RU2818530C1 - Способ получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности - Google Patents

Способ получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности Download PDF

Info

Publication number
RU2818530C1
RU2818530C1 RU2023124193A RU2023124193A RU2818530C1 RU 2818530 C1 RU2818530 C1 RU 2818530C1 RU 2023124193 A RU2023124193 A RU 2023124193A RU 2023124193 A RU2023124193 A RU 2023124193A RU 2818530 C1 RU2818530 C1 RU 2818530C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shell
longitudinal ribs
finished
semi
height
Prior art date
Application number
RU2023124193A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Денисович Кухарь
Сергей Сергеевич Яковлев
Виктор Анатольевич Коротков
Илья Константинович Цепляев
Иван Владимирович Гребенщиков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
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)
Application granted granted Critical
Publication of RU2818530C1 publication Critical patent/RU2818530C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению деталей типа оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности. Способ получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности включает формоизменение заготовки за две последовательные операции вытяжки, при этом на первой операции осуществляют комбинированную вытяжку с формированием из листовой заготовки в виде диска, которую предварительно устанавливают в заходную часть матрицы для комбинированной вытяжки, полуфабриката оболочки за счет одновременного перемещения внутреннего и внешнего пуансонов, закрепленных на ползунах пресса, по завершении первой операции внешний пуансон останавливают, при этом продолжают движение внутреннего пуансона, с помощью которого осуществляют вторую операцию комбинированной вытяжки с локальным утонением стенки и формированием продольных ребер в фасонной матрице, имеющей впадины глубиной, равной высоте продольных ребер готовой оболочки, с коэффициентом локального утонения, равным ms2=1-h/S1, где ms2 - коэффициент локального утонения; h - высота продольных ребер готовой оболочки, мм; S2 - толщина стенки готовой оболочки, мм; S1 - толщина стенки полуфабриката оболочки, мм, при этом дополнительно перед проведением последовательных операций вытяжек устанавливают промежуточное кольцо между матрицей для комбинированной вытяжки и фасонной матрицей, обеспечивающее расстояние между матрицами больше высоты полуфабриката оболочки. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей способа для изготовления оболочек с возможностью получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности из листовой заготовки в виде диска. 7 ил.

