
- деформирующие ролики выполнены с задними углами профиля, уменьшающимися в направлении вращения заготовки в 1,2÷1,6 раза;- the deforming rollers are made with the rear corners of the profile, decreasing in the direction of rotation of the workpiece in 1.2 ÷ 1.6 times;
- деформирующие ролики установлены с зазорами, уменьшающимися в направлении вращения заготовки в 1,1÷1,4 раза;- deforming rollers are installed with gaps decreasing in the direction of rotation of the workpiece 1.1 ÷ 1.4 times;
- рабочие поверхности деформирующих роликов и (или) оправки обработаны (0,5÷5)% раствором перфторполиэфиркислоты марки 6МФК-180 в хладоне 113;- the working surfaces of the deforming rollers and (or) the mandrel are treated with (0.5 ÷ 5)% solution of perfluoropolyether acid grade 6MFK-180 in Freon 113;
- при ротационной вытяжке используют СОЖ в виде эмульсии перфторполиэфиркислоты марки 6МФК-180 в индустриальном масле при следующем соотношении компонентов, масс. %: (0,2÷2) и (99,8-98) соответственно;- during rotational drawing use coolant in the form of an emulsion of perfluoropolyether acid brand 6MFK-180 in industrial oil in the following ratio of components, mass. %: (0.2 ÷ 2) and (99.8-98), respectively;
- заготовку оболочки перед ротационной вытяжкой подвергают фосфатированию в составе Фоскон 5 или Рускон 104;- the blank of the shell before the rotary hood is subjected to phosphation in the composition of Foscon 5 or Ruscon 104;
- между переходами ротационной вытяжки выполняют отжиг рекристаллизационный, смягчающий или уменьшающий напряжения, удаление окисной пленки травлением в серной кислоте или дробеструйной обработкой, и затем фосфатирование заготовок в составе Фоскон 5 или Рускон 104.- between the transitions of the rotary hood, annealing is performed by recrystallization, softening or reducing stresses, removal of the oxide film by etching in sulfuric acid or by shot peening, and then phosphating of the blanks as part of Foscon 5 or Ruscon 104.
Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявленного технического решения и достигаемым техническим результатом.This is what allows us to conclude that there is a causal relationship between the totality of the essential features of the claimed technical solution and the achieved technical result.
Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.These signs, distinctive from the prototype and to which the requested amount of legal protection applies, are sufficient in all cases.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности изготовления тонкостенных осесимметричных стальных оболочек с высоким качеством обрабатываемой поверхности, точностью геометрических размеров, стойкостью инструмента, высокой производительностью, высоким коэффициентом использования металла и высокой механической прочностью при малом весе.The objective of the invention is to provide the possibility of manufacturing thin-walled axisymmetric steel shells with high quality machined surfaces, geometric dimensions, tool life, high productivity, high metal utilization and high mechanical strength with low weight.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе, включающем заготовительную, термическую, химическую и ротационную вытяжки заготовок за несколько переходов с использованием охлаждающей жидкости и смазки, особенность заключается в том, что ротационную вытяжку трубных заготовок выполняют деформирующими роликами с радиусом при вершине, равным 0,3÷1,0 толщины заготовки и с разными углами профиля и установленными с различными зазорами с оправкой и последовательностью изменения углов и зазоров, затем выполняют отжиг, уменьшающий напряжения, и окончательную механическую обработку.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method, including the procurement, thermal, chemical and rotational drawing of the workpieces for several transitions using coolant and lubricant, the feature is that the rotational drawing of the pipe workpieces is performed by deforming rollers with a radius at a vertex equal to 0.3 ÷ 1.0 of the thickness of the workpiece and with different profile angles and set with different gaps with a mandrel and a sequence of angles and gaps, then perform annealing, which reduces stress, and the final machining.
