RU2818708C1 - Method of treating support surfaces of a clamping device of a press for upsetting pipe ends - Google Patents

Method of treating support surfaces of a clamping device of a press for upsetting pipe ends Download PDF

Info

Publication number
RU2818708C1
RU2818708C1 RU2023122376A RU2023122376A RU2818708C1 RU 2818708 C1 RU2818708 C1 RU 2818708C1 RU 2023122376 A RU2023122376 A RU 2023122376A RU 2023122376 A RU2023122376 A RU 2023122376A RU 2818708 C1 RU2818708 C1 RU 2818708C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
lap
collet
press
clamping device
Prior art date
Application number
RU2023122376A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Петрович Баринов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий"
Application granted granted Critical
Publication of RU2818708C1 publication Critical patent/RU2818708C1/en

Links

Abstract

FIELD: processing of parts by pressure.
SUBSTANCE: invention can be used for upsetting pipe ends. Proposed method comprises production of rough layer on press clamping surfaces in contact with pipe. Press clamping device support surfaces are processed in the form of collet clamp central hole support surfaces, formed at convergence of collet halves. Rough layer is obtained by combined processing with a rotating lap with an abrasive material applied on it in the form of a finishing paste of fixed halves of the collet clamp for 30 s at smooth change of force of their pressing to lap from 0 to 50 N. For processing, lap is used, on external surface of which there are annular grooves with width of 5 mm, located every 5 mm from each other. As a workpiece for lap there used is a fragment of a pipe, the standard size of which corresponds to the pipe clamped in the collet clamp.
EFFECT: higher quality of pipe clamping for pipe ends upsetting without clamp force increase.
1 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к обработке деталей давлением и может быть использовано при высадке концов труб.The invention relates to the processing of parts by pressure and can be used for upsetting pipe ends.

В различных областях машиностроения, в частности, в топливной аппаратуре применяются трубы, концы которых деформированы (высажены) для придания заданной формы в продольном сечении. Высадку концов труб в серийном производстве выполняют на прессах. Перед высадкой труба должна быть зафиксирована от осевого перемещения. В качестве фиксирующего (зажимного) элемента конструкции пресса часто используют зажимное устройство, которое далее условно будем называть цанговым зажимом или цангой. Необходимость увеличения усилия, обеспечивающего заданную пластическую деформацию конца трубы с целью придания ему заданной формы, с одной стороны, и требование надежной фиксации трубы, с другой стороны, являются технически противоречивыми. Усилие деформирования в значительной степени определяется механическими свойствами трубы. Например, увеличение предела прочности материала трубы при сохранении зажимающего усилия пресса, по опыту заявителя, может привести к выталкиванию трубы из цанги во время высадки. Увеличение зажимающего усилия может потребовать изменения конструкции пресса. Часто величина зажимающего усилия является нерегулируемой в процессе эксплуатации. Это означает, что на прессе с увеличенным зажимающим усилием трубы с пониженными механическими характеристиками будет невозможно высаживать: цанга будет деформировать их во время зажима. Обычно усилия, развиваемые прессом для фиксации трубы и высадки ее концов, являются постоянными и не подлежат регулировке в эксплуатации. Это означает, что при переходе на трубы, имеющие повышенные механические характеристики, может возникнуть ситуация, когда концы труб станет невозможно высаживать - труба будет смещаться в зажимном элементе конструкции пресса.In various fields of mechanical engineering, in particular, in fuel equipment, pipes are used, the ends of which are deformed (upset) to give a given shape in the longitudinal section. Upsetting of pipe ends in mass production is carried out on presses. Before upsetting, the pipe must be secured against axial movement. A clamping device is often used as a fixing (clamping) element of the press design, which we will further conventionally call a collet clamp or collet. The need to increase the force to ensure a given plastic deformation of the end of the pipe in order to give it a given shape, on the one hand, and the requirement for reliable fixation of the pipe, on the other hand, are technically contradictory. The deformation force is largely determined by the mechanical properties of the pipe. For example, increasing the tensile strength of the pipe material while maintaining the clamping force of the press, in the applicant's experience, can lead to the pipe being pushed out of the collet during upsetting. Increasing the clamping force may require changes to the press design. Often the magnitude of the clamping force is unregulated during operation. This means that on a press with an increased clamping force, pipes with reduced mechanical characteristics will be impossible to press: the collet will deform them during clamping. Typically, the forces developed by the press to fix the pipe and upset its ends are constant and cannot be adjusted during operation. This means that when switching to pipes with increased mechanical characteristics, a situation may arise when the ends of the pipes become impossible to upset - the pipe will shift in the clamping element of the press structure.

