SU1754295A1

SU1754295A1 - Method of rolling cylinder neck and apparatus for carrying out the method

Info

Publication number: SU1754295A1
Application number: SU904810398A
Authority: SU
Inventors: Валерий Александрович Ларионов; Алексей Иванович Губин; Татьяна Феоктистовна Маткина
Original assignee: Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1992-08-15

Abstract

Использование: обработка металлов давлением, Сущность изобретени : способ закатки горловины баллона включает закатку нагретого конца вращающейс трубной заготовки на вводимой внутрь заготовки оправке формующим инструментом. Сферическую часть горловины формуют боковой поверхностью призматического инструмента с посто нно уменьшающейс площадью контакта ее с заготовкой. Цилиндрическую часть горловины формуют торцовой поверхностью инструмента. Устройство дл осуществлени способа включает станину, шпиндель, суппорт с формующим инструментом , вращающуюс оправку. Привод перемещени суппорта выполнен в виде четырехзвенного кулисно-рычажного механизма , шарнирнозакрепленного на суппорте . 2 с.п. ф-лы, 4 ил.Use: metal forming; Invention: a method for rolling a cylinder neck includes rolling a heated end of a rotating tubular billet onto a mandrel inserted into the billet with a forming tool. The spherical part of the neck is formed by the side surface of a prismatic tool with a constantly decreasing area of its contact with the workpiece. The cylindrical part of the neck is formed by the end surface of the tool. A device for carrying out the method includes a frame, a spindle, a caliper with a forming tool, a rotating mandrel. The drive for moving the caliper is made in the form of a four-link link-lever mechanism hinged on the caliper. 2 sec. f-ly, 4 ill.

Description

уat

ЁYo

Изобретение относитс к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению горловины баллонов, предназначенных дл хранени и транспортировки сжатых, сжиженных и растворенных газов под высоким давлением.The invention relates to the processing of metals by pressure, namely to the manufacture of the neck of cylinders intended for the storage and transportation of compressed, liquefied and dissolved gases under high pressure.

Известен способ изготовлени горловин баллонов, включающий одноопераци- онную закатку нагретого конца вращающейс трубной заготовки вращающимис вокруг своей оси и перемещающимис по криволинейной траектории относительно оси заготовки роликами, которые одновременно осуществл ют деформирование торцовой и периферийной частей конца заготовки с посто нно увеличивающейс величиной контактной поверхности роликов с заготовкой.A known method of making bottlenecks is one-shot rolling of a heated end of a rotating billet rotating around its axis and moving along a curved path relative to the axis of the billet with rollers that simultaneously deform the end and peripheral parts of the end of the billet with a constantly increasing value of the contact surface of the rollers with stocking.

Недостатком данного способа вл етс сложность осуществлени синхронизации движени роликов, деформирующих торцовую и периферийную части конца трубной заготовки.The disadvantage of this method is the difficulty of synchronizing the movement of the rollers, which deform the front and peripheral parts of the end of the billet.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ закатки горловины баллона, включающий деформацию вращающейс нагретой трубной заготовки формующим инструментом трени скольжени на вращающейс цилиндрической или конической оправке с последующим ее извлечением.The closest in technical essence to the present invention is a method of rolling a cylinder neck, including the deformation of a rotating heated tubular billet by forming a sliding friction tool on a rotating cylindrical or conical mandrel with its subsequent removal.

-vl СП-vl sp

ю юyu yu

СПSP

Недостатком этого способа вл етс то, что инструмент трени скольжени имеет сложный профиль деформирующей поверхности . Кроме того, срок службы инструмента мал за счет износа профильного участка. The disadvantage of this method is that the sliding friction tool has a complex profile of a deforming surface. In addition, the tool life is short due to the wear of the profile section.

Известно устройство дл изготовлени горловин баллонов из тонкостенных труб на обкатном стане, содержащее патрон дл установки заготовки и неподвижно закрепленную на приводе с возможностью осевого перемещени матрицу, выполненную в виде фигурной пластины, контактирующей в процессе изготовлени только с частью поверхности деформируемой заготовки.A device for making cylinder necks of thin-walled pipes on a rolling mill is known, which contains a cartridge for setting the workpiece and fixedly mounted on a drive with the possibility of axial movement of a matrix made in the form of a figured plate that contacts during manufacture only a part of the surface of the workpiece being deformed.

Недостатками данного устройства вл - ютс сложность изготовлени матрицы и малый срок ее службы.The disadvantages of this device are the difficulty of fabricating the die and its short lifespan.

