RU2801517C1 - Способ получения оболочек с ребрами на наружной поверхности - Google Patents
Способ получения оболочек с ребрами на наружной поверхности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801517C1 RU2801517C1 RU2022129738A RU2022129738A RU2801517C1 RU 2801517 C1 RU2801517 C1 RU 2801517C1 RU 2022129738 A RU2022129738 A RU 2022129738A RU 2022129738 A RU2022129738 A RU 2022129738A RU 2801517 C1 RU2801517 C1 RU 2801517C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ribs
- matrix
- die
- working band
- depressions
- Prior art date
Links
Abstract
Техническое решение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению деталей типа оболочек с ребрами на наружной поверхности. Способ получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности включает установку оболочки на матрицу с заходной частью, ее проталкивание через матрицу пуансоном, при этом осуществляют формирование продольных ребер за одну операцию вытяжки с коэффициентом утонения ms=1-h/S, где ms - коэффициент утонения, h - глубина впадин рабочего пояска матрицы, S - толщина стенки оболочки, в матрице с рабочим пояском диаметром D1=D2-2h, где D1 - диаметр рабочего пояска матрицы, D2 - диаметр по вершине впадин рабочего пояска матрицы, h - глубина впадин рабочего пояска матрицы, при этом локальные участки по периметру матрицы выполняют имеющими на рабочем пояске впадины глубиной h, соответствующие форме, числу и размерам требуемых ребер. Технический результат заключается в получении оболочек с любым заданным числом продольных ребер на наружной поверхности. 5 ил.
Description
Техническое решение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению деталей типа оболочек с ребрами на наружной поверхности.
Оболочки с ребрами на наружной поверхности используются в основном в теплообменных аппаратах. Наличие ребер на наружной поверхности трубы позволяет значительно повысить КПД установки за счет улучшения отвода тепла от стенок трубы к теплоносителю. Также ребра используются для увеличения жесткости оболочек.
Известен способ производства труб с продольными наружными ребрами на роликовом стане (Авторское свидетельство СССР №1266582, МПК8 В21В 21/00 (2006.01), В21С 37/22 (2006.01), опубл. 30.10.1986), при котором полую заготовку деформируют на оправке последовательно двумя рядами ручьевых роликов, имеющих канавки. Ролики возвратно-поступательно перемещаются. Первый их ряд обжимает заготовку по диаметру и стенке до готового размера. При этом ребра формируются ребордами роликов утолщенными и укороченными. После поворота и подачи выходящая из первого ряда роликов труба направляется одной частью ребер в зазор между ребордами роликов второго ряда. Зазор по величине меньше зазора первого ряда и равен ширине дна канавок роликов второго ряда. Ребра в зазоре обжимают по толщине до готового размера.
Недостатком способа является низкая производительность, ограниченность числа формируемых ребер ввиду конструктивных особенностей.
Известен способ изготовления тонкостенных труб с наружными спиральными ребрами и устройство для его осуществления (патент РФ №2521938, МПК8 В21С 37/20 (2006.01), опубл. 10.07.2014, Бюл. №19), при котором до и после проведения операции формирования продольных ребер и после скручивая трубы подвергаются вакуумной термообработке при температуре рекристаллизации, при скручивании один из концов трубы фиксируют изнутри на оправке, в то время как второй конец трубы фиксируют снаружи в зажимном приспособлении с образованием по всей длине закручиваемого участка зазора между трубой и оправкой, составляющего не более величины допуска на непрямолинейность трубы, и с возможностью поворота оправки относительно трубы, а после скручивания проводят заключительную вакуумную термообработку при температуре рекристаллизации.
Недостатком способа изготовления тонкостенных труб с наружными спиральными ребрами с помощью скручивания приводит к низкой производительности и большой трудоемкости.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ формирования рифлей ромбовидной формы на наружной поверхности цилиндрической оболочки (патент РФ №2655555, кл. В21С 37/20; B21J 5/12; B21J 13/02; B21K 21/06, опубл. 28.05.2018, бюл. №16), принятый за прототип, включающий формоизменение цилиндрической оболочки за две последовательные операции вытяжки, на каждой из которых цилиндрическую оболочку под действием пуансона, введенного в полость цилиндрической оболочки с упором в нее, проталкивают через матрицу с многозаходными спиральными выступами на рабочей поверхности, имеющими угол подъема спирали от 10° до 45°, с обеспечением поворота пуансона с цилиндрической оболочкой или матрицы вокруг оси под действием силы вытяжки и утонением стенки цилиндрической оболочки в местах контакта со спиральными выступами матрицы. На первой и второй операциях вытяжки используют матрицы с многозаходными спиральными выступами, имеющими противоположное направление угла подъема спирали, а операции вытяжки осуществляют с удалением цилиндрической оболочки со спиральными канавками на наружной поверхности на провал.
Однако способ предназначен для изготовления оболочек с ромбовидными рифлями на наружной поверхности за две операции и не позволяет получить ребра на наружной поверхности.
Задачей технического решения является расширение технологических возможностей для получения оболочек с любым заданным числом продольных или спиральных ребер на наружной поверхности.
Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе получения оболочек с ребрами на наружной поверхности, включающем установку оболочки на матрицу с заходной частью, ее проталкивание через матрицу пуансоном, при этом осуществляют формирование продольных ребер за одну операцию вытяжки с коэффициентом утонения ms=1-h/S в матрице с рабочим пояском диаметром D1=D2-2h кроме локальных участков по периметру матрицы имеющей на рабочем пояске впадины глубиной h, соответствующих форме, числу и размерам требуемых ребер.
Для получения спиральных ребер на наружной поверхности оболочку проталкивают с ее одновременным поворотом вокруг своей оси через матрицу с наклоненными под углом Q впадинами на рабочем пояске.
На фиг.1 показана схема перед началом операции формообразования продольных ребер.
На фиг.2, а приведена схема матрицы и пуансона на виде сверху, на фиг.2, б - изометрия матрицы с многозаходными впадинами на рабочей поверхности.
На фиг.3 приведена готовая оболочка с продольными ребрами на наружной поверхности.
На фиг.4 приведена схема перед началом операции формообразования спиральных ребер на наружной поверхности с углом подъема Q.
На фиг.5 показана готовая оболочка со спиральными ребрами на наружной поверхности.
Способ получения оболочек с ребрами на наружной поверхности осуществляется следующим образом.
Оболочку 1 с толщиной стенки S и внешним диаметром D2 устанавливают в заходную часть матрицы 3 (фиг.1). Внутренняя рабочая поверхность матрицы 3 выполнена с гладким рабочим пояском и впадинами на рабочем пояске (фиг.2), внутренний диаметр матрицы равен D1=D2-2h, а диаметр по вершине впадин составляет D2. Диаметр пуансона 2 равен D2-2S. При этом зазоры между матрицей 3 и пуансоном 2 изменяют от значения zi=0,5[(D2-2S)-D1] до z2=S. Таким образом, реализуют вытяжку с утонением стенки оболочки 1 за исключением локальных участков по периодическим впадинам матрицы 3. Далее осуществляют осевое перемещение пуансона 2 и проталкивание оболочки 1 через матрицу 3 напровал с формированием продольных ребер (фиг.3) на наружной поверхности оболочки 1. Число и форма ребер определяется размерами и формой впадин на рабочем пояске матрицы 3, коэффициентом утонения ms=z1/S=1-h/S в зависимости от требований к готовой детали. При этом высота ребер составляет h.
Аналогично выполняют операцию изготовления оболочки 4 со спиральными ребрами на наружной поверхности с углом подъема спирали Q (фиг.4). В процессе формообразования спиральных ребер (фиг.5) происходит как поступательное перемещение пуансона 5, так и его вращение вокруг матрицы 6 со спиральными впадинами на рабочем пояске с углом наклона Q совместно с оболочкой 4 под действием крутящего момента создаваемого формоизменением.
Для получения оболочек с наружными ребрами без дна используют пуансон с заплечиками для того, чтобы оболочка опиралась своей торцевой поверхностью на заплечики, и тем самым осуществлялось продольное перемещение.
Пример осуществления способа получения оболочек с ребрами на наружной поверхности.
Необходимо получить продольные ребра на наружной поверхности оболочки 1 (фиг.3), выполненной из алюминиевого сплава АДО. Высота оболочки 1 с дном составляет 30 мм, толщина стенки S=3 мм, D2=36 мм. Высота ребер равна 1 мм, ребра имели клиновидную форму поперечного сечения с углом при вершине в 60°. Для этого используют пуансон 2 диаметром 30 мм и матрицу 3 диаметром рабочего пояска D1=34 мм. Заходная часть рабочей полости матрицы 3 имеет конусную поверхность с углом конусности 15°, при этом на рабочем пояске матрицы 3 выполнены впадины с углом при вершине 60° в количестве 12 шт. глубиной 1 мм и диаметром при вершине углублений D2=36 мм. Между рабочим пояском матрицы 3 и поверхностью пуансона образуется зазор z1=2 мм, а на локальных участках периметра рабочего пояска матрицы 3 в местах клиновых углублений зазор z2=3 мм. Оболочку 1 устанавливают на матрицу 3 (фиг.1). Включают пресс и осуществляют осевое перемещение пуансона 2 с проталкиванием оболочки 1 через матрицу 3 (фиг.2) напровал. При осуществлении операции вытяжки с коэффициентом утонения стенки ms=2/3=0,66 технологическая сила составила не более 30 кН. Далее при обратном ходе пуансона 2 готовая оболочка 1 с продольными ребрами удаляют, в матрицу 3 устанавливают новую оболочку 1 и процесс повторяется.
Аналогично выполняют операцию изготовления оболочки 4 со спиральными ребрами на наружной поверхности с углом подъема спирали Q=15° (фиг.4). В процессе формообразования спиральных ребер (фиг.5) происходит как поступательное перемещение пуансона 5 относительно матрицы 6 со спиральными впадинами на рабочем пояске, так и его вращение вокруг своей оси совместно с оболочкой 4 под действием создаваемым формоизменением крутящим моментом. Технологическая сила формоизменения не превышала 45 кН Преимуществом способа является возможность получения оболочек с требуемым числом продольных или наклонных ребер на наружной поверхности за один рабочий ход по всей длине оболочки, что расширяет технологические возможности.
