RU2686704C1 - Способ изготовления длинноосных изделий - Google Patents
Способ изготовления длинноосных изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686704C1 RU2686704C1 RU2018117538A RU2018117538A RU2686704C1 RU 2686704 C1 RU2686704 C1 RU 2686704C1 RU 2018117538 A RU2018117538 A RU 2018117538A RU 2018117538 A RU2018117538 A RU 2018117538A RU 2686704 C1 RU2686704 C1 RU 2686704C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- mandrel
- workpiece
- gap
- fixed
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 13
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000004553 extrusion of metal Methods 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000000754 repressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000009785 tube rolling Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K21/00—Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
- B21K21/06—Shaping thick-walled hollow articles, e.g. projectiles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении длинноосных полых изделий повышенной точности из исходной заготовки диаметром, не превышающим внутренний диаметр изделия. Используют контейнер, в нижней части которого установлены протяжная матрица, имеющая возможность перемещения и фиксации, и неподвижная оправка. Матрица и оправка имеют конические рабочие поверхности, расположенные с зазором. Воздействуют пуансоном на заготовку, установленную на оправке в контейнере с зафиксированной протяжной матрицей. Осуществляют выдавливание металла заготовки в упомянутый зазор с получением стакана. Затем матрицу освобождают от фиксации и осуществляют протягивание выдавленной части заготовки на оправке под действием матрицы при неподвижном пуансоне. Зазор между коническими поверхностями матрицы и оправки устанавливают равным сумме толщин стенки полого изделия и слоя металла заготовки, требуемого для увеличения ее длины при протяжке. В результате обеспечивается снижение усилия деформирования, увеличение длины изделия и получение мелкозернистой структуры. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении полых изделий типа стволов, корпусов гидро- и пневмоцилиндров, гильз, рубашек кристализаторов, барабанов, пустотелых заготовок для дальнейшей обработки, например, прокатки труб и др.
Известны способы изготовления длинноосньгх полых изделий (изделия, имеющие величину отношения длины к диаметру более 5), включающие использование исходной заготовки, отрезанной от профиля, полученного прокаткой или на установках непрерывной разливки стали, которую далее нагревают до ковочных температур, устанавливают в контейнере пресса, распрессовывают и подвергают прошивке или обратному выдавливанию на горизонтальных или вертикальных гидравлических прессах, при этом, диаметр (диагональ) поперечного сечения заготовки принимают примерно равным диаметру контейнера пресса, с учетом величины зазора, обеспечивающего возможность установки заготовки в контейнере.
Основными недостатками традиционных способов изготовления вышеупомянутых длинноосньгх пустотелых изделий являются ограниченность длин и диаметров изготавливаемых изделий, значительные усилия, необходимые для распрессовки и последующей прошивки заготовки, являющиеся одной из основных причин большой разностенности, сравнительно низкие производительность изготовлния, качество изделий и коэффициент использования металла.
Известны работы [1], [2] и др., в которых описаны результаты исследований процессов прессования трубных заготовок обратным методом, направленные, в основном, на снижение разностенности трубных изделий. Известен Патент РФ [3], примнение которого, по убеждению авторов, позволяет значительно повысить точность прессованой трубной заготовки путем применения подвижной конструкции, обеспечивающей необходимую точность настройки инструмента в начальный момент прессования, определяющий величину отклонения пуансона от оси в процессе дальнейшего прессования. Недостатком предложенного процесса является то, что его применение решает проблему точности стенок только для изготовления сравнительно коротких труб. При прессовании длинных труб устойчивость пуансона может быть нарушена из-за высокого давления и разогрева пуансона, кроме того, для центровки исходной заготовки в контейнере необходима операция расспрессовки заготовки, которая трбует больших усилий и влияет на производительность изготовления изделий Известна работа [4], в которой исследовано влияние технологических параметров на разностенность при комбинированном выдавливании. (Принята за прототип) В соответствие со схемой, приведенной в работе на Фиг. 2, в качестве исходной заготовки применяют заготовку диаметром равным наружному диаметру полого изделия, на первом этапе заготовку подвергают комбинированному выдавливанию, при котором, под действием пуансона, формируют пустотелую головку и стержень, а на втором этапе металл из стержня выдавливают в направлении противоположном движению пуансона под углом к оси под действием контрпуансона. Первый этап предложенной схемы позволяет значительно снизить усилия деформирования по сравнению с традиционным обратным выдавливанием и эффективен, например, при изготовлении относительно коротких изделий типа стержня с пустотелой головкой, но применение второго этапа «противовыдавливания» для получения пустотелой части изделия вызывает большие сомнения осуществления и эффективности использования подобной схемы при изготовлении длинноосных изделий из-за значительного увеличения поверхностей трения, возникающих на первом этапе выдавливания.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение усилий деформирования, уменьшение разностенности, увеличение длины получаемого изделия за один переход, получение мелкозернистой структуры, повышение производительности.