Description

Техническое решение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению деталей типа оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности.
Оболочки с ребрами на наружной поверхности используются в основном в теплообменных аппаратах. Наличие спиральных 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 является высокая трудоемкость, заключающаяся в необходимости сначала в формировании продольных ребер на трубных заготовках, термической обработке, скручивании и термообработки.
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.
Способ предназначен для изготовления оболочек с ромбовидными рифлями на наружной поверхности за две операции, но не позволяет получить ребра на наружной поверхности.
Задачей технического решения является расширение технологических возможностей способа для изготовления оболочек с возможностью получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности из листовой заготовки в виде диска.
Для решения поставленной задачи предлагается способ получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности, включающий формоизменение заготовки за две последовательные операции вытяжки, при этом на первой операции осуществляют комбинированную вытяжку с формированием из листовой заготовки в виде диска, которую предварительно устанавливают в заходную часть матрицы для комбинированной вытяжки, полуфабриката оболочки, за счет одновременного перемещения внутреннего и внешнего пуансонов, закрепленных на ползунах пресса, по завершению первой операции внешний пуансон останавливают, при этом продолжают движение внутреннего пуансона, с помощью которого осуществляют вторую операцию комбинированной вытяжки с локальным утонением стенки и формированием продольных ребер в фасонной матрице, имеющей впадины глубиной, равной высоте продольных ребер готовой оболочки, с коэффициентом локального утонения, равным:
ms2=1-h/S1,
где ms2 - коэффициент локального утонения;
h - высота продольных ребер готовой оболочки, мм;
S2 - толщина стенки готовой оболочки, мм;
S1 - толщина стенки полуфабриката оболочки, мм,
при этом дополнительно перед проведением последовательных операций вытяжек устанавливают промежуточное кольцо между матрицей для комбинированной вытяжки и фасонной матрицей, обеспечивающее расстояние между матрицами больше высоты полуфабриката оболочки.
На фиг. 1 показана схема перед началом первой операции.
На фиг. 2 приведена схема перед началом операции формообразования продольных ребер из полуфабриката оболочки.
На фиг. 3 показана схема в конце рабочего хода.
На фиг. 4 приведена схема фасонной матрицы и внутреннего пуансона на виде сверху
На фиг. 5 показана изометрия фасонной матрицы.
На фиг. 6 приведена готовая оболочка с продольными ребрами.
На фиг. 7 показана готовая оболочка с ребрами в разрезе.
Способ получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности на прессе двойного действия осуществляется следующим образом.
Листовую заготовку в виде диска 1 (фиг. 1) с толщиной S0 и диаметром D0 устанавливают в заходную часть матрицы для комбинированной вытяжки 2. Начинают осевое перемещение внешнего пуансона 3 диаметром Dn1, закрепленного на внешнем ползуне пресса и проталкивание листовой заготовки в виде диска 1 через матрицу для комбинированной вытяжки 2. При этом диаметр рабочей поверхности матрицы для комбинированной вытяжки 2 равен Dм1. В результате происходит формирование из листовой заготовки в виде диска 1 полуфабриката оболочки 4 (фиг. 2) с толщиной стенки S1<S0 и наружным диаметром D1=Dм1<D0. Зазор между матрицей для комбинированной вытяжки 2 и внешнего пуансона 3 равняется толщине стенки S1 полуфабриката оболочки 4. Так реализуют комбинированную вытяжку при одновременном уменьшении диаметра D0 листовой заготовки в виде диска 1 до диаметра D1 в матрице для комбинированной вытяжки 2 с коэффициентом изменения диаметра, равным md1=D1/D0 и утонением стенки полуфабриката оболочки 4 с коэффициентом утонения ms1=S1/S0. Далее при движении внутреннего ползуна, на котором закреплен внутренний пуансон 5, осуществляют формоизменение полученного полуфабриката оболочки 4 в фасонной матрице 6. Внутренняя рабочая поверхность по периметру рабочего пояска фасонной матрицы 6 выполнена с впадинами, количество которых равно числу продольных ребер готовой оболочки (фиг. 4), а глубина соответствует высоте продольных ребер h. Диаметр рабочего пояска фасонной матрицы 6 по выступам равен Dм2 и соответствует наружному диаметру готовой оболочки D2, а диаметр по впадинам фасонной матрицы 6 составляет Dм3=D2+2h, где h - высота продольных ребер готовой оболочки. Диаметр Dn2 внутреннего пуансона 5 равен Dм2-2S2, где S2 - толщина стенки готовой оболочки (фиг. 5). При этом зазоры между фасонной матрицей 6 и внутренним пуансоном 5 составляют: z2=S2 и z1=S1. Причем высота получаемых продольных ребер h=z1-z2. Диаметр готовой оболочки по вершинам продольных ребер D3 равен диаметру по впадинам Dм3 фасонной матрицы 6. При работе на прессе двойного действия расстояние между матрицей для комбинированной вытяжки 2 и фасонной матрицей 6 выполнено больше высоты полуфабриката оболочки 4 за счет установки промежуточного кольца 7, диаметр которого больше наружного диаметра D1 полуфабриката оболочки 4 после первой комбинированной вытяжки. Таким образом, при вытяжке внутренним пуансоном 5 реализуют комбинированную вытяжку полуфабриката оболочки 4 с коэффициентом изменения диаметра, равным md2=D2/D1, и локальным утонением стенки с коэффициентом локального утонения ms2=1-h/S1. Число и форма продольных ребер определяются размерами и формой углублений на рабочем пояске фасонной матрицы 6 в зависимости от требований к готовой оболочки.
Пример осуществления способа получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности.
Необходимо получить готовую оболочку с продольными ребрами из листовой заготовки в виде диска 1 (фиг. 1), выполненной из алюминиевого сплава АД0 с числом продольных ребер, равным 12, и высотой h=1 мм. Наружный диаметр готовой оболочки D2=34 мм, диаметр по вершинам продольных ребер D3=36 мм. Высота готовой оболочки должна составлять 55 мм, а толщина стенки готовой оболочки S2=2 мм. Продольные ребра должны иметь треугольную форму поперечного сечения с углом при вершине 60°. Для получения оболочки с требуемыми продольными ребрами использовали пресс двойного действия и листовую заготовку в виде диска 1 диаметром D0=60 мм из сплава АД0 толщиной S0=4 мм. На наружном ползуне пресса закрепляли внешний пуансон 3 с рабочим диаметром Dn1=40 мм и комбинированную вытяжку осуществляли в матрице для комбинированной вытяжки 2 с диаметром рабочей поверхности Dм1=46 мм (фиг. 2). Заходная часть рабочей полости матрицы 2 имела конусную поверхность с углом конусности 15°. Комбинированная вытяжка осуществлялась при коэффициенте изменения диаметра md1=D1/D0=46/60=0,76 и коэффициенте утонения ms1=S1/S0=3/4=0,75, где S1 - толщина стенки полуфабриката оболочки 4. После комбинированной вытяжки был получен полуфабрикат оболочки 4 высотой 32 мм и толщиной стенки S1=3 мм. Затем формоизменение полученного полуфабриката производилось при перемещении внутреннего ползуна пресса двойного действия, на котором был закреплен внутренний пуансон 5 диаметром Dn2=30 мм в матрице 6, в которой на рабочем пояске выполнены впадины с углом при вершине 60° в количестве 12 шт., глубиной 1 мм и диаметром по впадинам Dм3=36 мм. Между рабочим пояском матрицы 6 диаметром Dм2=D2=34 мм и поверхностью внутреннего пуансона 5 диаметром Dn2=30 мм образовывался зазор z2=2 мм, а на локальных участках периметра рабочего пояска матрицы 6 в местах впадин зазор z1=3 мм. При осуществлении операции комбинированной вытяжки полуфабриката оболочки 4 одновременно происходило уменьшение диаметра полуфабриката оболочки 4 с коэффициентом изменения диаметра, равным md2=D2/D1=34/46=0,74, и локальным утонением стенки с коэффициентом локального утонения ms2=1-h/S1=1-1/3=0,67 с получением готовой оболочки. Технологическая сила составила 50 кН. Далее при обратном ходе внутреннего пуансона 5 готовую оболочку с продольными ребрами удаляли, а в матрицу для комбинированной вытяжки 2 устанавливали новую листовую заготовку в виде диска 1 и процесс повторяли.
Преимуществом способа для изготовления оболочек является расширение технологических возможностей получения оболочек с продольными ребрами за один рабочий ход по всей длине оболочки из листовой заготовки типа диска.