Известен также станок дл обжима и захвата горловин полых цилиндрических изделий , включающий механизм перемеще- ни суппорта, выполненный в виде двух параллельно перемещающихс и св занных между собой рычажной системой ползунов , один из которых снабжен индивидуальным приводом и служит дл вертикального перемещени суппорта, смонтированного на штоках с роликами, расположенными в копирных пазах в виде дифференциальных кривых, выполненных во втором ползуне, служащем дл радиаль- ного перемещени суппорта.Also known is a machine for crimping and gripping the necks of hollow cylindrical articles, including a caliper movement mechanism, made in the form of two sliders moving in parallel and interconnected by a lever system, one of which is equipped with an individual drive and serves for vertical movement of the caliper mounted on the rods with rollers located in the copy grooves in the form of differential curves, made in the second slider, which serves for the radial movement of the caliper.

Недостатками данного стана вл ютс сложность изготовлени и невозможность применени инструмента трени скольжени The disadvantages of this mill are the difficulty of manufacturing and the impossibility of using the friction friction tool.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл обкатки горловин баллонов, включающее шпиндель, обкатной инструмент, станину , толкатель с размещенным в нем упором и установленным на нем с возможностью вращени оправкой, приводным рычагом регулируемой длины и координатным столом и смонтированным на нем с возможностью регулировочного перемещени экс- центриковым замыкателем. В станине выполнен профилированный паз и один конец рычага шарнирно соединен с эксцентриковым замыкателем, а другой установлен с возможностью перемещени по профили- рованному пазу, причем обкатной инструмент смонтирован на рычаге с возможностью углового перемещени .The closest in technical essence to the present invention is a device for rolling necks of cylinders, including a spindle, a rolling tool, a frame, a pusher with an emphasis placed in it and mounted on it with the possibility of rotation by a mandrel, an adjustable-length driving lever and a coordinate table and mounted on it with possibility of adjusting movement by eccentric locking device. A profiled groove is made in the frame and one end of the lever is pivotally connected to the eccentric locking ring, and the other is mounted for movement along the profiled groove, with the rolling tool mounted on the lever with the possibility of angular movement.

Недостатком данного устройства вл етс невозможность использовани инстру- мента трени скольжени .The disadvantage of this device is the inability to use the tool for friction sliding.

Цель изобретени - повышение долговечности формующего инструмента.The purpose of the invention is to increase the durability of the forming tool.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу закатки горловины баллона , включающему закатку нагретого конца вращающейс трубной заготовки на вводимый внутрь заготовки оправке формующим инструментом, сферическую часть горловины формуют боковой поверхностью призматического инструмента с посто нно уменьшающейс площадью контакта ее с заготовкой, а цилиндрическую часть горловины формуют торцовой поверхностью призматического инструмента.The goal is achieved by the method of rolling a cylinder neck, which includes rolling the heated end of a rotating tubular billet onto a mandrel inserted into the billet with a forming tool, spherical part of the neck is formed by the side surface of a prismatic tool with a constantly decreasing area of contact with the billet, and the cylindrical part of the neck is formed face surface of the prismatic tool.

Такой способ закатки позвол ет получить необходимую толщину сферической части и набо металла в горловине.This method of rolling allows to obtain the required thickness of the spherical part and the set of metal in the neck.

Формирование сферической части горловины баллона боковой поверхностью призматического формующего инструмента с посто нно уменьшающейс площадью контакта ее с заготовкой дает неожиданный положительный эффект, а именно многократность использовани инструмента до ремонта. Если при инструменте, имеющем сложную форму профил , происходит за счет трени искажение (истирание поверхности ) профил , то это сказываетс на качестве закатанной горловины (риски, неровности) и такой инструмент нужно мен ть или ремонтировать, при этом возникает сложность с изготовлением и ремонтом профильной поверхности. Использование призматического инструмента трени скольжени , имеющего плоские боковые грани, позвол ет использовать его до ремонта или замены несколько раз, повернув его так, чтобы на место изношенной грани встала нова . Например, при использовании четырехгранной призмы в качестве фор- мующего инструмента его можно использовать четыре раза. Если примен ть восьмигранный призматический формующий инструмент, то его можно использовать до замены восемь раз.The formation of the spherical part of the neck of the cylinder by the side surface of a prismatic forming tool with a constantly decreasing area of its contact with the workpiece gives an unexpected positive effect, namely the repeated use of the tool before the repair. If a tool with a complex profile has a friction distortion (abrasion of the surface) of the profile, this affects the quality of the rolled neck (risks, unevenness) and such a tool needs to be changed or repaired, thus creating difficulty in making and repairing the profile surface. The use of a prismatic friction friction tool with flat side faces allows it to be used several times before repairing or replacing it, turning it so that a new one is replaced with a worn face. For example, when using a tetrahedral prism as a forming tool, it can be used four times. If an octagonal prismatic forming tool is used, it can be used eight times before replacement.

