RU2542865C2 - Способ изготовления витых труб типа "конфузор-диффузор" - Google Patents

Способ изготовления витых труб типа "конфузор-диффузор" Download PDF

Info

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
Application number
RU2013116659/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013116659A (ru
Inventor
Алексей Яковлевич Золотоносов
Яков Давидович Золотоносов
Нури Мухаметович Шарипов
Дмитрий Зуфарович Миннигареев
Андрей Анатольевич Матюшко
Альфия Гиззетдиновна Багоутдинова
Максим Николаевич Яхнев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ
Яков Давидович Золотоносов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ, Яков Давидович Золотоносов filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ
Priority to RU2013116659/02A priority Critical patent/RU2542865C2/ru
Publication of RU2013116659A publication Critical patent/RU2013116659A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2542865C2 publication Critical patent/RU2542865C2/ru

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 L m p d m p = 6 0 0 0 2 5 2 4 0
Figure 00000001
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]:
Figure 00000002
где S=2 мм - толщина стенки трубы; D=20 мм - внутренний диаметр трубы; R = 3 0 к г м м 2
Figure 00000003
- 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.
RU2013116659/02A 2013-04-11 2013-04-11 Способ изготовления витых труб типа "конфузор-диффузор" RU2542865C2 (ru)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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