Новая совокупность операций, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет:A new set of operations, as well as the presence of relations between them, allows, in particular, due to:
- использования трубной заготовки повысить коэффициент использования металла;- the use of pipe billets to increase the utilization of metal;
- выполнения деформирующих роликов с радиусом при вершине, равным 0,3÷1,0 толщины заготовки, повысить устойчивость процесса формообразования, при меньших значениях радиусов - менее 0,3 толщины снижается износостойкость роликов, что отражается на точности и качестве обработанной поверхности; при больших - более 1 толщины возрастают усилия ротационной вытяжки, что также снижает износостойкость роликов и ресурс работы подшипниковых узлов;- the implementation of the deforming rollers with a radius at the apex equal to 0.3 ÷ 1.0 of the thickness of the workpiece, to increase the stability of the forming process, with smaller radii less than 0.3 thickness, the wear resistance of the rollers decreases, which affects the accuracy and quality of the processed surface; at large - more than 1 thickness, rotational drawing forces increase, which also reduces the wear resistance of the rollers and the service life of the bearing assemblies;
- выполнения деформирующих роликов с разными углами профиля и установки с различными зазорами с оправкой и последовательностью измененных углов и зазоров обеспечить плавность нарастания деформаций вдоль оправки от одного ролика к другому и этим повысить устойчивость процесса формообразования, повысить точность и качество обработки;- implementation of deforming rollers with different profile angles and installations with different gaps with a mandrel and a sequence of changed angles and gaps to ensure smooth growth of deformations along the mandrel from one roller to another and thereby increase the stability of the forming process, improve the accuracy and quality of processing;
- выполнения отжига, уменьшающего напряжения, снизить уровень внутренних остаточных напряжений;- performing annealing, reducing stress, reduce the level of internal residual stresses;
- окончательной механической обработки получить оболочку с окончательными размерами.- final machining to obtain a shell with final dimensions.
Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения позволяют, в частности, за счет:Signs characterizing the invention in specific forms of execution allow, in particular, due to:
- выполнения деформирующих роликов с передними углами профиля, увеличивающимися в направлении вращения заготовки в 1,2÷1,6 раза разделить деформацию между роликами, так как при последовательном расположении роликов в направлении вращения заготовки от ролика с меньшим передним углом к каждому последующему ролику с большим передним углом, первый ролик деформирует металл с исходными механическими свойствами, а каждый последующий ролик уже наклепанный металл, поэтому увеличение значения переднего угла уменьшает площадь очага деформации и, следовательно, снижает усилия ротационной вытяжки, и значения в 1,2÷1,6 раза определены экспериментально и являются оптимальными, при менее 1,2 значениях возникают утяжки металла, а при более 1,6 происходит гофрообразование и рябизна поверхности;- execution of deforming rollers with front profile angles increasing in the direction of rotation of the workpiece by 1.2 ÷ 1.6 times to divide the deformation between the rollers, since with the sequential arrangement of the rollers in the direction of rotation of the workpiece from the roller with a smaller rake angle to each subsequent roller with a large rake angle, the first roller deforms the metal with the original mechanical properties, and each subsequent roller is already riveted metal, therefore, increasing the value of the rake angle reduces the area of the deformation zone and, therefore, it reduces the efforts of rotational drawing, and the values are determined 1.2–1.6 times experimentally and are optimal, with less than 1.2 values, metal strains occur, and with more than 1.6 corrugation and surface curvature occur;
- выполнения деформирующих роликов с задними углами профиля, уменьшающимися в направлении вращения заготовок в 1,2÷1,6 раза, обеспечить высокое качество обработанной поверхности, так как при значениях менее 1,2 раза, возникает рябизна поверхности, а более 1,6 раза, возрастают радиальные усилия деформирования и износ деформирующих роликов;- performance of deforming rollers with trailing corners of the profile, decreasing in the direction of rotation of the workpieces by 1.2–1.6 times, to ensure high quality of the treated surface, since at values less than 1.2 times, surface roughness occurs, and more than 1.6 times increase the radial forces of deformation and wear of the deforming rollers;