Известна неразрезная цанга, на внутренней и внешней поверхности которой выполнены винтовые выемки (А.С. 1060334, опубл. 15.12.1983). По известному решению, направление внешней винтовой канавки противоположно направлению внутренней винтовой канавки, причем одна из них смещена относительно другой в осевом направлении.A continuous collet is known, on the inner and outer surfaces of which screw recesses are made (A.S. 1060334, publ. 12/15/1983). According to a known solution, the direction of the outer helical groove is opposite to the direction of the inner helical groove, and one of them is offset relative to the other in the axial direction.

К недостаткам известно решения относится невозможность его применения для фиксации трубы в прессе, на котором высаживают концы трубы. Это связано, во-первых, с тем, что в известном решении цанга является неразрезной, то есть имеет весьма ограниченный диапазон между положениями «полностью открыта» и «полностью сжата». Между тем, в зависимости от конструкции высаженного конца, разница между наибольшим диаметром высаженной части и диаметром, по которому происходит зажим цангой, может превышать 37%. Например, для топливопроводов двигателей ПАО «КАМАЗ» заявитель изготавливает трубы, в которых зажим при высадке происходит по диаметру ∅8 мм, а наибольший диаметр высаженной части составляет ∅11 мм. К недостаткам известного решения можно отнести также трудоемкость выполнения внешних и внутренних винтовых канавок.The disadvantages of the known solution include the impossibility of its use for fixing the pipe in a press on which the ends of the pipe are planted. This is due, firstly, to the fact that in the known solution the collet is continuous, that is, it has a very limited range between the “fully open” and “fully compressed” positions. Meanwhile, depending on the design of the upset end, the difference between the largest diameter of the upset part and the diameter along which the collet is clamped can exceed 37%. For example, for fuel pipelines of engines of KAMAZ PJSC, the applicant produces pipes in which the clamping during upsetting occurs along a diameter of ∅8 mm, and the largest diameter of the upset part is ∅11 mm. The disadvantages of the known solution also include the labor intensity of making external and internal helical grooves.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков – прототипом заявляемого изобретения - является соединительное устройство для труб, включающее контактирующие с трубой элементы, изготовленные из материала, имеющего твердость, более высокую, чем материал трубы, образующие часть замкнутого кольца, частично снабженные шероховатой поверхностью, примыкающей к трубе и полученной с использованием абразивного материала (пат. RU 2173425, опубл. 10.09.2021). Трубу, охватываемую упомянутыми элементами, вставляют в муфтовую часть, где ее зажимают упомянутыми элементами. По известному решению, шероховатый слой на контактирующих с трубой элементах может быть получен, например, с помощью песка путем приклеивания песчинок к поверхности.The closest in terms of the set of essential features - the prototype of the claimed invention - is a connecting device for pipes, including elements in contact with the pipe, made of a material having a hardness higher than the pipe material, forming part of a closed ring, partially equipped with a rough surface adjacent to the pipe and obtained using abrasive material (patent RU 2173425, published 09.10.2021). The pipe covered by the mentioned elements is inserted into the coupling part, where it is clamped by the mentioned elements. According to a known solution, a rough layer on the elements in contact with the pipe can be obtained, for example, using sand by gluing sand grains to the surface.

К недостаткам известного решения относится трудность его использования для фиксации трубы в прессе, на котором высаживают концы трубы. Это связано с тем, что зажим трубы происходит в специальной муфтовой части, а зажимное усилие создается при осевом стягивании (сближении) опорных поверхностей. Реализовать это на прессе проблематично.The disadvantages of the known solution include the difficulty of using it to fix the pipe in a press on which the ends of the pipe are planted. This is due to the fact that the pipe is clamped in a special coupling part, and the clamping force is created by axial contraction (bringing together) of the supporting surfaces. Implementing this on the press is problematic.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка способа обработки опорных поверхностей зажимного устройства пресса для высадки концов труб, обеспечивающего надежную фиксацию трубы на прессе для труб с повышенными механическими характеристиками.The technical problem to be solved by the present invention is the development of a method for processing the supporting surfaces of the clamping device of a press for upsetting pipe ends, ensuring reliable fixation of the pipe on a pipe press with increased mechanical characteristics.

