RU2542865C2 - Способ изготовления витых труб типа "конфузор-диффузор" - Google Patents
Способ изготовления витых труб типа "конфузор-диффузор" Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542865C2 RU2542865C2 RU2013116659/02A RU2013116659A RU2542865C2 RU 2542865 C2 RU2542865 C2 RU 2542865C2 RU 2013116659/02 A RU2013116659/02 A RU 2013116659/02A RU 2013116659 A RU2013116659 A RU 2013116659A RU 2542865 C2 RU2542865 C2 RU 2542865C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- forging
- pipe
- workpiece
- confuser
- strikers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении цельных труб сложной формы и переменного сечения, например, для теплообменных аппаратов. Заготовку в виде длинномерной цельной трубы грейфером устанавливают на ось ковки и фиксируют захватом зажимной головки манипулятора. Трубу свободным концом вводят в ковочный блок до достижения головкой манипулятора крайнего ближнего положения относительно блока. Затем трубе придают поступательно-вращательное движение и производят ее ротационное обжатие бойками. Рабочую поверхность бойков профилируют таким образом, что при обжатии сначала формируют диффузорную часть трубы, а затем - конфузорную. Ротационную ковку производят в холодном режиме протягивания без перехвата длинномерной трубы при ее вращении со скоростью, составляющей 15-17 об/мин. Скорость протягивания трубы составляет 0,6-0,8 м/мин, частота хода бойков - 800-810 уд./мин, усилие ковки - 5000 кгс. В результате обеспечивается получение длинномерных витых труб с заданной чистотой наружной и внутренней поверхностей, не требующих дополнительной обработки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к способам изготовления цельных труб сложной формы и переменного сечения, например для теплообменных аппаратов.
Известен способ изготовления труб, а также фасоных изделий с формой тел вращения методом центробежного литья (см. Г.П. Фетисов «Материаловедение и технология металлов». М.: Высшая школа, 2008, с.500-502). В литьевую форму заливают дозированное количество расплавленного металла и подвергают вращению со скоростью, обеспечивающей надлежащее качество отливок. Центробежное литье отличает высокая производительность, процесс при крупносерийном производстве может быть полностью автоматизирован.
К недостаткам данного способа следует отнести:
- литьевые формы должны иметь повышенную прочность и герметичность;
- необходимость строгого дозирования металла для получения заданных размеров изделий;
- высокая скорость вращения формы;
- сложность получения длинномерных тел вращения.
Для изготовления витых труб конфигурации конфузор-диффузор необходима скорость вращения литьевой формы ≈2500об/мин, кроме того указанные трубы
предназначены для теплообменников, где в основном используются трубы диаметром 25 и 38 мм (см. П.И. Бажан, Г.Е. Канавец, В.М. Селиверстов. Справочник по теплообменным аппаратом. М.:Машиностроение, 1989, 365 с.).
Известна технология формирования цельных труб сложной формы и переменного сечения с различными величинами толщины стенок путем гидравлической вытяжки. По этой технологии высоким давлением жидкости изнутри, известным как гидроформинг, производят холодную штамповку (см. П.И. Полухин «Технология металлов и сварки». Элит, 2011, с.289, 290).
Формовка труб давлением изнутри происходит по следующей схеме: заготовка фиксируется внутри пресс-формы, пресс-форма закрывается, а на внутренние стенки заготовки начинают воздействовать высоким гидростатическим давлением (примерно от 1500 до 4000 атм. в зависимости от требуемой толщины стенок). При этом заготовка начинает расширяться, упирается во внутренние стенки пресс-формы и прижимается к ним. Таким образом, внешний и внутренний контуры получившегося полого изделия точно копируют внутренний контур пресс-формы. Расчеты показывают: для формирования гидростатическим давлением труб типа «конфузор-диффузор» из нержавеющей стали рабочее давление должно составлять [Е.А. Явнилович. «Трубы стальные, чугунные и баллоны». М.:Металлургия, 1966, с.199-371]:
где S=2 мм - толщина стенки трубы; D=20 мм - внутренний диаметр трубы;
- допускаемое напряжение на растяжение для нержавеющей стали.