- установки деформирующих роликов с зазорами, уменьшающимися в направлении вращения заготовки в 1,1÷1,4 раза, начиная с первого, с меньшим передним углом, обеспечить плавное нарастание деформации вдоль образующей оправки, и этим повысить устойчивость процесса формообразования и износостойкость роликов, значения в 1,1÷1,4 раза оптимальны, определены экспериментально, при значениях менее 1,1 и более 1,4 снижается устойчивость процесса формообразования, которая проявляется в виде гофрообразования или утонения;- installation of deforming rollers with gaps decreasing in the direction of rotation of the workpiece by 1.1 ÷ 1.4 times, starting from the first, with a smaller rake angle, to ensure a smooth increase in deformation along the forming mandrel, and thereby increase the stability of the forming process and the wear resistance of the rollers, values 1.1 ÷ 1.4 times optimal, determined experimentally, with values less than 1.1 and more than 1.4, the stability of the forming process, which manifests itself in the form of corrugation or thinning, decreases;
- обработки рабочей поверхности деформирующих роликов и (или) оправки (0,5÷5)% раствором перфторполиэфиркислоты марки 6МФК-180 в хладоне 113 снижается износ, что повышает эксплуатационную стойкость роликов и оправки, при использовании раствора <0,5% эффект снижается, а при растворе >5% дальнейшего повышения эффекта снижения износа не происходит;- treating the working surface of the deforming rollers and (or) the mandrel (0.5 ÷ 5) with a solution of perfluoropolyether acid grade 6MFK-180 in Freon 113 reduces wear, which increases the operational stability of the rollers and mandrel, when using a solution <0.5% the effect is reduced, and with a solution> 5%, a further increase in the effect of reducing wear does not occur;
- использования при ротационной вытяжке СОЖ в виде эмульсии перфторполиэфиркислоты марки 6МФК-180 в индустриальном масле при следующих соотношениях компонентов, масс. %: (0,2÷2) и (99,8-98) соответственно, снизить износ деформирующих роликов и оправки, повысить качество обрабатываемой поверхности заготовки, при содержании в эмульсии перфторполиэфиркислоты <0,2% износ не уменьшается, а при содержании >2% возрастает расход перфторполиэфиркислоты;- use in the rotational drawing of the coolant in the form of an emulsion of perfluoropolyether acid grade 6MFK-180 in industrial oil with the following ratios of components, mass. %: (0.2 ÷ 2) and (99.8-98), respectively, to reduce the wear of the deforming rollers and mandrel, to improve the quality of the workpiece surface, when the content of perfluoropolyether acid in the emulsion is <0.2%, the wear does not decrease, but when the content> 2% increases the consumption of perfluoropolyether acids;
- фосфатирования заготовок оболочки перед ротационной вытяжкой в составе Фоскон-5 или Рускон-104 снизить трение между внутренней поверхностью заготовки и оправкой и в очагах деформации, уменьшить усилия деформирования, и, в конечном результате, повысить точность геометрических размеров, качество обработанной поверхности и ресурс работы роликов и оправки;- phosphating the blanks of the shell before the rotational hood as part of Foscon-5 or Ruscon-104 to reduce friction between the inner surface of the blank and the mandrel and in the deformation zones, reduce the deformation forces, and, ultimately, increase the accuracy of the geometric dimensions, the quality of the processed surface and the service life rollers and mandrels;
- выполнения между переходами ротационной вытяжки отжига рекристаллизационного, смягчающего или уменьшающего напряжения, удаления окисной пленки травлением в серной кислоте или дробеструйной обработкой и, затем, фосфатирования заготовок в составе Фоскон-5 или Рускон-104 снизить наклеп металла после отжига рекристаллизационного смягчающего, уменьшить уровень внутренних напряжений после отжига, уменьшающего напряжения, подготовить поверхность под фосфатирование удалением окисной пленки травлением или дробеструйной обработкой, снизить трение между внутренней поверхностью заготовки и оправкой и в очагах деформации фосфатированием в составе Фоскон-5 или Рускон-104, и, в результате, повысить точность, качество обработанной поверхности и ресурс работы роликов и оправки.- performing, between transitions of the rotational drawing, annealing of recrystallization, softening or reducing stress, removal of the oxide film by etching in sulfuric acid or shot peening, and then, phosphating the workpieces as part of Foscon-5 or Ruscon-104 to reduce metal hardening after annealing of the recrystallization softening, reduce the level of internal stresses after annealing, which reduces stresses, to prepare the surface for phosphating by removing the oxide film by etching or shot peening, will reduce l friction between the inner surface of the workpiece and the mandrel and in the centers of deformation by phosphating in the composition of Foscon-5 or Ruscon-104, and, as a result, to increase the accuracy, quality of the treated surface and the working life of the rollers and mandrel.
Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизны».Signs that distinguish the proposed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions and are not known from the prior art in the process of conducting patent research, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."
Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».Studying the level of technology during the patent search for all types of information available in the countries of the former USSR and foreign countries, it was found that the proposed technical solution does not explicitly follow from the prior art, therefore, we can conclude that the criterion of "inventive step" ".
Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления тонкостенных осесимметричных стальных оболочек, включающем заготовительную, термическую, химическую обработку и ротационную вытяжку заготовок за несколько переходов с использованием охлаждающей жидкости и смазки в отличие от прототипа согласно изобретению ротационную вытяжку трубных заготовок выполняют деформирующими роликами с радиусом при вершине, равным 0,3÷1,0 толщины заготовки и с разными углами профиля и установленными с различными зазорами с оправкой и последовательностью изменения углов и зазоров, затем выполняют отжиг, уменьшающий напряжения, и окончательную механическую обработку.The essence of the invention lies in the fact that in the method of manufacturing thin-walled axisymmetric steel shells, including procurement, heat treatment, chemical treatment and rotational extraction of billets for several transitions using coolant and lubricant, unlike the prototype according to the invention, rotational extraction of pipe billets is performed by deforming rollers with a radius at an apex equal to 0.3 ÷ 1.0 of the thickness of the workpiece and with different profile angles and set with different gaps with a mandrel and the change in angles and gaps, then perform annealing, which reduces stress, and the final machining.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен способ изготовления тонкостенной осесимметричной стальной оболочки 4 методом ротационной вытяжки деформирующими роликами 1, 2 и 3 на оправке 5.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a method of manufacturing a thin-walled
Ролик 1 выполнен с передним углом α1°, задним углом β1° и с радиусом при вершине R(мм), ролик 2-е передним углом α2°, задним углом β2° и с радиусом R(мм), ролик 3 с передним углом α3°, задним углом β3° и с радиусом R(мм). α1°<α°<α3° и β1°>β2°>β3°.
Ролик 1 установлен с зазором Z1(мм) относительно поверхности оправки 5.The
S - направление подачи роликов, n - направление вращения заготовки.S is the feed direction of the rollers, n is the direction of rotation of the workpiece.
Z3=t(мм) t(мм) - толщина заготовки после каждого перехода. t0(мм) - исходная толщина стенки на каждом переходе ротационной вытяжки.Z 3 = t (mm) t (mm) is the thickness of the workpiece after each transition. t 0 (mm) is the initial wall thickness at each transition of the rotational hood.