Техническим результатом осуществления предлагаемого изобретения является получение на поверхностях цанги последовательно расположенных кольцевых зон с различной шероховатостью поверхности, обеспечивающих упругую деформацию кольцевых участков зажимаемой трубы и повышающих тем самым качество зажима (фиксации) трубы для высадки ее конца на прессе без повышения усилия зажима.The technical result of the implementation of the proposed invention is the production on the surfaces of the collet of successively located annular zones with different surface roughness, providing elastic deformation of the annular sections of the clamped pipe and thereby increasing the quality of clamping (fixing) of the pipe for upsetting its end on the press without increasing the clamping force.

Решение поставленной технической задачи достигается за счет того, что, при осуществлении обработки опорных поверхностей зажимного устройства пресса для высадки концов труб, включающей получение с помощью абразивного материала шероховатого слоя на опорных поверхностях зажимного устройства пресса, контактирующих с трубой, осуществляют обработку опорных поверхностей зажимного устройства пресса в виде опорных поверхностей центрального отверстия цангового зажима, образуемого при сближении половинок цанг, а шероховатый слой получают совместной обработкой вращающимся притиром с нанесенным на него абразивным материалом в виде доводочной пасты неподвижных половинок цангового зажима в течение 30 с при плавном изменении величины усилия их прижатия к притиру от 0 до 50 Н, при этом используют притир, на наружной поверхности которого выполнены кольцевые канавки шириной 5 мм, расположенные через 5 мм друг от друга, а в качестве заготовки для притира используют фрагмент трубы, типоразмер которой соответствует зажимаемой в цанговом зажиме трубе.The solution to the stated technical problem is achieved due to the fact that, when processing the supporting surfaces of the press clamping device for upsetting pipe ends, which includes obtaining a rough layer using an abrasive material on the supporting surfaces of the press clamping device in contact with the pipe, the processing of the supporting surfaces of the press clamping device is carried out in the form of the supporting surfaces of the central hole of the collet clamp, formed when the collet halves approach each other, and the rough layer is obtained by joint processing of a rotating lap with an abrasive material applied to it in the form of finishing paste of the stationary halves of the collet clamp for 30 s with a smooth change in the magnitude of the force of their pressing to the lap from 0 to 50 N, in this case a lap is used, on the outer surface of which there are ring grooves 5 mm wide, located 5 mm apart from each other, and a fragment of a pipe is used as a blank for the lap, the standard size of which corresponds to the pipe clamped in the collet clamp.

Пример осуществления предлагаемого способа.An example of the proposed method.

Пример осуществления предлагаемого способа поясняется чертежами.An example of the proposed method is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показан фрагмент трубы с высаженным концом, форма которого соответствует требованиям, согласованным с заказчиком.In fig. Figure 1 shows a fragment of a pipe with an upset end, the shape of which meets the requirements agreed with the customer.

На фиг. 2 показан вид сверху на загрузочное окно пресса, на котором высаживают концы труб.In fig. Figure 2 shows a top view of the loading window of the press, on which the ends of the pipes are planted.

На фиг. 3 показаны половинки цанги, отверстие в которой обработано по предлагаемому способу.In fig. Figure 3 shows the halves of the collet, the hole in which is processed according to the proposed method.

На фиг. 4 схематично показан притир для обработки опорных поверхностей цанги. На фигурах обозначено:In fig. 4 schematically shows a lap for processing the supporting surfaces of the collet. The figures indicate:

1 - труба,1 - pipe,

2 - высаженный конец трубы, имеющий заданную форму,2 - upset end of the pipe, having a given shape,

3 - половинки цанги,3 - collet halves,

4 - притир для обработки отверстия в цанге,4 - lap for processing the hole in the collet,

5 - доводочная паста в притире.5 - finishing paste in the lap.

Обе половинки цанги были изготовлены из стали ХВГ и имели твердость 57 HRC. Шероховатость отверстия составляла Ra1,25. Наружный диаметр трубы, концы которой требовалось высадить, придав им заданную форму, составлял ∅8 мм, внутренний - ∅3 мм (принятое обозначение: 8хвн.3). Для высадки подготовили образцы труб из сталей St52 и St70BK. Механические свойства и химический состав сталей приведен в таблице 1.Both halves of the collet were made of HVG steel and had a hardness of 57 HRC. The hole roughness was Ra1.25. The outer diameter of the pipe, the ends of which needed to be upset, giving them a given shape, was ∅8 mm, the inner diameter was ∅3 mm (accepted designation: 8хвн.3). Samples of pipes made from steels St52 and St70BK were prepared for upsetting. The mechanical properties and chemical composition of steels are given in Table 1.