Claims (1)
- Способ получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности, включающий установку оболочки на матрицу с заходной частью, ее проталкивание через матрицу пуансоном, отличающийся тем, что осуществляют формирование продольных ребер за одну операцию вытяжки с коэффициентом утонения ms=1-h/S, где ms - коэффициент утонения, h - глубина впадин рабочего пояска матрицы, S - толщина стенки оболочки, в матрице с рабочим пояском диаметром D1=D2-2h, где D1 - диаметр рабочего пояска матрицы, D2 - диаметр по вершине впадин рабочего пояска матрицы, h - глубина впадин рабочего пояска матрицы, при этом локальные участки по периметру матрицы выполняют имеющими на рабочем пояске впадины глубиной h, соответствующие форме, числу и размерам требуемых ребер.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2801517C1 true RU2801517C1 (ru) | 2023-08-09 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1417952A1 (ru) * | 1987-01-09 | 1988-08-23 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности | Способ изготовлени профильных многогранных труб |
SU1600892A1 (ru) * | 1988-12-07 | 1990-10-23 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности | Способ волочени тонкостенных труб с внутренними продольными ребрами |
DE19803782B4 (de) * | 1998-01-22 | 2005-06-16 | Hellwig, Udo, Prof. Dr. | Verfahren und Vorrichtung zur Formgebung von Körpern durch eine Nebenformen bildende Umgestaltung |
US20150075242A1 (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-19 | Lockheed Martin Corporation | Friction-stir extruders and friction-stir extrusion processes |
RU2655555C1 (ru) * | 2017-05-16 | 2018-05-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Способ формирования рифлей ромбовидной формы на наружной поверхности цилиндрической оболочки |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1417952A1 (ru) * | 1987-01-09 | 1988-08-23 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности | Способ изготовлени профильных многогранных труб |
SU1600892A1 (ru) * | 1988-12-07 | 1990-10-23 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности | Способ волочени тонкостенных труб с внутренними продольными ребрами |
DE19803782B4 (de) * | 1998-01-22 | 2005-06-16 | Hellwig, Udo, Prof. Dr. | Verfahren und Vorrichtung zur Formgebung von Körpern durch eine Nebenformen bildende Umgestaltung |
US20150075242A1 (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-19 | Lockheed Martin Corporation | Friction-stir extruders and friction-stir extrusion processes |
RU2655555C1 (ru) * | 2017-05-16 | 2018-05-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Способ формирования рифлей ромбовидной формы на наружной поверхности цилиндрической оболочки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100342993C (zh) | 一种制作发电机护环热锻环坯的方法及模具 | |
CN106825341B (zh) | 一种带筋大高径比薄壁环件轧挤复合成形方法 | |
KR100695311B1 (ko) | 금속관의 냉간축경 롤 성형방법 및 이것에 의하여 성형된금속관 | |
CN108580548B (zh) | 一种大尺寸45钢超细晶棒材的螺线圆锥辊等距轧制方法 | |
CN108326041B (zh) | 一种大尺寸钛合金超细晶棒材的螺线圆锥辊等距轧制方法 | |
RU2801517C1 (ru) | Способ получения оболочек с ребрами на наружной поверхности | |
CN113976789B (zh) | 一种带内外法兰结构的钛合金薄壁超大锥角异形环锻件空心缩径挤压成形工艺方法 | |
RU2655555C1 (ru) | Способ формирования рифлей ромбовидной формы на наружной поверхности цилиндрической оболочки | |
RU2818530C1 (ru) | Способ получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности | |
RU2800351C1 (ru) | Способ получения оболочек с ребрами на наружной поверхности | |
RU2316403C2 (ru) | Способ формирования многозаходных спиральных рифлей | |
RU2816065C1 (ru) | Способ изготовления оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности | |
HU176733B (en) | Method nnd apparatus for producing by rolling tubes provided with transverse ribs | |
RU2591904C2 (ru) | Способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности оболочки и устройство для его осуществления | |
US2562785A (en) | Integral finned tube | |
RU2760768C2 (ru) | Способ нарезания винтовых канавок на внутренней поверхности цилиндрической оболочки и устройство для его осуществления | |
RU2654410C1 (ru) | Способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки и устройство для его осуществления | |
RU2787911C1 (ru) | Способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки | |
RU2800352C1 (ru) | Способ получения оболочек с продольными рифлями на наружной поверхности | |
CN115485080A (zh) | 用于制造异型棒的方法 | |
RU2796090C1 (ru) | Устройство для получения рифлений на внутренней поверхности цилиндрической оболочки | |
RU2758351C1 (ru) | Способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки | |
RU2755137C1 (ru) | Способ получения рифлей ромбовидной формы на наружной и внутренней поверхностях цилиндрической оболочки | |
RU2789639C1 (ru) | Устройство для получения сетки рифлей на внутренней поверхности оболочки | |
RU2341348C2 (ru) | Способ изготовления одногофрового сильфона |