Поставленная задача решается применением двухэтапного деформирования заготовки в одном переходе, использованием исходной заготовки диаметром меньшим наружного диаметра изделия, совмещением операции распрессовки с выдавливанием, направлением выдавливаемого металла заготовки под углом к оси в зазор между конусными элементами неподвижной оправки и протяжной подвижной матрицы, протягиванием выдавленного металла на оправке на втором этапе под действием протяжной матрицы при неподвижном пуансоне.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Используют исходную заготовку диаметром, не превышающим внутренний диаметр полого изделия, и контейнер, в нижней части которого установлены протяжная матрица, имеющая возможность перемещения и фиксации и неподвижная оправка, выполненные с коническими рабочими поверхностями, расположенными с зазором, при этом воздействие пуансоном осуществляют на исходную заготовку, установленную на оправке в контейнере с зафиксированной протяжной матрицей, и осуществляют выдавливание металла заготовки в зазор между коническими рабочими поверхностями оправки и протяжной матрицы с получением стакана, после чего протяжную матрицу освобождают от фиксации и осуществляют протягивание выдавленной части заготовки на оправке под действием протяжной матрицы при неподвижном пуансоне с уменьшением толщины и увеличением длины цилиндрического изделия, причем величину зазора между коническими рабочими поверхностями протяжной матрицы и оправки устанавливают равной сумме толщин стенки изделия и слоя металла, требуемого для увеличения длины изделия при протяжке.
Использование исходной заготовки меньшего диаметра, по сравнению с традиционными способами, позволяет снизить усилие выдавливания, а выдавливание металла первоначально под углом к оси, а затем параллельно цилиндрической поверхности оправки, позволяет значительно снизить площадь поверхностей трения оправки и контейнера за счет образования зазора между цилиндрической поверхностью оправки и внутренней поверхностью выдавливаемого металла, что также позволяет значительно уменьшить усилия выдавливания. Применение операции протягивания дает возможность изготовления изделий большой длины за один переход, позволяет исключить разностенность изделия, и повысить механические характеристики металла за счет измельчения зерен. Смену направления течения металла осуществляют применением протяжной матрицы, содержащей калибрующую, коническую и цилиндрическую части рабочей поверхности, при этом, меняя величину угла конусности матрицы можно регулировать величину зазора между поверхностями оправки и выдавливаемым металлом.
Этапы осуществления предложенного способа выдавливания показаны на Фиг. 1 в разрезе. На левой стороне Фиг. 1 показан начальный этап выдавливания исходной заготовки 1, при котором под действием пуансона 2 металл исходной заготовки, установленной в контейнере 3 на оправке 4, при зафиксированной протяжной матрице 5, выдавливают под углом в зазор между коническими поверхностями оправки 4 и протяжной матрицы 5, при этом производится формообразование пустотелого «стакана», толщина стенки и диаметры которого имеют увеличенные, по сравнению с требуемыми, размеры. На правой стороне Фиг. 1 показан процесс протягивания выдавленной части металла под действием протяжной матрицы 5 при неподвижных пуансоне 2 и оправке 4, в процессе которого производят утонение и увеличение длины стенок, а также калибровку размеров изделия.
Использование предложенного способа позволит изготавливать длинноосные пустотелые изделия высокой точности, повысить производительность за счет уменьшения колличества переходов до одного, снизить энерго- и металлозатраты за счет снижения усилия деформирования, сокращения единиц оборудования и рабочих площадей, повышения точности размеров изделий и др.
Возможность осуществления предлагаемого способа изготовлния длинноосньгх пустотелых цилиндров повышенной точности установлена экспериментально при изготовлении опытных образцов цилиндров с наружным диаметром 50 мм., толщиной стенок 4 мм., длиной 150 мм.
Использованные источники:
1. Шевакин Ю.Ф., и др. Прессование тяжелых цветных металлов и сплавов. М. Металлургия, 1987 г., 246 стр.
2. Клейнбург И.П., и др. Инструментальная оснастка для прессования толстостенной трубной заготовки. Заготовительные производства в машиностроении. №1, 2014 г. с 46.
3. Патент 2252093 РФ. Бюллетень №14, 2005 г.
4. Денищев Т.В., и др. Исследование влияния технологических параметров на разностенность при комбинированном выдавливании крупногабаритных поковок типа «стакан». Заготовительные производства в машиностроении №2, 2012 г.