Гидроформинг позволяет быстро получать готовую деталь, в сравнении с любой другой технологией изделие, получаемое по этой технологии, имеет лучший товарный вид, чем при стандартных штамповке и прессовании, исключает последующую их доводку, возможность получения деталей с суженным выходным сечением, из которых жесткий стальной пуансон по окончании формовки извлечь нельзя.
Однако технология гидроформинга имеет и ряд недостатков: малая производительность, обусловленная длительностью операции установки и зажатия заготовки, уплотнения рабочей полости, заполнения ее жидкостью, высокая базовая стоимость установки в целом.
Наиболее близким способом для получения труб сложной формы и переменного сечения является способ ротационной ковки (или ротационного обжатия), являющийся разновидностью ковки и осуществляемый на специальных ротационно-ковочных устройствах. Главным элементом такой машины является ковочный блок, который воздействует на заготовку со всех сторон в поперечном сечении. Классическая схема ковки - подача в ковочный блок изделия одной зажимной головкой, обжатие его бойками, имеющими заданный профиль с последующим перехватом с противоположной стороны другой зажимной головкой.
Преимуществом ротационной ковки является: относительно низкая стоимость формирующего инструмента, возможность быстрой переналадки, высокая производительность, отсутствие жесткой привязки к мерности заготовки в пределах одной партии.
Недостатками ротационной ковки для производства длинномерных изделий со сложной конфигурацией поверхности труб, как, например витая труба «конфузор-диффузор», следует отнести: возможность сильного искривления заготовки в ковочном блоке из-за невозможности осуществления перехвата заготовки ввиду сложности профиля конечного изделия и обратных осевых усилий (поскольку длина заготовки много больше диаметра), а при высоких скоростях ковки, более 1 м/мин, заготовка оказывается за порогом устойчивости.
Задачей предлагаемого способа является изготовление витых длинномерных труб типа «конфузор-диффузор» методом ротационной ковки.
Результат достигается тем, что в способе изготовления витых труб типа «конфузор-диффузор» методом ротационной ковки, заключающемся в фиксации заготовки захватом зажимной головки манипулятора, подаче ее в ковочный блок с последующим обжатием бойками, имеющими заданный профиль изделия, согласно изобретению заготовку, представляющую собой длинномерную цельную трубу, устанавливают при помощи грейфера на ось ковки, фиксируют захватом зажимной головки манипулятора и свободным концом вводят заготовку в ковочный блок до достижения головкой манипулятора крайнего ближнего положения относительно ковочного блока, затем придают заготовке поступательно-вращательное движение и производят обжатие заготовки бойками, рабочая поверхность которых спроектирована таким образом, что при обжатии за счет профиля бойков сначала формируют диффузорную часть трубы, затем - конфузорную, ковку производят в холодном режиме протягивания без перехвата заготовки, при этом режим ротационной ковки ведут при вращении заготовки с числом оборотов - 15…17 об/мин, скоростью протягивания - 0,6…0,8 м/мин, с частотой хода бойков - 800…810 уд./мин и усилием ковки - 5000 кг.
Результат достигается также тем, что рабочую поверхность бойков, формирующих витую конфузорно-диффузорную трубу, профилируют с использованием пакета специальных компьютерных программ.
На фиг.1 схематично показан процесс изготовления витой трубы типа «конфузор-диффузор», на фиг.2 сечение А-А.
Способ ковки витой трубы типа «конфузор-диффузор» осуществляют в холодном состоянии без использования дорна (в целях сокращения длины технологического цикла). После подачи заготовки 1 (цельной полой длинномерной трубы) загрузочным устройством (грейфером) на ось ковки заготовку 1 фиксируют захватом зажимной головки 2 манипулятора. Для предотвращения изгиба заготовки 1 вдоль ее движения устанавливают поддерживающие блоки опор 3.
