RU2721253C1 - Method for manufacture of long hollow articles and device for its implementation - Google Patents
Method for manufacture of long hollow articles and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721253C1 RU2721253C1 RU2019128279A RU2019128279A RU2721253C1 RU 2721253 C1 RU2721253 C1 RU 2721253C1 RU 2019128279 A RU2019128279 A RU 2019128279A RU 2019128279 A RU2019128279 A RU 2019128279A RU 2721253 C1 RU2721253 C1 RU 2721253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rollers
- workpiece
- piercing
- firmware
- rolling
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B17/00—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
- B21B17/02—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Заявляемая группа изобретений относится к области обработки металлов и материалов давлением при изготовлении длинномерных пустотелых изделий типа стаканов и втулок, и может быть использована в различных отраслях промышленности, в том числе, при изготовлении многоплунжерных гидроцилиндров, амортизаторов автомобилей, пневмоцилиндров, стволов минометов и других изделий аналогичного назначения.The claimed group of inventions relates to the field of metal and material processing in the manufacture of long hollow products such as cups and bushings, and can be used in various industries, including the manufacture of multi-plunger hydraulic cylinders, automobile shock absorbers, pneumatic cylinders, mortar barrels and other similar products destination.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известен способ изготовления длинномерных изделий в промышленности на гидравлических прессах горячей деформацией обратным выдавливанием с последующей вытяжкой с утонением стенки изделия через кольца или закрытые ролики. («Ковка и штамповка» Справочник том 2, Москва, Машиностроение, 1986 г. стр. 213-215, рис 1-4).The prior art method for the manufacture of long products in industry on hydraulic presses by hot deformation by reverse extrusion, followed by drawing with thinning of the product wall through rings or closed rollers. (“Forging and stamping”,
Данный способ является многопереходным и, как следствие, технологически сложным. Кроме того, при реализации выдавливания на прошивень оказываются значительные давления, что снижает его стойкость и надежность способа.This method is multi-junction and, as a result, technologically complex. In addition, when implementing extrusion, considerable pressure is exerted on the piercing, which reduces its stability and reliability of the method.
Известен также способ изготовления изделий аналогичного назначения, состоящий в обратном выдавливании пустотелого изделия из неподвижной прутковой заготовки, установленной на упоре торцем противоположно прошивню, в пустотелой подвижной матрице. Выдавливание осуществляют навстречу движению прошивня пресса с обеспечением движения стенок матрицы со скоростью движения материала или с превышением скорости движения матрицы относительно материала. («Штамповка с кручением» МГИУ Субич В.Н. и др., Москва 2008 г., стр. 47-48; «Наукоемкие технологии в машиностроении» Москва, Машиностроение, 2012 г., стр. 72-74).There is also known a method of manufacturing products for a similar purpose, consisting in the reverse extrusion of a hollow product from a fixed bar stock, mounted on an abutment with an end face opposite to the piercing, in a hollow movable matrix. The extrusion is carried out towards the movement of the press piercing with the movement of the matrix walls with the speed of the material or with an excess of the speed of the matrix relative to the material. (“Stamping with torsion”, MGIU Subich VN et al., Moscow 2008, pp. 47-48; “High-tech technologies in mechanical engineering” Moscow, Mechanical Engineering, 2012, pp. 72-74).
Данная схема деформации представляет собой выдавливание с активными силами трения. Оно вызывает сдвиговые деформации в зоне пластической деформации и снижает усилие деформирования. Получаемое изделие имеет мелкодисперсную структуру.This deformation scheme is an extrusion with active friction forces. It causes shear deformation in the plastic deformation zone and reduces the deformation force. The resulting product has a finely divided structure.
Недостатки данного способа обусловлены недостатками устройства, его реализующего - подвижный прошивень закреплен на значительном удалении от зоны начала деформации обрабатываемого материала, в результате чего любая неравномерность нагрева, неравномерность структуры заготовки приводят к разнотолщинности стенок получаемого изделия при его большой длине.The disadvantages of this method are due to the shortcomings of the device that implements it - the movable firmware is fixed at a considerable distance from the zone of the onset of deformation of the processed material, as a result of which any unevenness of heating, unevenness of the workpiece structure leads to the thickness variation of the walls of the obtained product with its long length.