Ролик 2-е зазором Z2(мм), ролик 3 с зазором Z3(мм) Z1>Z2>Z3.2nd roller with a clearance of Z 2 (mm),
На фиг. 1 профили изображенных роликов 1, 2 и 3 условно совмещены.In FIG. 1 profiles of the depicted
На фиг. 2 изображено поперечное сечение установки роликов 1, 2 и 3 относительно оправки 5 в процессе ротационной вытяжки заготовки 4. t0(мм) - исходная толщина заготовки на каждом переходе ротационной вытяжки. Z1(мм), Z2(мм), Z3(мм) зазоры роликов 1, 2 и 3 относительно оправки. Z3=t(мм). t(мм) - толщина заготовки после каждого перехода ротационной вытяжки.In FIG. 2 shows a cross section of the installation of the
n - направление вращения заготовки 4.n is the direction of rotation of the
Ролики 1, 2 и 3 установлены последовательно в направлении вращения заготовки.The
На фиг. 3 изображены развертка (πDзаг)мм оболочки 4 и положение роликов 1, 2 и 3 в процессе ротационной вытяжки, где а-а, в-в и с-с - траектории роликов, n (мин-1) - направление вращения заготовки, Sоб(мм/об) - величина подачи на 1 оборот заготовки, F1(мм2), F2(мм2), F3(мм2) - площади проекций очагов деформации, S(мм/мин) - осевая подача роликов.In FIG. 3 shows the scan (πD zag ) mm of the
А-А - поперечное сечение траекторий роликов.AA - cross section of the trajectories of the rollers.
t0(мм) - исходная толщина заготовки,t 0 (mm) is the initial thickness of the workpiece,
t1(мм)=Z1(мм) - толщина заготовки от ролика 1,t 1 (mm) = Z 1 (mm) - the thickness of the workpiece from the
t2(мм)=Z2(мм) - толщина заготовки от ролика 2,t 2 (mm) = Z 2 (mm) - the thickness of the workpiece from the
t3(мм)=Z3(мм) - толщина заготовки от ролика 3.t 3 (mm) = Z 3 (mm) - the thickness of the workpiece from the
Ролики 1, 2 и 3 установлены последовательно в направлении вращения заготовки n (мин-1).The
Предлагаемый способ изготовления тонкостенных осесимметричных стальных оболочек осуществляют следующим образом:The proposed method for the manufacture of thin-walled axisymmetric steel shells is as follows:
Заготовительную операцию выполняют резкой труб из малоуглеродистых, высокоуглеродистых или легированных сталей на мерные заготовки, калибровкой по наружной или внутренней поверхности в зависимости от сортамента труб, термическую - закалкой и отпуском или отжигом рекристаллизационным смягчающим в зависимости от химсостава стали, механическую - токарной обработкой по наружной, внутренней и торцевым поверхностям.The harvesting operation is performed by cutting pipes from low-carbon, high-carbon or alloy steels to measured billets, by calibration on the outer or inner surface depending on the assortment of pipes, thermal - by quenching and tempering or annealing by recrystallization softening depending on the chemical composition of the steel, mechanical - by turning on the outside, internal and end surfaces.
Затем заготовки подвергают фосфатированию в составе Фоскон-5 или Рускон-104.Then the workpieces are phosphated in the composition of Foscon-5 or Ruscon-104.
Ротационную вытяжку выполняют за несколько переходов деформирующими роликами 1, 2 и 3 с радиусом при вершине R(мм) (фиг. 1), с разными передними углами, α1°, α° и α3° и разными задними углами β1°, β2° и β3° и установленными с различными зазорами Z1(мм), Z2(мм) и Z3(мм) последовательно в направлении вращения заготовки n от ролика 1 с меньшим передним углом α1° к ролику 2 и ролику 3, с большими передними углами, с меньшими задними углами и меньшими зазорами: α1°<α2°<α3°, β1°>β2°>β3° и Z1>Z2>Z3.A rotational hood is carried out for several transitions by deforming
Рабочие поверхности деформирующих роликов и (или) оправки перед ротационной вытяжкой обрабатывают раствором перфторполиэфиркислоты марки 6МФК-180 в хладоне 113.The working surfaces of the deforming rollers and (or) the mandrel before a rotary hood are treated with a solution of perfluoropolyether acid grade 6MFK-180 in Freon 113.