Claims (7)

  1. Способ получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности, включающий формоизменение заготовки за две последовательные операции вытяжки, отличающийся тем, что на первой операции осуществляют комбинированную вытяжку с формированием из листовой заготовки в виде диска, которую предварительно устанавливают в заходную часть матрицы для комбинированной вытяжки, полуфабриката оболочки за счет одновременного перемещения внутреннего и внешнего пуансонов, закрепленных на ползунах пресса, по завершении первой операции внешний пуансон останавливают, при этом продолжают движение внутреннего пуансона, с помощью которого осуществляют вторую операцию комбинированной вытяжки с локальным утонением стенки и формированием продольных ребер в фасонной матрице, имеющей впадины глубиной, равной высоте продольных ребер готовой оболочки, с коэффициентом локального утонения, равным:
  2. ms2=1-h/S1,
  3. где ms2 - коэффициент локального утонения;
  4. h - высота продольных ребер готовой оболочки, мм;
  5. S2 - толщина стенки готовой оболочки, мм;
  6. S1 - толщина стенки полуфабриката оболочки, мм,
  7. при этом дополнительно перед проведением последовательных операций вытяжек устанавливают промежуточное кольцо между матрицей для комбинированной вытяжки и фасонной матрицей, обеспечивающее расстояние между матрицами больше высоты полуфабриката оболочки.
RU2023124193A 2023-09-19 Способ получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности RU2818530C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2818530C1 true RU2818530C1 (ru) 2024-05-02