Из уровня техники (патент US 4052874) известен способ получения цилиндрического металлического трубчатого тела прокаткой многогранной заготовки через направляющую втулку пресс-валкового прошивного стана, в соответствии с которым валками прошивного стана прокатывают передний конец заготовки до контакта центральной части переднего конца заготовки с наконечником прошивня для предотвращения изгиба заготовки силой прессования и поддержания оси заготовки на центральной линии прохода; после чего передний конец заготовки приводят в контакт с прошивнем пресс-валкового прошивного стана для начала операции прошивки по осевой линии калибра. Таким образом осуществляют одновременную прокатку заготовки неподвижными вращающимися валками с прошивкой внутреннего отверстия неподвижным прошивнем. Заготовку центрируют по оси за счет деформации обжатием углов заготовки и течении при этом материала заготовки вдоль оси и получении при этом лунки в торце заготовки.The prior art (US Pat. No. 4,052,874) discloses a method for producing a cylindrical metal tubular body by rolling a multifaceted workpiece through the guide sleeve of a press-roll piercing mill, in accordance with which the piercing mill rolls roll the front end of the workpiece until the central part of the front end of the workpiece contacts the piercing tip to prevent bending the workpiece by pressing force and maintaining the axis of the workpiece on the center line of the passage; after which the front end of the workpiece is brought into contact with the piercing of the press roll piercing mill to start the firmware operation along the center line of the caliber. Thus, simultaneous rolling of the workpiece by stationary rotating rolls with the firmware of the inner hole fixed by piercing is carried out. The workpiece is centered along the axis due to deformation by compression of the corners of the workpiece and the flow of the material of the workpiece along the axis and the receipt of holes in the end face of the workpiece.
Недостатком известного способа является неподвижность прошивня и валков относительно друг друга, силы трения на прошивне пассивны, при этом для получения изделия применен процесс заполняющей прошивки, что приводит к увеличению длины хода прошивня и, как следствие, увеличению трудоемкости получения изделия с ограничением его длины.The disadvantage of this method is the immobility of the firmware and the rolls relative to each other, the friction forces on the firmware are passive, and the filling firmware process is used to obtain the product, which leads to an increase in the stroke length of the firmware and, as a result, an increase in the complexity of obtaining the product with a limitation of its length.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство, а также способ его использования, раскрытые в публикации US 3391561. Устройство для изготовления цилиндрического трубчатого изделия содержит пару приводных калиброванных валков, образующих кольцевой калибр, прошивень с коническим концом, оправочный блок на выходном конце калибра, поддерживающий прошивень в центре калибра, средства, взаимодействующие с задним концом указанной заготовки для продавливания заготовки вперед по указанному прошивню и справочному блоку при прокатке заготовки в цилиндрическую форму в указанном калибре. При прокатке цилиндрическую трубчатую заготовку перемещают вдоль оправочного блока.The closest in technical essence to the claimed invention is a device, as well as a method for its use, disclosed in publication US 3391561. A device for manufacturing a cylindrical tubular product contains a pair of calibrated drive rolls forming an annular caliber, piercing with a tapered end, a mandrel block at the output end of the caliber supporting the firmware in the center of the caliber, means interacting with the rear end of the specified workpiece for forcing the workpiece forward on the specified firmware and reference block when rolling the workpiece into a cylindrical shape in the specified caliber. When rolling, a cylindrical tubular billet is moved along the mandrel block.
Недостатки известного способа и устройства аналогичны недостаткам решения, раскрытого выше. Отсутствие перемещения валков и прошивня друг относительно друга ведет к снижению эффективности работы устройства ввиду отсутствия активных сил трения на прошивне, а также позволяет получать изделия только ограниченной длины (блюмсы), при этом при реализации способа удлинения изделия практически не происходит.Для устранения разнотолщинности стенок при реализации данного способа в заготовке предварительно изготавливают направляющие лунки для прошивня и толкателя заготовки, что удлиняет технологический процесс изготовления изделия, а также создает дополнительные технологические трудности. Для получения изделия применен процесс заполняющей прошивки, что приводит к увеличению длины хода прошивня и увеличению трудоемкости получения изделия.The disadvantages of the known method and device are similar to the disadvantages of the solution disclosed above. The lack of movement of the rolls and the piercing relative to each other leads to a decrease in the efficiency of the device due to the lack of active friction forces on the piercing, and also allows to obtain products of only a limited length (blooms), while the method of elongation of the product practically does not occur. To eliminate the wall thickness when the implementation of this method in the workpiece pre-made guide holes for piercing and the pusher of the workpiece, which lengthens the manufacturing process of the product, and also creates additional technological difficulties. To obtain the product, the filling firmware process was applied, which leads to an increase in the firmware stroke length and an increase in the complexity of obtaining the product.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в необходимости преодоления недостатков, присущих аналогам и прототипу за счет создания способа изготовления длинномерных пустотелых изделий, а также устройства для его реализации, обеспечивающих возможность получения изделий любой длины при сокращении временных затрат и повышении технологичности способа.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed, is the need to overcome the disadvantages inherent in analogues and prototype by creating a method for manufacturing long hollow products, as well as a device for its implementation, providing the possibility of obtaining products of any length while reducing time costs and increasing the manufacturability of the method .