Было установлено, что на одном и том же прессе концы трубы из стали St52 высадить можно, получая заданную форму (см. фиг.1), а из стали St70BK - невозможно: труба смещается в цанге, что свидетельствует о недостаточном зажиме.It was found that on the same press the ends of a pipe made of St52 steel can be upset, obtaining a given shape (see Fig. 1), but it is impossible to make pipes made of St70BK steel: the pipe moves in the collet, which indicates insufficient clamping.

Изготовили притир. Для изготовления притира использовали обрезок трубы 8хвн.3. На наружной поверхности проточили множество кольцевых канавок шириной 5 мм, глубиной 0,2 мм, расположенных через 5 мм друг от друга вдоль оси обрабатываемого отверстия. После этого на притир нанесли абразивную шлифовальную пасту АС4 200/160 с алмазным порошком ас4, имевшую мазеобразную консистенцию. Установили притир в патрон доводочной бабки, обе половинки цанги расположили таким образом, чтобы притир касался опорных поверхностей - поверхностей центрального отверстия цангового зажима, образуемого при сближении половинок цанг.We made a lapping. To make the lap, we used a piece of pipe 8хвн.3. A number of annular grooves 5 mm wide and 0.2 mm deep were machined on the outer surface, located 5 mm apart along the axis of the hole being machined. After this, AC4 200/160 abrasive grinding paste with AC4 diamond powder, which had a paste-like consistency, was applied to the lap. We installed the lap in the finishing head chuck, positioned both halves of the collet in such a way that the lap touched the supporting surfaces - the surfaces of the central hole of the collet clamp, formed when the collet halves come together.

Вращая патрон с установленным притиром, создали сжимающее половинки цанги усилие и плавно увеличивали его в течении 30 с от 0 до 50 Н. После этого убрали сжимающее усилие, отвели половинки цанги от притира, выключили привод вращения.By rotating the cartridge with the lap installed, we created a force compressing the collet halves and gradually increased it over 30 s from 0 to 50 N. After that, the compressive force was removed, the collet halves were moved away from the lap, and the rotation drive was turned off.

Детали промыли от остатков пасты продуктов износа и установили в пресс.The parts were washed to remove any remaining wear and tear paste and installed in a press.

Половинки цанги установили в пресс. Провели испытания. Установлено, что при использовании доработанной цанги труба из стали St70BK поддается обработке (высадке) с обеспечением заданной формы концов.The collet halves were installed in the press. Conducted tests. It has been established that when using a modified collet, a pipe made of St70BK steel can be processed (upsetting) to ensure the desired shape of the ends.

Блестящие кольцевые пояски соответствуют обработанным участкам цанги, матовые - необработанным. При этом блестящие участки имеют диаметр, больший, чем матовые, то есть углублены в тело половинок цанги в среднем на 0,05…0,10 мм. По мнению заявителя, при зажиме цанги перед высадкой конца трубы происходит упругая деформация зажимаемой трубы с «выпучиванием» материала трубы зонах обработанных участков. Труба в пределах цанги приобретает, условно говоря, волнистый продольный профиль. В дополнение к силе трения, действующей на трубу в зонах, необработанных притиром, это увеличивает зажимающий эффект. После разжима цанги труба принимает первоначальную форму.Shiny ring bands correspond to the treated areas of the collet, matte ones correspond to untreated areas. In this case, the shiny areas have a diameter larger than the matte ones, that is, they are recessed into the body of the collet halves by an average of 0.05...0.10 mm. According to the applicant, when clamping the collet before upsetting the end of the pipe, elastic deformation of the clamped pipe occurs with “bulging” of the pipe material in the treated areas. The pipe within the collet acquires, relatively speaking, a wavy longitudinal profile. In addition to the frictional force acting on the pipe in areas not lapped, this increases the clamping effect. After releasing the collet, the pipe returns to its original shape.

Предлагаемый способ обработки опорных поверхностей зажимного устройства пресса для высадки концов труб внедрен в технологию изготовления цанг собственного производства и используется в ООО УК «АЗПИ».The proposed method for processing the supporting surfaces of the clamping device of a press for upsetting pipe ends has been introduced into the manufacturing technology of collets of our own production and is used in LLC Management Company "AZPI".