Затем заготовку 1 свободным концом подводят к ковочному блоку, включают вращение заготовки 1, а бойки 4 ковочного блока сводят с зазором в 1 мм, что не препятствует свободному перемещению заготовки 1 в ковочном блоке. Далее заготовку 1 вводят в ковочный блок. Манипулятор с закрепленной в зажимной головке 2 заготовкой 1 перемещают в крайнее ближнее положение относительно ковочного блока.
По завершению подготовительных операций заготовке 1 придают поступательно-вращательное движение и начинают медленное сведение бойков 4 для выполнения процесса ротационного обжатия заготовки 1.
Рабочая поверхность бойков 4 спроектирована таким образом, что сначала формируется диффузорная, затем конфузорная часть витой трубы. Профилирование рабочей поверхности бойков 4 производят с использованием пакета специальных программ.
Режим ротационной ковки ведут при вращении заготовки с числом оборотов - 15…17 об/мин, скоростью протягивания - 0,6…0,8 м/мин, с частотой хода бойков - 800…810 уд./мин и усилием ковки - 5000 кг.
В процессе ротационного обжатия заготовки 1 за счет профиля бойков вначале формируют диффузорную часть элемента «конфузор-диффузор» (с меньшего диаметра на больший), затем его короткая - конфузорная часть (с большего диаметра на меньший) при поступательно-вращательном движении заготовки 1. Ковку изделия проводят в режиме протягивания без перехвата заготовки 1.
На этапе подготовки, начала и реализации способа ковки используют аппаратно - программный комплекс, позволяющий регулировать точность сведения ковочных блоков до 0,1 мм, скорость сведения до 1 мм, точность позиционирования зажимных головок 2 до 1 мм, скорость движения зажимных головок 2 с точностью до 0,1 м/мин, скорость вращения заготовки 1 с точностью до 0,1 об/мин.
Согласно предлагаемому способу холодной ротационной ковки за счет профиля бойков получают длинномерную витую трубу типа «конфузор-диффузор» с заданной чистотой наружной и внутренней поверхностей, не требующих дополнительной обработки.
Claims (2)
1. Способ изготовления витых труб типа «конфузор-диффузор» методом ротационной ковки, включающий фиксацию заготовки захватом зажимной головки манипулятора, подачу ее в ковочной блок, в котором осуществляют ротационное обжатие заготовки бойками, имеющими заданный профиль рабочей поверхности, отличающийся тем, что заготовку в виде длинномерной цельной трубы грейфером устанавливают на ось ковки, зафиксированную захватом зажимной головки манипулятора длинномерную трубу свободным концом вводят в ковочный блок до достижения головкой манипулятора крайнего ближнего положения относительно ковочного блока, затем длинномерной трубе придают поступательно-вращательное движение и производят ее ротационное обжатие бойками, имеющими профиль рабочей поверхности, который обеспечивает формирование при обжатии сначала диффузорной части трубы, а затем - конфузорной, при этом ротационную ковку производят в холодном режиме протягивания без перехвата длинномерной трубы при ее вращении со скоростью, составляющей 15-17 об/мин, при этом скорость протягивания составляет 0,6-0,8 м/мин, частота хода бойков - 800-810 уд./мин, а усилие ковки - 5000 кгс.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что профиль рабочей поверхности бойков задают с помощью компьютерных программ.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013116659/02A RU2542865C2 (ru) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | Способ изготовления витых труб типа "конфузор-диффузор" |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013116659/02A RU2542865C2 (ru) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | Способ изготовления витых труб типа "конфузор-диффузор" |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013116659A RU2013116659A (ru) | 2014-10-20 |
RU2542865C2 true RU2542865C2 (ru) | 2015-02-27 |
Family