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения заключается в обеспечении снижения прикладываемого для деформирования заготовки усилия за счет обеспечения в зоне пластической деформации сдвиговых деформаций, обусловленных наличием активных сил трения. Техническое преимущество заявляемого изобретения выражается, в том числе, в повышении прочностных свойств изделия за счет формирования его мелкодисперсной структуры. Заявляемый способ за счет использования обратного выдавливания сдвигом характеризуется значительно меньшим по сравнению с прототипом ходом прошивня, что значительно повышает его эффективность и технологичность. Заявляемый способ также обеспечивает возможность изготовления пустотелых изделий не только из многогранных заготовок, но и из любого проката, позволяет получать изделия с профилем соответствующего примененного проката за счет использования процесса обратного выдавливания сдвигом вместо процесса открытой прошивки.The technical result achieved when using the claimed invention is to reduce the applied force for deformation of the workpiece by providing shear deformations in the plastic deformation zone due to the presence of active friction forces. The technical advantage of the claimed invention is expressed, inter alia, in increasing the strength properties of the product due to the formation of its finely divided structure. The inventive method due to the use of reverse extrusion by a shift is characterized by a significantly smaller firmware stroke compared to the prototype, which significantly increases its efficiency and manufacturability. The inventive method also provides the possibility of manufacturing hollow products not only from multifaceted workpieces, but also from any rolled product, allows you to get products with the profile of the corresponding rolled products through the use of backward extrusion shear instead of the open firmware process.
Заявляемый технический результат достигается тем, в способе изготовления длинномерных пустотелых изделий, включающем размещение металлической заготовки в прокатном стане с прошивнем, центрирование заготовки относительно контактного торца прошивня с получением центрального углубления в контактном торце заготовки, обжатие переднего края заготовки вращающимися роликами и прокатку заготовки с прошивкой центрального сквозного отверстия, согласно техническому решению, при размещении заготовки в прокатном стане один ее торец фиксируют относительно оси прошивня в упоре прокатного стана, после чего обжимают ее противоположный контактный торец, по меньшей мере, двумя роликами прокатного стана, установленными с зазором друг относительно друга с возможностью одновременного вращения и поступательного перемещения, углубление в контактном торце заготовки формируют посредством одновременного поступательного движения конического контактного торца прошивня и вращательного движения прижатых к заготовке роликов, до достижения контактным торцом прошивня уровня общей центральной секущей плоскости роликов, при этом при прокатке изделия обеспечивают одновременное сонаправленное поступательное перемещение равномерно вращающихся прижатых к заготовке роликов и прошивня в направлении зафиксированного торца заготовки до его достижения или до достижения заранее заданного расстояния до упора, затем ходом прошивня с изделием производят калибровку изделия роликами, после чего ролики разжимают и обратным ходом удаляют прошивень из полученного изделия. Ролики вращаются в направлении навстречу движению прошивня. Заготовка может быть многослойной, состоящей, по меньшей мере, из двух слоев различных материалов. Ролики могут быть размещены с зазором, обеспечивающим при прокатке по поверхности заготовки продольных ребер жесткости. Радиус роликов выбран с превышением радиусного размера конической головки прошивня не более, чем в 5 раз. Дополнительно при прокатке может быть осуществлено поступательное перемещение упора с зафиксированным в нем торцом заготовки навстречу движению прошивня и роликов. Также, при прокатке может быть использован дополнительный комплект роликов большего или меньшего диаметра для получения изделия переменного диаметра. Заготовка может быть предварительно нагрета до 900-1200°С.The claimed technical result is achieved by the method of manufacturing long hollow products, including placing a metal billet in a rolling mill with a piercing, centering the workpiece relative to the contact end of the piercing to obtain a Central recess in the contact end of the workpiece, compressing the front edge of the workpiece with rotating rollers and rolling the workpiece with piercing the central a through hole, according to the technical solution, when placing a workpiece in a rolling mill, one end face is fixed relative to the piercing axis in the stop of the rolling mill, then its opposite contact end is pressed with at least two rollers of the rolling mill, which are installed with a gap relative to each other with the possibility simultaneous rotation and translational movement, a recess in the contact end face of the workpiece is formed by simultaneous translational movement of the conical contact end face piercing and rotational motion pressed to the workpiece p olikov, until the contact end reaches the piercing level of the common central secant plane of the rollers, while rolling the product provide simultaneous co-directional translational movement of the rollers pressed uniformly against the workpiece and piercing in the direction of the fixed end of the workpiece until it reaches or before a predetermined distance to the stop is reached, then During the firmware upgrade process, the product is calibrated with the rollers, after which the rollers are unclenched and the firmware is removed from the resulting product in reverse. The rollers rotate in the direction towards the firmware. The preform may be multilayer, consisting of at least two layers of different materials. The rollers can be placed with a gap that ensures longitudinal stiffeners when rolling along the surface of the workpiece. The radius of the rollers is selected with an excess of the radius size of the conical head firmware no more than 5 times. In addition, during rolling, the stop can be moved forward with the end face of the workpiece fixed in it towards the movement of the piercing and rollers. Also, during rolling, an additional set of rollers of a larger or smaller diameter can be used to obtain a product of variable diameter. The preform can be preheated to 900-1200 ° C.