Claims (2)

1. Способ обработки опорных поверхностей зажимного устройства пресса для высадки концов труб, включающий получение с помощью абразивного материала шероховатого слоя на опорных поверхностях зажимного устройства пресса, контактирующих с трубой, отличающийся тем, что осуществляют обработку опорных поверхностей зажимного устройства пресса в виде опорных поверхностей центрального отверстия цангового зажима, образуемого при сближении половинок цанг, а шероховатый слой получают совместной обработкой вращающимся притиром с нанесенным на него абразивным материалом в виде доводочной пасты неподвижных половинок цангового зажима в течение 30 с при плавном изменении величины усилия их прижатия к притиру от 0 до 50 Н, при этом используют притир, на наружной поверхности которого выполнены кольцевые канавки шириной 5 мм, расположенные через 5 мм друг от друга, а в качестве заготовки для притира используют фрагмент трубы, типоразмер которой соответствует зажимаемой в цанговом зажиме трубе. 1. A method for processing the supporting surfaces of a press clamping device for upsetting pipe ends, including obtaining, using an abrasive material, a rough layer on the supporting surfaces of the press clamping device in contact with the pipe, characterized in that the supporting surfaces of the press clamping device are processed in the form of supporting surfaces of a central hole collet clamp, formed when the halves of the collets come together, and the rough layer is obtained by joint processing of a rotating lap with an abrasive material applied to it in the form of finishing paste of the stationary halves of the collet for 30 s with a smooth change in the magnitude of the force of pressing them to the lap from 0 to 50 N, in this case, a lap is used, on the outer surface of which there are ring grooves 5 mm wide, located 5 mm from each other, and a fragment of a pipe is used as a blank for the lap, the standard size of which corresponds to the pipe clamped in the collet clamp. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют доводочную пасту мазеобразной консистенции.2. The method according to claim 1, characterized in that a finishing paste of a paste-like consistency is used.
RU2023122376A 2023-08-28 Method of treating support surfaces of a clamping device of a press for upsetting pipe ends RU2818708C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2818708C1 true RU2818708C1 (en) 2024-05-03

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU682155A3 (en) * 1976-07-08 1979-08-25 Центаурус Аг (Фирма) Pipeline coupling
RU2173425C2 (en) * 1996-03-04 2001-09-10 Георг Фишер Вага Н.В. Pipe connector
CN100450715C (en) * 2003-02-12 2009-01-14 日产自动车株式会社 Lapping apparatus and lapping method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU682155A3 (en) * 1976-07-08 1979-08-25 Центаурус Аг (Фирма) Pipeline coupling
RU2173425C2 (en) * 1996-03-04 2001-09-10 Георг Фишер Вага Н.В. Pipe connector
CN100450715C (en) * 2003-02-12 2009-01-14 日产自动车株式会社 Lapping apparatus and lapping method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3456995B2 (en) Hard rolling method for parts
JP4625218B2 (en) Clamping device especially for hollow thin-walled workpieces
DE102007054070A1 (en) Hydrostatically actuated workpiece holder device with high expansion and shape recovery recovery sleeve
RU2818708C1 (en) Method of treating support surfaces of a clamping device of a press for upsetting pipe ends
KR102226391B1 (en) Burnishing tool
KR950009143B1 (en) Process for manufacturing tube bends
EP1787052B1 (en) Male element for a sealed threaded tubular connection
RU2667946C2 (en) Tube expander
US7469569B2 (en) Wire drawing die and method of making
US5050352A (en) Honing stone assembly
US5997010A (en) Collet for a machine-tool chuck
RU172755U1 (en) Honing head
JP4923597B2 (en) Method for forming cylindrical shaft product and mold
KR930006043B1 (en) Connecting method and used parts
JPH01130822A (en) Method for working surface of metallic pipe
JPH08243659A (en) Tube expanding die for steel tube expanding machine
RU168775U1 (en) Honing head
JP2007130664A (en) Forming die for hydroforming work and working method
RU2355555C2 (en) Method of anti-friction strengthening treatment of inner cylinder surfaces
JP4924653B2 (en) Manufacturing method of cylindrical shaft
BG110089A (en) Method for creating compressive residual stresses around fastening holes
RU2393039C1 (en) Device for rotary burnishing of cylindrical shells
KR101816618B1 (en) Flexible padder for Hydraulic Roller Crown
JP2507229B2 (en) Manufacturing method for ring body for hydraulic hose mouth fittings
KR102084006B1 (en) Manufacturing apparatus and method of the unsymmetric pressing joint