ID=53290117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013116659/02A RU2542865C2 (ru) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | Способ изготовления витых труб типа "конфузор-диффузор" |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2542865C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634538C2 (ru) * | 2015-12-29 | 2017-10-31 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МЕТЧИВ" (ООО НПП "МЕТЧИВ") | Способ изготовления витых труб |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3583189A (en) * | 1969-10-28 | 1971-06-08 | Calumet & Hecla | Triple die ring corrugator |
RU2121405C1 (ru) * | 1995-12-20 | 1998-11-10 | Акционерное общество "Лукойл-Башкортостан" | Способ изготовления винтовых деталей и устройство для его осуществления |
RU2215601C2 (ru) * | 2001-08-10 | 2003-11-10 | Институт прикладной механики Уральского отделения РАН | Способ изготовления стволов охотничьего и служебного оружия винтовым обжатием |
RU2477664C2 (ru) * | 2011-05-20 | 2013-03-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Устройство для получения труб с винтовым профилем |
-
2013
- 2013-04-11 RU RU2013116659/02A patent/RU2542865C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3583189A (en) * | 1969-10-28 | 1971-06-08 | Calumet & Hecla | Triple die ring corrugator |
RU2121405C1 (ru) * | 1995-12-20 | 1998-11-10 | Акционерное общество "Лукойл-Башкортостан" | Способ изготовления винтовых деталей и устройство для его осуществления |
RU2215601C2 (ru) * | 2001-08-10 | 2003-11-10 | Институт прикладной механики Уральского отделения РАН | Способ изготовления стволов охотничьего и служебного оружия винтовым обжатием |
RU2477664C2 (ru) * | 2011-05-20 | 2013-03-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Устройство для получения труб с винтовым профилем |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634538C2 (ru) * | 2015-12-29 | 2017-10-31 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МЕТЧИВ" (ООО НПП "МЕТЧИВ") | Способ изготовления витых труб |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013116659A (ru) | 2014-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2690262B1 (en) | Method for manufacturing hollow engine valve | |
CN106424355A (zh) | 薄壁环形件成型模具及成型方法 | |
CN105710273A (zh) | 轿车等速万向传动轴旋锻周向进给工艺参数确定方法 | |
CN101704044A (zh) | 矩形薄壁管材跟踪变形弯曲模具 | |
RU2542865C2 (ru) | Способ изготовления витых труб типа "конфузор-диффузор" | |
CN103978147A (zh) | 一种径向锻造渐进增量成形大齿高螺纹件的方法 | |
RU2620219C2 (ru) | Способ вытяжки тонкостенных изделий сложной формы | |
CN104833331B (zh) | 轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸确定方法 | |
JP4906849B2 (ja) | 鋼管の拡管成形方法および鋼管の拡管成形装置 | |
US3919875A (en) | Method of and apparatus for making high pressure tube bends, especially for the chemical industry | |
RU2628444C1 (ru) | Способ изготовления толстостенных крутоизогнутых отводов | |
RU2570268C1 (ru) | Способ пластического структурообразования металла | |
PL224268B1 (pl) | Sposób przepychania obrotowego z regulowanym rozstawem osi stopniowanych odkuwek osiowosymetrycznych | |
PL223468B1 (pl) | Sposób obciskania odkuwek drążonych | |
CN108076631A (zh) | 由金属板制造直缝管筒的方法 | |
JP2001300652A (ja) | 金属管の液圧バルジ加工におけるピアシング方法および金型 | |
RU2312727C2 (ru) | Способ изготовления гнутых изделий из коротких толстостенных труб в штампе | |
RU2461436C1 (ru) | Способ изготовления тонкостенных корпусов переменного сечения | |
RU64539U1 (ru) | Штамп | |
US1854550A (en) | Method of making tubes | |
JP6528570B2 (ja) | U字曲がり管の製造方法およびu字曲がり管の製造装置 | |
RU2606132C1 (ru) | Способ ротационной вытяжки оболочек из трубных заготовок | |
RU2537414C2 (ru) | Способ упрочнения материалов | |
RU2528928C1 (ru) | Способ изготовления гибкой крутоизогнутых патрубков | |
RU2401170C1 (ru) | Способ асимметричной холодной прокатки труб |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150412 |