Закатка цилиндрической части горловины торцом призматического формующего инструмента позвол ет получить необходимый ее профиль в зависимости от формы торца с различной толщиной набо . Дл реализации данного способа закатки горловины баллона в устройстве, включающем станину, шпиндель закатной машины, суппорт с формующим инструментом, привод перемещени суппорта, оправку, смонтированную на суппорте с возможностью вращени , привод перемещени суппорта с формующим инструментом выполнен в виде четырехзвенного кулисно-рычажного механизма , одно звено которого выполнено в виде рычага, шарнирно закрепленного на суппорте, другое звено выполнено в виде кулисы, смонтированной с возможностью прворота и смещени относительно неподвижного пальца, закрепленного на станине. При этом одно плечо кулисы шарнирно соединено с первым звеном кулисно-рычажно- го механизма, третье и четвертое звень кулисно-рычажного механизма выполнены за одно целое в виде коленчатого рычага, шарнирно закрепленного на суппорте, причем одно плечо коленчатого рычага шарнирно закреплено на оси, жестко закрепленной на станине, другое плечо шарнирно соединено с кулисой.Rolling a cylindrical part of the neck with an end face of a prismatic forming tool allows one to obtain its required profile depending on the shape of the end face with different thickness. To implement this method of rolling the cylinder neck in a device including a bed, a spindle of a rolling machine, a caliper with a forming tool, a drive for moving the caliper, a mandrel mounted on the caliper for rotation, a drive for moving the caliper with the forming tool is made in the form of a four-link link mechanism. one link of which is made in the form of a lever pivotally fixed on a support, the other link is made in the form of a link mounted with the possibility of turning and shifting relative about the motionless finger fixed on a bed. In this case, one shoulder of the link is pivotally connected to the first link of the rocker-lever mechanism, the third and fourth links of the link-lever mechanism are made in one piece in the form of a crank lever, hinged on a caliper, and one shoulder of the crank lever is hinged on the axis, rigidly fixed to the frame, the other shoulder is pivotally connected to the wings.

При таком исполнении привода перемещени суппорта при вращении первого зве- на вокруг неподвижной оси суппорт совершает сложное движение, при котором посто нно уменьшаетс площадь контакта боковой поверхности инструмента с заготовкой при формировании сферической части горловины баллона. Если вз ть образованную сферу, то поверхность боковой грани инструмента всегда вл етс касательной к сфере, но точка касани становитс плавающей, т.е. по мере поворота инструмента (суппорта) точка касани перемещаетс вдоль инструмента от одного конца к другому.With this design of the drive for moving the caliper, when the first link rotates around the fixed axis, the caliper makes a complicated movement, in which the contact area of the tool's side surface with the workpiece is constantly reduced when the spherical part of the bottle neck is formed. If you take the formed sphere, the surface of the side face of the tool is always tangent to the sphere, but the point of contact becomes floating, i.e. as the tool (caliper) rotates, the touch point moves along the tool from one end to the other.

Использование предлагаемых способа закатки горловины баллона и устройства дл его осуществлени позвол ет формировать горловины баллона различного профил при высокой технологичности изготовлени инструмента.The use of the proposed method of rolling the cylinder neck and the device for its implementation allows forming the cylinder neck of a different profile with high manufacturability of the tool.

Ожидаемый экономический эффект от внедрени данного изобретени по сравнению с известным составит 10 тыс. руб. в год за счет увеличени срока службы инструмента и снижени затрат на его изготовлениеThe expected economic effect from the introduction of this invention in comparison with the known one will be 10 thousand rubles. per year by increasing the service life of the tool and reducing the cost of its manufacture

На фиг. 1 представлена схема дл осуществлени способа закатки горловины баллона (а - начало процесса закатки; б - формирование сферической части горловины; в - формирование цилиндрической части горловины; г - окончание процесса закатки); на фиг. 2 - устройство дл осуществлени способа закатки горловины баллона (а - вид сбоку; б - положение устройства перед закаткой, сечение А-А на фиг. 2а); на фиг. 3 - промежуточное положение устройства в момент формировани сферической части горловины; на фиг. 4 - положение устройства в момент формировани цилиндрической части горловины.FIG. 1 shows a scheme for carrying out the method of rolling the bottleneck (a - the beginning of the seaming process; b - forming the spherical part of the neck; c - forming the cylindrical part of the neck; d - ending the seaming process); in fig. 2 shows a device for carrying out the method of rolling the bottle neck (a is a side view; b is the position of the device before rolling, section A-A in FIG. 2a); in fig. 3 - the intermediate position of the device at the time of formation of the spherical part of the neck; in fig. 4 shows the position of the device at the moment of forming the cylindrical part of the neck.