Технический результат также достигается тем, что устройство для изготовления длинномерных пустотелых изделий, представляющее собой прокатный стан, снабженный роликами, установленными с зазором друг относительно друга с возможностью вращения и обеспечивающими прокатку изделия и прошивнем, обеспечивающим формообразование стенок получаемого при прокатке изделия, согласно техническому решению, снабжено корпусом, с одной стороны которого размещен упор для фиксации торца заготовки, а с противоположной стороны размещен подвижный блок, включающий прошивень, установленный в направляющей втулке с возможностью поступательного перемещения вдоль оси прокатного стана и снабженный гидроцилиндром, приводящим его в движение, и ролики прокатного стана, снабженные гидроцилиндрами, приводящими их в движение, и установленные с возможностью поступательного перемещения вдоль оси прокатного стана. Упор установлен с возможностью перемещения навстречу движению прошивня. Ролики установлены с зазором, равным толщине ребра жесткости получаемого изделия. Ролики могут быть снабжены дополнительным приводом, обеспечивающим изменение скорости вращения роликов. Это могут быть серводвигатели на осях роликов, расположенные на корпусе стана (на фигурах не показаны).The technical result is also achieved by the fact that the device for the manufacture of long hollow products, which is a rolling mill, equipped with rollers mounted with a gap relative to each other with the possibility of rotation and providing rolling of the product and piercing, providing the shaping of the walls obtained during rolling of the product, according to the technical solution, equipped with a housing, on one side of which there is an abutment for fixing the end face of the workpiece, and on the opposite side there is a movable unit including a firmware installed in the guide sleeve with the possibility of translational movement along the axis of the rolling mill and equipped with a hydraulic cylinder that drives it, and rollers of the rolling mill equipped with hydraulic cylinders, driving them, and installed with the possibility of translational movement along the axis of the rolling mill. The emphasis is installed with the ability to move towards the firmware. The rollers are installed with a gap equal to the thickness of the stiffener of the resulting product. The rollers can be equipped with an additional drive, providing a change in the speed of rotation of the rollers. It can be servomotors on the axes of the rollers located on the mill body (not shown in the figures).
Технический результат достигается тем, что с целью создания условий для получения сдвиговых деформаций в очаге деформации и за счет этого снижения усилия деформации прошивка и прокатка заготовки производится по неподвижной заготовке совместным сонаправленным поступательным движением пуансона и вращающихся роликов.The technical result is achieved by the fact that in order to create conditions for shear deformations in the deformation zone and due to this reduction in the deformation force, the workpiece is flashed and rolled on a fixed workpiece by joint co-directional translational motion of the punch and the rotating rollers.
Заявляемое техническое решение основано на использовании активных сил трения, образующихся при совместном однонаправленном поступательном перемещении вращающихся роликов (валков) и прошивня. Такая комбинация вращательного и поступательного движения, а также предварительное расположение контактного торца прошивня на уровне общей центральной секущей плоскости оси роликов создают в заготовке разнонаправленное движение ее материала, что приводит к сдвиговым деформациям в зернах материала заготовки, и способствует снижению усилия деформирования и формированию мелкодисперсной структуры получаемого изделия.The claimed technical solution is based on the use of active friction forces generated by the joint unidirectional translational movement of the rotating rollers (rolls) and piercing. Such a combination of rotational and translational motion, as well as a preliminary location of the piercing contact end at the level of the common central cutting plane of the axis of the rollers create a multidirectional movement of its material in the workpiece, which leads to shear deformations in the grains of the workpiece material, and helps to reduce the deformation force and the formation of a finely divided structure products.