В процессе ротационной вытяжки используют СОЖ в виде эмульсии перфторполиэфиркислоты марки 6МФК-180 в индустриальном масле.In the process of rotary drawing, coolant is used in the form of an emulsion of perfluoropolyether acid of grade 6MFK-180 in industrial oil.
Между переходами ротационной вытяжки выполняют отжиг рекристаллизационный смягчающий или уменьшающий напряжения, удаление окисной пленки травлением в серной кислоте или дробеструйной обработкой, и затем фосфатирование заготовок в составе Фоскон 5 или Рускон 104.Between the transitions of the rotary hood, annealing is performed by recrystallization softening or reducing stresses, removal of the oxide film by etching in sulfuric acid or by shot peening, and then phosphating of the blanks as part of
Затем оболочки подвергают отжигу уменьшающему напряжения, и окончательной механической обработке.Then the shells are subjected to stress annealing, and the final machining.
ПримерExample
Горячекатаные трубы из малоуглеродистых, высокоуглеродистых или легированных сталей режут на мерные заготовки оболочки и калибруют по наружному или внутреннему диаметру в зависимости от номенклатуры труб и размеров оболочки.Hot rolled pipes of mild, high carbon or alloy steels are cut into dimensional blanks of the shell and calibrated according to the outer or inner diameter, depending on the nomenclature of the pipes and the dimensions of the shell.
Затем заготовки в зависимости от химсостава подвергают закалке и отпуску или рекристаллизационному смягчающему отжигу в электропечах.Then, the workpieces, depending on the chemical composition, are subjected to hardening and tempering or to recrystallization softening annealing in electric furnaces.
После этого выполняют механическую обработку заготовок на токарных станках по наружному, внутреннему диаметру и торцам.After that, the workpieces are machined on lathes on the outer, inner diameter and ends.
Получают заготовки размерами ∅419 мм и толщиной 12 мм.Billets with dimensions of ∅419 mm and a thickness of 12 mm are obtained.
Заготовки фосфатируют в ваннах с составом Фоскон-5 или Рускон-104.Billets are phosphated in baths with the composition Foscon-5 or Ruscon-104.
Перед ротационной вытяжкой рабочие поверхности деформирующих роликов и оправки обрабатывают 3% раствором перфторполиэфиркислоты 6МФК-180 в хладоне 113.Before the rotary hood, the working surfaces of the deforming rollers and the mandrel are treated with a 3% solution of perfluoropolyether acid 6MFK-180 in freon 113.
В процессе ротационной вытяжки используют СОЖ в виде эмульсии перфторполиэфиркислоты марки 6МФК-180 в индустриальном масле при их соотношении 1% и 99% соответственно.In the process of rotary drawing, coolant is used in the form of an emulsion of perfluoropolyether acid grade 6MFK-180 in industrial oil at a ratio of 1% and 99%, respectively.
Ротационную вытяжку выполняют за три перехода с толщиной стенки t0=12 мм до t1=8 мм на первом, t2=5 мм на втором и t3=2,5 на третьем переходе.A rotational hood is performed in three transitions with a wall thickness of t 0 = 12 mm to t 1 = 8 mm in the first, t 2 = 5 mm in the second and t 3 = 2.5 in the third transition.
Между переходами ротационной вытяжки выполняют отжиг, уменьшающий напряжения, между первым и вторым переходом, и отжиг рекристаллизационный смягчающий между вторым и третьим переходом.Between the transitions of the rotary extract, annealing is performed to reduce stresses between the first and second transitions, and annealing is recrystallization softening between the second and third transitions.
Между переходами ротационной вытяжки после отжига с заготовок удаляют окисную пленку травлением в серной кислоте или дробеструйной обработкой, затем заготовки фосфатируют в ваннах с составом Фоскон-5 или Рускон-104.Between transitions of the rotary drawing after annealing, the oxide film is removed from the preforms by etching in sulfuric acid or by shot blasting, then the preforms are phosphated in baths with the composition Foscon-5 or Ruscon-104.