Устройство состоит из шпиндел 1 закатной машины, в который закрепл етс трубна заготовка 2, суппорта 3, на котором установлены формующий инструмент 4 и оправка 5 с возможностью вращени вокруг своей оси. Один конец суппорта 3 закреплен шарнирно с коленчатым рычагом 6, имеющим возможность вращени вокруг неподвижной оси. Коленчатый рычаг 6 св зан шарнирно с кулисой 7, имеющей прорезь, в которой находитс неподвижный палец 8.The device consists of a spindle 1 of the rolling machine, in which the tube blank 2 is fixed, a support 3 on which the forming tool 4 and the mandrel 5 are mounted for rotation around its axis. One end of the caliper 3 is pivotally fixed with a crank lever 6 having the possibility of rotation around a fixed axis. The crank arm 6 is pivotally connected to the slide 7, having a slot in which there is a fixed pin 8.

Кулиса 7 св зана шарнирно через промежуточное звено 9 с суппортом 3.The link 7 is pivotally connected through an intermediate link 9 with a support 3.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

На закатной машине, аналогичной примен емым на Первоуральском Новотрубном заводе, закатывают горловину баллона с радиусом сферической части 110 мм, диаметром цилиндрической части 50 мм на трубной заготовке 0 210x6,5 мм из сталиOn the rolling machine, similar to that used at the Pervouralsk Novotrubny Plant, roll the neck of a cylinder with a spherical radius of 110 mm and a cylindrical portion of 50 mm in diameter on a tube blank 0 210x6.5 mm of steel

ЗОХГСА.Zohgsa.

В шпиндель закатной машины зажимаетс холодным концом трубна заготовка, противоположный конец которой нагрет до 1200°С. Шпиндель приводитс во вращениеIn the spindle of the rolling machine, the pipe end is clamped with the cold end, the opposite end of which is heated to 1200 ° C. The spindle is driven.

с частотой 750 об/мин. Формующий инструмент в это врем находитс вдоль образующей заготовки, Приводитс во вращение коленчатый рычаг с частотой 1 град на 1 оборот заготовки. При этом суппорт с формующим призматическим инструментом начинает совершать сложное движение. Формирование сферической части горловины происходит боковой поверхностью призматическогоинструмента ,аwith a frequency of 750 rpm. The forming tool at this time is located along the forming blank. The crank lever is driven in rotation with a frequency of 1 degree per turn of the blank. In this case, the caliper with the forming prismatic tool begins to make a complex movement. The formation of the spherical part of the neck occurs the lateral surface of the prismatic tool, and

цилиндрической части - торцовой поверхностью . Процесс закатки горловины продолжаетс до тех пор, пока суппорт не повернетс на 90°. При этом включаетс конечный выключатель и коленчатый рычаг начинает вращатьс в противоположном направлении с частотой 5 град на 1 оборот заготовки до тех пор, пока суппорт не займет исходное положение.cylindrical part - face surface. The seaming process continues until the caliper is rotated 90 °. In this case, the limit switch is turned on and the crank lever begins to rotate in the opposite direction at a frequency of 5 degrees per turn of the workpiece until the caliper assumes its original position.

Claims

1. A method of rolling a cylinder neck, including rolling a heated end of a rotating billet on a mandrel inserted into the billet by a forming tool, characterized in that, in order to increase the durability of the forming tool, the spherical part of the neck is formed by the side surface of a prismatic tool with constant

its decreasing contact area with the workpiece, and the cylindrical part of the neck is formed by the end surface of the tool.

2. The device for seaming the neck of the cylinder, including the frame, spindle

a rolling machine, a caliper with a forming tool, a caliper movement drive, a mandrel mounted on a caliper rotatably, about t l and h with the fact that the drive movement

the caliper is made in the form of a four-link kulisno-lever mechanism, one link of which is made in the form of a lever hinged on the caliper, the second link is made in the form of a link mounted with the possibility of rotation and displacement relative to the fixed finger fixed on the frame, with one shoulder backstage pivotally connected to

(pus. I

the first link of the link-lever mechanism, the third and fourth link of the link-lever mechanism are made in one piece as a crank lever hinged on the caliper, with one shoulder of the crank lever hinged on the axis rigidly fixed on the frame, and the other shoulder is hingedly connected to backstage.

/

$ sha. four

i z z

L 2 /