В заявляемом способе, в отличие от известных аналогов, прошивень подвижен и создает активные силы трения в материале, противоположные по направлению активным силам трения, созданными замкнутыми вращающимися роликами. Материал заготовки после контакта с роликами и прошивнем поднимается по прошивню в направляющей втулке, в результате чего формируются стенки пустотелого изделия. Устранение конусности, сформированной в контактном торце заготовки в начале реализации способа, осуществляют дальнейшим движением прошивня при калибровке изделия через закрытые ролики до выхода торца готового изделия из роликов.In the inventive method, unlike the known analogues, the firmware is movable and creates active friction forces in the material, opposite in direction to the active friction forces created by closed rotating rollers. The workpiece material, after contact with the rollers and the piercing, rises along the piercing in the guide sleeve, as a result of which the walls of the hollow product are formed. Elimination of the taper formed in the contact end face of the workpiece at the beginning of the implementation of the method is carried out by further stitching during calibration of the product through closed rollers until the end of the finished product leaves the rollers.
Замкнутые ролики могут иметь принудительное, регулируемое по скорости вращение навстречу движению пуансона (прошивня), что обеспечивает дополнительное снижение усилия деформирования. («Штамповка с кручением» МГИУ, Субич В.Н. и др., Москва 2008 г., стр. 47). Для этого на корпусе стана устанавливают дополнительно электродвигатели с изменением оборотов, приводящие во вращение оси роликов (на фиг. не показано).Closed rollers can have a forced, speed-controlled rotation to meet the movement of the punch (firmware), which provides an additional reduction in the deformation force. (“Stamping with torsion”, MGIU, Subich V.N. et al., Moscow 2008, p. 47). For this, electric motors with a change in revolutions are installed on the mill body, leading to the rotation of the axis of the rollers (not shown in Fig.).
Снижение усилия обеспечивает снижение требования к смазкам для реализации способа и для повышения эффекта сдвиговых деформаций возможно осуществление процесса без смазки и даже деформация с нанесением на поверхности прошивня и замкнутых роликов, например, твердого сплава, повышающего коэффициент трения.Reducing the force reduces the lubricant requirements for implementing the method and to increase the effect of shear deformations, it is possible to carry out the process without lubrication and even deformation with the application of piercing and closed rollers, for example, a hard alloy that increases the coefficient of friction.
Сущность заявляемого изобретения поясняется следующими чертежами, где схематично представлены отдельные этапы реализации заявляемого способа и схематичное исполнение основных узлов заявляемого устройства.The essence of the invention is illustrated by the following drawings, which schematically represent the individual stages of the implementation of the proposed method and a schematic representation of the main components of the claimed device.
Так,So,
на фиг. 1 представлено исходное состояние основных узлов устройства,in FIG. 1 shows the initial state of the main nodes of the device,
на фиг. 2 представлен этап способа в момент времени, соответствующий формированию конусного углубления в торце заготовки; А-А разрез - вид сверху;in FIG. 2 shows a method step at a time corresponding to the formation of a conical recess in the end face of the workpiece; AA section - top view;
на фиг. 3 представлен этап способа в момент времени окончания прошивки и прокатки заготовки;in FIG. 3 shows a method step at the time the firmware is finished and the workpiece is rolled;
на фиг. 4 показано встречное движение материала, создаваемое роликами и прошивнем при их движении;in FIG. 4 shows the oncoming movement of the material created by the rollers and piercing during their movement;
на фиг. 5 представлен этап способа в момент времени, соответствующий получению готового изделия;in FIG. 5 shows a method step at a time corresponding to the receipt of a finished product;
на фиг. 6 представлено устройство готовое к приему новой заготовки.in FIG. 6 shows a device ready to receive a new blank.
на фиг. 7 представлены вариант выполнения устройства с двумя комплектами роликов;in FIG. 7 shows an embodiment of a device with two sets of rollers;
на фиг. 8 показано изделие в форме стакана, полученное в устройстве при одном комплекте закрытых роликов;in FIG. 8 shows a glass-shaped product obtained in a device with one set of closed rollers;
на фиг. 9 справа показана не прошитая до конца заготовка, слева прошитая с поворотом на 180° заготовка, полученное при этом трубное изделие;in FIG. 9 on the right shows the blank not completely stitched, the blank on the left, stitched with rotation through 180 °, the resulting tubular product;
на фиг. 10 показана не прошитая часть заготовки (правая часть рисунка) которая может быть использована для получения, например, фланца (левая часть рисунка);in FIG. 10 shows the non-stitched part of the workpiece (right side of the figure) which can be used to obtain, for example, a flange (left side of the figure);
на фиг. 11 показано изделие с наружными ребрами, полученное при прокатке и прошивке в роликах с зазором между роликами. Закрытые ролики с зазором показаны ниже.in FIG. 11 shows a product with external ribs obtained by rolling and piercing in rollers with a gap between the rollers. Closed casters with clearance are shown below.
Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:
1. ролики1. rollers
2. прошивень2. firmware
3. направляющая втулка3. guide bush
4. станина прокатного стана4. bed of the rolling mill
5. упор5. emphasis
6. заготовка6. blank
7. съемник7. puller
8. готовое изделие8. finished product
9. окно подачи заготовки9. blank feed window
10. овальный паз вилки10. oval groove forks
11. корпус устройства11. device enclosure
12. верхняя плита12. top plate
13. гидроцилиндр прошивня13. hydraulic cylinder firmware
14. гидроцилиндр ролика14. roller cylinder
15. вилка ролика15. roller fork
16. направляющая вилки16. fork guide
17. паз ролика17. roller groove
18. нижняя плита18. bottom plate
19. паз нижней плиты19. groove of the bottom plate
20. гидроцилиндр упора.20. hydraulic cylinder stop.
Осуществление изобретения.The implementation of the invention.
Устройство, с помощью которого может быть реализован заявляемый способ, представляет собой модифицированный прокатный стан, обеспечивающий возможность прокатки изделий любой длины. Устройство выполнено в виде корпуса, например, сварного корпуса 11 с плитами 12 и 18 (фиг. 1). На плите 12 по оси устройства установлен гидроцилиндр 13, на поршне которого закреплен прошивень 2. На противоположной плите 18 по оси устройства установлен упор 5, являющимся штоком гидроцилиндра 20. Упор 5 с гидроцилиндром 20 установлены с возможностью перемещения в пазу 19 плиты 18. Для подачи заготовки 6 в устройство в корпусе имеется окно 9. Внутри корпуса по оси его установлена станина 4, в которой с возможностью движения по оси устройства расположена втулка 3 с прошивнем 2 внутри нее. В пазах 17 устройства на осях расположены ролики 1 с профилем на наружной поверхности, формирующим профиль наружной поверхности прокатываемого изделия 8. Количество роликов определяется требованиями к изготавливаемому изделию и может составлять от 2 и более штук и может быть изменено при необходимости. Ролики установлены с возможностью перемещения в пазах 17 станины 4 и направляющих 16. Внутри корпуса устройства на станине 4 и плите 12 установлены гидроцилиндры 14 с вилками 15 (количество гидроцилиндров обусловлено количеством роликов, соответственно). В овальных отверстиях 10 вилок 15 расположены оси роликов 1. Вилки 15 жестко направлены при движении между станиной 4 и направляющими 16. Отверстия в вилках 15 имеют пазы. За счет овального выполнения пазов 10 ролики имеют возможность сближаться к оси устройства, деформируя заготовку 6.The device with which the inventive method can be implemented is a modified rolling mill that allows rolling products of any length. The device is made in the form of a housing, for example, a welded housing 11 with
Заявляемый способ изготовления длинномерного пустотелого изделия осуществляют следующим образом. При этом способ может быть осуществлен как с использованием описанного выше устройства, так и с использованием другого прокатного стана.The inventive method of manufacturing a long hollow product is as follows. In this case, the method can be carried out using both the device described above and using another rolling mill.
В качестве заготовки, из которой может быть получено длинномерное изделие, может быть использован металлический пруток, например, из стали, меди, алюминия. Длина прутка заготовки определяется размерами конечного получаемого изделия (его длина, диаметр, толщина, наличие ребер жесткости), и является заранее определяемой величиной. Так, например, для получения цилиндра с внутренним диаметром 25 мм и наружным диаметром 33,7 мм и длиной 900 мм в заявляемом способе в качестве заготовки используют пруток из стали 08 кп диметром 40 мм и длиной 300 мм. Заготовка также может быть многослойной, состоящей из нескольких материалов.As a workpiece from which a long product can be obtained, a metal bar can be used, for example, from steel, copper, aluminum. The length of the bar of the workpiece is determined by the size of the final product (its length, diameter, thickness, the presence of stiffeners), and is a predetermined value. So, for example, to obtain a cylinder with an inner diameter of 25 mm and an outer diameter of 33.7 mm and a length of 900 mm in the present method, a rod of 08 kp steel with a diameter of 40 mm and a length of 300 mm is used as a billet. The blank can also be multi-layered, consisting of several materials.