Ротационную вытяжку выполняют деформирующими роликами 1, 2 и 3 (фиг. 1, 2 и 3) с радиусом при вершине R=6 мм, что соответствует 0,5 толщины заготовки (6=0,5×12).The rotational hood is performed by deforming
Ролики 1, 2 и 3 (фиг. 1) выполнены с передними углами, соответственно равными α1=15°, α2=22°, α3=30°, α2°/α1°=1,5, α3°/α°=1,4; с задними углами β1=20°, β2=15°, β3=10°, β1°/β2°=1,33; β3°/β2°=1,5.
Ролики 1, 2 и 3 (фиг. 1, фиг. 2) установлены с зазорами относительно оправки, соответственно, по переходам:The
Z1=10,7 мм, Z2=9,3 мм, Z3=8 мм на первом переходе,Z 1 = 10.7 mm, Z 2 = 9.3 mm, Z 3 = 8 mm at the first transition,
Z1=7,0 мм, Z2=6,0 мм, Z3=5 мм на втором переходе,Z 1 = 7.0 mm, Z 2 = 6.0 mm, Z 3 = 5 mm at the second transition,
Z1=4,2 мм, Z2=3,3 мм, Z3=2,5 мм на третьем переходе,Z 1 = 4.2 mm, Z 2 = 3.3 mm, Z 3 = 2.5 mm at the third transition,
Z1/Z2=1,15, Z2/Z3=1,16 - на первом переходе,Z 1 / Z 2 = 1.15, Z 2 / Z 3 = 1.16 - on the first transition,
Z1/Z2=1,17, Z2/Z3=1,2 - на втором переходе,Z 1 / Z 2 = 1.17, Z 2 / Z 3 = 1.2 - on the second transition,
Z1/Z2=1,27, Z2/Z3=1,3 - на третьем переходе.Z 1 / Z 2 = 1.27, Z 2 / Z 3 = 1.3 - on the third transition.
После ротационной вытяжки заготовки оболочки подвергают отжигу, уменьшающему напряжения, и окончательной механической обработке.After rotational drawing, the shell preforms are subjected to stress annealing and final machining.
Выполнение способа в соответствии с изобретением обеспечивает возможность изготовления тонкостенных осесимметричных оболочек с высокой точностью и качеством обработанной поверхности, высокой стойкостью инструмента, низким уровнем остаточных напряжений, высоким коэффициентом использования металла и высокой производительностью и малым весом.The implementation of the method in accordance with the invention provides the possibility of manufacturing thin-walled axisymmetric shells with high accuracy and surface quality, high tool life, low residual stresses, high metal utilization and high productivity and low weight.
Изобретение может быть использовано при производстве различных стальных оболочек.The invention can be used in the manufacture of various steel shells.
Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями партий оболочек, изготовленных по данному способу.The indicated positive effect is confirmed by testing batches of shells made by this method.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015149509A RU2615959C1 (en) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | Thin-walled axisymmetric steel shell manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015149509A RU2615959C1 (en) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | Thin-walled axisymmetric steel shell manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2615959C1 true RU2615959C1 (en) | 2017-04-11 |
Family
ID=58642842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015149509A RU2615959C1 (en) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | Thin-walled axisymmetric steel shell manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2615959C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111408650A (en) * | 2020-03-24 | 2020-07-14 | 华南理工大学 | Current-assisted composite spinning forming device and method for deep cup-shaped thin-wall part |
| RU2773976C1 (en) * | 2021-12-13 | 2022-06-14 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева" | Method for manufacturing axisymmetric thin-walled shells |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1017410A1 (en) * | 1981-02-27 | 1983-05-15 | Предприятие П/Я А-3680 | Method of producing shell-type parts |
| FR2648061A1 (en) * | 1989-06-07 | 1990-12-14 | Termoz Ind | Method of machining by deformation of a metal blank, and live centre (tailstock) for the implementation of the method |
| RU2223836C1 (en) * | 2002-06-06 | 2004-02-20 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Method of rotary extrusion of tubular blanks (versions) |