Claims (1)
- Способ изготовления длинноосных полых изделий, включающий выдавливание исходной заготовки путем воздействия на нее пуансоном, отличающийся тем, что используют исходную заготовку диаметром, не превышающим внутренний диаметр полого изделия, и контейнер, в нижней части которого установлены протяжная матрица, имеющая возможность перемещения и фиксации, и неподвижная оправка, выполненные с коническими рабочими поверхностями, расположенными с зазором, при этом воздействие пуансоном осуществляют на исходную заготовку, установленную на оправке в контейнере с зафиксированной протяжной матрицей, и осуществляют выдавливание металла заготовки в зазор между коническими рабочими поверхностями оправки и протяжной матрицы с получением стакана, после чего протяжную матрицу освобождают от фиксации и осуществляют протягивание выдавленной части заготовки на оправке под действием протяжной матрицы при неподвижном пуансоне с уменьшением толщины стенок стакана и увеличением длины изделия, причем зазор между коническими рабочими поверхностями протяжной матрицы и оправки устанавливают равным сумме толщин стенки полого изделия и слоя металла заготовки, требуемого для увеличения ее длины при протяжке.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117538A RU2686704C1 (ru) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Способ изготовления длинноосных изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117538A RU2686704C1 (ru) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Способ изготовления длинноосных изделий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2686704C1 true RU2686704C1 (ru) | 2019-04-30 |
Family
ID=66430526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018117538A RU2686704C1 (ru) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Способ изготовления длинноосных изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2686704C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4296536A (en) * | 1980-07-25 | 1981-10-27 | Reagent Chemical And Research, Inc. | Method of manufacturing cartridge cases |
RU2025190C1 (ru) * | 1992-04-10 | 1994-12-30 | Тульское отраслевое конструкторско-технологическое бюро "Ротор" | Способ получения деталей типа "стакан" |
RU2370336C2 (ru) * | 2007-07-10 | 2009-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Завод имени Серго" | Способ изготовления полых деталей |
RU2422237C1 (ru) * | 2009-12-23 | 2011-06-27 | Юрий Павлович Катрич | Способ получения изделий типа втулок |
-
2018
- 2018-05-11 RU RU2018117538A patent/RU2686704C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4296536A (en) * | 1980-07-25 | 1981-10-27 | Reagent Chemical And Research, Inc. | Method of manufacturing cartridge cases |
RU2025190C1 (ru) * | 1992-04-10 | 1994-12-30 | Тульское отраслевое конструкторско-технологическое бюро "Ротор" | Способ получения деталей типа "стакан" |
RU2370336C2 (ru) * | 2007-07-10 | 2009-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Завод имени Серго" | Способ изготовления полых деталей |
RU2422237C1 (ru) * | 2009-12-23 | 2011-06-27 | Юрий Павлович Катрич | Способ получения изделий типа втулок |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101422861A (zh) | 一种异形深孔类零件的精密成形方法 | |
Sergey et al. | Influence of combined process “rolling-pressing” on microstructure and mechanical properties of copper | |
CN2690068Y (zh) | 等通道转角挤压制备超细晶粒管材的装置 | |
CA2443374A1 (en) | Method of fabricating workpieces with fine-grained structure | |
RU2329108C2 (ru) | Способ прессования металлов и устройство для его осуществления | |
RU2491147C2 (ru) | Способ получения поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов, имеющих горловину и сферическую часть | |
RU2686704C1 (ru) | Способ изготовления длинноосных изделий | |
RU2451569C2 (ru) | Способ объемного выдавливания деталей типа стакана концентричным угловым прессованием на горизонтальном экструзионном гидравлическом прессе | |
EP4370258A1 (en) | Apparatus and method for extruding wide profiles | |
RU2352417C2 (ru) | Способ прессования профилей и матрица для реализации данного способа | |
CN111014552B (zh) | 长轴类锻件的制坯方法及其模具 | |
RU2539799C2 (ru) | Способ производства тонкостенных труб повышенной точности из легированных деформационно-упрочняемых сплавов на медной основе | |
RU2657274C1 (ru) | Способ пластического структурообразования цилиндрических мерных заготовок | |
RU2645814C1 (ru) | Способ изготовления длинноосных изделий типа стержня с утолщением | |
RU2313412C2 (ru) | Способ получения точных труб большого диаметра из алюминиевых сплавов и изделие, полученное этим способом | |
RU2605875C1 (ru) | Способ изготовления длинномерных полых изделий | |
Labanova et al. | Production of extremely deep sleeves by backward cold extrusion | |
RU2707456C1 (ru) | Способ и устройство для получения оболочки с переменной толщиной стенки по высоте | |
RU2650474C2 (ru) | Способ изготовления бесшовных труб из цилиндрических заготовок из труднодеформируемых металлов и сплавов | |
Kliber | Advanced forming technology | |
RU2245211C2 (ru) | Способ горячей штамповки фланца со втулкой | |
RU2721253C1 (ru) | Способ изготовления длинномерных пустотелых изделий и устройство для его реализации | |
RU2476288C2 (ru) | Способ волочения заготовок | |
RU2519078C1 (ru) | Способ совмещенного литья, прокатки и прессования и устройство для его реализации | |
RU2502574C2 (ru) | Способ штамповки сильфонов из трубных заготовок |