Заготовку 6 устанавливают на упор 5 прокатного стана, введя ее между раскрытыми роликами 1. На фиг. 1 (левая часть рисунка) представлена исходная заготовка, установленная на упор 5 между раскрытыми роликами 1 в отверстие станины 4, а также прошивень 2, установленный в направляющей втулке 3, и закрепленный в прокатном стане на поршне гидроцилиндра 13. Торец заготовки 6, противоположный контактному торцу, размещенному в роликах, фиксируют на упоре. Ролики прижимают к заготовке 6. Включают гидроцилиндр, обеспечивающий движение прошивня, который начинает поступательное движение вместе с роликами, внедряясь в контактный торец заготовки. Прошивень движется до общей осевой секущей плоскости роликов, формируя в контактном торце заготовки коническое углубление. На фиг. 2 и фиг. 4 представлена обжатая заготовка в момент образования на контактном торце заготовки конусного углубления, начало вращения и движения роликов вместе с продолжающимся движением прошивня. Стрелками показано движение прошивня, направление вращения роликов и их движение вместе с прошивнем.The blank 6 is mounted on the stop 5 of the rolling mill, introducing it between the
На следующем этапе ролики приводят во вращение по направлению к направляющей втулке с прошивнем. Далее осуществляют прокатку вращением роликов по поверхности заготовки и обеспечивают одновременное сонаправленное поступательное перемещение комплекта равномерно вращающихся роликов и прошивня в направлении зафиксированного торца заготовки до его достижения или до достижения заранее заданного расстояния до торца заготовки. Расстояние это определяется необходимым объемом материала для получения размеров головной части получаемого изделия. При получении изделия в виде трубы прокатку осуществляют до упора. Одновременно с вращением ролики перемещают поступательно вдоль по заготовке. Одновременно с поступательным перемещением роликов продолжают поступательное движение прошивня с той же скоростью. Ролики катятся по заготовке, выталкивая материал заготовки вверх против движения прошивня (фиг. 4). Стрелками на фиг. 4 показано встречное движение материала заготовки 6 в зоне деформации, созданное поверхностями прошивня и роликов, которые образуют в материале заготовки сдвиговые деформации, приводящие к снижению усилия деформирования, образованию мелкодисперсной структуры в стенках изделия. Выдавливание с активными силами трения может осуществляться в холодном и горячем состоянии, при этом наибольшее снижение деформирующей силы достигается при горячем выдавливании без применения смазки т.е. при предельных величинах контактного трения (Штамповка с кручением» МГИУ Субич и др. Москва 2008 г. стр. 47). Материал заготовки 6 поднимается по прошивню 2 вверх. В то же время, поскольку прошивень установлен в направляющей втулке, материал заготовки поднимается в цилиндре, образованном направляющей втулкой и прошивнем, в результате чего формируются внешние и внутренние стенки получаемого изделия.At the next stage, the rollers are rotated towards the guide sleeve with piercing. Next, rolling is carried out by rotating the rollers on the surface of the workpiece and provide simultaneous co-directional translational movement of a set of uniformly rotating rollers and piercing in the direction of the fixed end of the workpiece until it is reached or until a predetermined distance to the end face of the workpiece is reached. This distance is determined by the required volume of material to obtain the dimensions of the head of the resulting product. Upon receipt of the product in the form of a pipe, rolling is carried out to the stop. Simultaneously with the rotation, the rollers move forward along the workpiece. Simultaneously with the translational movement of the rollers, the firmware continues to translate at the same speed. The rollers roll along the workpiece, pushing the workpiece material up against the piercing movement (Fig. 4). The arrows in FIG. 4 shows the oncoming movement of the
При достижении прошивнем торца заготовки или заданного расстояния до торца ролики отключают, разжимают, и полученное изделие 8 прокатывают движением прошивня 2 через отключенные ролики 1 и калибруют в них. При этом калибруют под диаметр изделия 8 и конусную часть изделия 8 (фиг. 5). Возможно также проведение калибровочной операция и при обратном вращении роликов 1 при отключенном прошивне 2.When reaching the end face of the workpiece or the specified distance to the end face, the rollers are turned off, unclenched, and the resulting
Изделие 8 выводят за ролики и съемником 7 охватывают прошивень 2. Далее обратным ходом прошивня 2 снимают изделие 8 с прошивня 2 и удаляют изделие из устройства. Устройство готово к приему следующей заготовки (фиг. 6).The
Возможно получение изделия со ступенчатой наружной поверхностью (изделие переменного диаметра). Для этого при прокатке заготовки используют дополнительный комплект замкнутых роликов, расположенных последовательно за первым комплектом роликов и имеющими иной (больший или меньший) диаметр, соответствующий диаметру изделия (фиг. 7). На фиг. 7 показано получение изделия с формированием изделия переменного диаметра, при этом формирование измененного диаметра достигается дальнейшим движением прошивня со вторым комплектом роликов.It is possible to obtain a product with a stepped outer surface (a product of variable diameter). To do this, when rolling the workpiece, an additional set of closed rollers is used, arranged sequentially behind the first set of rollers and having a different (larger or smaller) diameter corresponding to the diameter of the product (Fig. 7). In FIG. 7 shows the receipt of the product with the formation of the product of variable diameter, while the formation of the changed diameter is achieved by further movement of the firmware with the second set of rollers.