-
2015
- 2015-11-19 RU RU2015149509A patent/RU2615959C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1017410A1 (en) * | 1981-02-27 | 1983-05-15 | Предприятие П/Я А-3680 | Method of producing shell-type parts |
| FR2648061A1 (en) * | 1989-06-07 | 1990-12-14 | Termoz Ind | Method of machining by deformation of a metal blank, and live centre (tailstock) for the implementation of the method |
| RU2223836C1 (en) * | 2002-06-06 | 2004-02-20 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Method of rotary extrusion of tubular blanks (versions) |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГРЕДИТОР М.А. ДАВИЛЬНЫЕ РАБОТЫ И РОТАЦИОННОЕ ВЫДАВЛИВАНИЕ. М.: МАШИНОСТРОЕНИЕ, 1971. С.109-115. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111408650A (en) * | 2020-03-24 | 2020-07-14 | 华南理工大学 | Current-assisted composite spinning forming device and method for deep cup-shaped thin-wall part |
| WO2021189824A1 (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 华南理工大学 | Deep-cup-shaped thin-wall part current auxiliary composite spinning forming device and method |
| RU2773976C1 (en) * | 2021-12-13 | 2022-06-14 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева" | Method for manufacturing axisymmetric thin-walled shells |
| RU2796957C1 (en) * | 2022-09-20 | 2023-05-29 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева | Method for the manufacture of shaped sheaths |
| RU2818921C1 (en) * | 2023-08-08 | 2024-05-07 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева" | Method of spinning processing of axisymmetric shells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2005068098A9 (en) | Method for producing seamless pipe | |
| CN110052792B (en) | Manufacturing method of cylinder barrel for hydraulic cylinder | |
| CN102615138B (en) | Method for manufacturing titanium pipe | |
| US3434322A (en) | Method and apparatus for rolling bearing races | |
| CN110961515A (en) | Titanium alloy thin-wall cylinder forming method | |
| US20200130035A1 (en) | Method for producing a high-pressure pipe | |
| CN104551669A (en) | Production method of cold-drawn high-precision seamless steel tube | |
| CN104551667A (en) | Cold-rolled high-hardness seamless steel pipe manufacturing method | |
| CN104338778A (en) | Method for manufacturing precise inner hole honing tube | |
| CN105880934A (en) | Manufacturing method for high-precision cold-drawn inner-hole honed pipe | |
| RU2615959C1 (en) | Thin-walled axisymmetric steel shell manufacturing method | |
| RU2426617C1 (en) | Method of producing thin-wall shells | |
| RU2722939C1 (en) | Method of making complex profile axisymmetric parts | |
| CN104759834A (en) | Hot-rolled high-strength oil pipe manufacturing method | |
| RU2538792C1 (en) | Rotary drawing of thin-wall shells with crowning | |
| CN107755454A (en) | A kind of manufacture method of high-strength corrosion-resisting drawn tube for marine settings engineering | |
| RU2343035C2 (en) | Method for rotary drawing of complex profile shells | |
| RU2710311C1 (en) | Method of making thin-wall shells from alloyed steels | |
| RU2727370C1 (en) | Method of making axially symmetric thin-wall shells and device for making axially symmetric thin-wall shells | |
| CN104759888A (en) | Manufacturing method of hot-rolled high-hardness petroleum pipe | |
| RU2461436C1 (en) | Method of producing variable cross-section thin-wall shells | |
| RU2695095C1 (en) | Method of making thin-walled axially symmetric vessels bodies from alloyed steels operating under high pressure | |
| RU2710285C1 (en) | Method of manufacturing steel thin-walled shells of high pressure vessels | |
| RU2420367C1 (en) | Method of rotary drawing of complex-shape thin-wall parts | |
| RU2814100C1 (en) | Method for manufacturing complex-profile shells with internal grooves |