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1266582A1 (ru) * 1984-05-04 1986-10-30 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Трубной Промышленности Способ производства труб с продольными наружными ребрами на роликовом стане
RU2521938C1 (ru) * 2013-01-25 2014-07-10 Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) Способ изготовления тонкостенных труб с наружными спиральными ребрами и устройство для его осуществления
WO2015042136A1 (en) * 2013-09-18 2015-03-26 Lockheed Martin Corporation Friction-stir mandrel and friction-stir extrusion and drawing 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
RU2800352C1 (ru) * 2022-11-16 2023-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Способ получения оболочек с продольными рифлями на наружной поверхности

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1266582A1 (ru) * 1984-05-04 1986-10-30 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Трубной Промышленности Способ производства труб с продольными наружными ребрами на роликовом стане
RU2521938C1 (ru) * 2013-01-25 2014-07-10 Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) Способ изготовления тонкостенных труб с наружными спиральными ребрами и устройство для его осуществления
WO2015042136A1 (en) * 2013-09-18 2015-03-26 Lockheed Martin Corporation Friction-stir mandrel and friction-stir extrusion and drawing 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
RU2800352C1 (ru) * 2022-11-16 2023-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Способ получения оболочек с продольными рифлями на наружной поверхности
RU2800351C1 (ru) * 2022-11-16 2023-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Способ получения оболочек с ребрами на наружной поверхности

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106825341B (zh) 一种带筋大高径比薄壁环件轧挤复合成形方法
US3572271A (en) Fabrication of can bodies with integral bottom walls
KR100695311B1 (ko) 금속관의 냉간축경 롤 성형방법 및 이것에 의하여 성형된금속관
RU2818530C1 (ru) Способ получения оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности
RU2816065C1 (ru) Способ изготовления оболочек с продольными ребрами на наружной поверхности
RU2801517C1 (ru) Способ получения оболочек с ребрами на наружной поверхности
RU2620219C2 (ru) Способ вытяжки тонкостенных изделий сложной формы
RU2800351C1 (ru) Способ получения оболочек с ребрами на наружной поверхности
RU2591904C2 (ru) Способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности оболочки и устройство для его осуществления
JP4639089B2 (ja) 中空金属管を素材とする内周突起付きリングの製造方法
CN111014552B (zh) 长轴类锻件的制坯方法及其模具
RU2800352C1 (ru) Способ получения оболочек с продольными рифлями на наружной поверхности
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
RU48287U1 (ru) Штамп для изготовления полых деталей с отводами
RU2789639C1 (ru) Устройство для получения сетки рифлей на внутренней поверхности оболочки
RU2753075C1 (ru) Устройство для получения рифлей ромбовидной формы на наружной и внутренней поверхностях цилиндрической оболочки
RU2758351C1 (ru) Способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки
RU2796090C1 (ru) Устройство для получения рифлений на внутренней поверхности цилиндрической оболочки
RU2755137C1 (ru) Способ получения рифлей ромбовидной формы на наружной и внутренней поверхностях цилиндрической оболочки
RU2532581C2 (ru) Способ формообразования тонкостенных осесимметричных деталей усеченной сужающейся формы и устройство для его осуществления
SU1082513A1 (ru) Способ изготовлени тройников из трубных заготовок
JPS6255937B2 (ru)
JPS6330095B2 (ru)
JP3657483B2 (ja) コンロッド用プリフォームの製造方法