Возможно получение на устройстве изделия с ребрами жесткости по наружной поверхности изделия. Для этого устанавливают ролики в устройстве с зазором, равным размеру толщины ребра жесткости изделия. При сближении роликов материал изделия затекает в зазор между роликами и продолжает вытекать в зазор между роликами при движении роликов и прошивня в заготовке образую ребра жесткости изделия.It is possible to obtain on the device products with stiffeners along the outer surface of the product. To do this, set the rollers in the device with a gap equal to the size of the thickness of the stiffeners. When the rollers approach each other, the material of the product flows into the gap between the rollers and continues to flow into the gap between the rollers when the rollers move and the piercing in the workpiece forms the stiffeners of the product.
Заявляемое устройство для изготовления длинномерных пустотелых изделий работает следующим образом. Заготовку 6 подают в окно 9 устройства до оси устройства (фиг. 1 правая от оси часть). Гидроцилиндром 13 приводят в движение прошивень 2, установленный во втулке 3 и подают заготовку 6 между роликами 1 в отверстие станины 4 до упора 5 (фиг. 1 левая от оси часть). Заготовку фиксируют к упору. В момент касания прошивнем 2 торца заготовки 6 включаются гидроцилиндры 14, приводящие в движение ролики. Роликами 1 обжимают контактный торец заготовки 6 до диаметра готового изделия, образуют на торце заготовки совместно с прошивнем конусную воронку (фиг. 2 и разрез А-А). Дальнейшим совместным движением прошивня 2 и вращением и поступательным движением роликов 1 образуют стенки изделия, при этом втулка 3 поднимается по прошивню 2, а ролики одновременно с прошивнем поступательно перемещаются вдоль заготовки. Окончание процесса получения изделия 8 показано на фиг. 3. Далее упор 5 опускают и с гидроцилиндром 20 по пазу 19 в плите 18 отводят в сторону (фиг. 5). Прошивень 2 с прошитым изделием прокатывают в роликах, в результате чего калибруют изделие 8 и устраняют при прокатке конусную часть изделия, сформированную на начальном этапе. Съемником 7 при обратном ходе прошивня 2 снимают с него готовое изделие 8 (фиг. 5). Съемник 7 убирают, гидроцилиндр 20 с упором 5 возвращают в исходное положение на ось устройства, упор 5 устанавливают на нужную высоту. Вилками 15 гидроцилиндров 14 возвращают ролики 1 по направляющим 16 и станине 4 в исходное раскрытое положение роликов 1. Устройство готово к приему следующей заготовки (фиг. 6).The inventive device for the manufacture of long hollow products is as follows. The blank 6 is fed into the window 9 of the device to the axis of the device (Fig. 1, the right part from the axis). The
Для ускорения процесса получения изделия при прокатке дополнительно может быть осуществлено поступательное перемещение упора 5 с зафиксированным на нем торцом заготовки навстречу движению прошивня и роликов. Это сокращает время рабочего цикла, снижает трудоемкость получения изделия. Таким образом, обеспечивают взаимное встречно-направленное перемещение, с одной стороны - заготовки в упоре, а с другой стороны - прошивня и вращающихся роликов.To speed up the process of obtaining the product during rolling, an additional translational movement of the stop 5 can be carried out with the end face of the workpiece fixed on it towards the movement of the piercing and the rollers. This reduces the time of the working cycle, reduces the complexity of obtaining the product. Thus, they provide mutual counter-directional movement, on the one hand - blanks in focus, and on the other hand - piercing and rotating rollers.
Пример конкретного выполненияConcrete example
Заявляемый способ был реализован при изготовлении гидроцилиндра с внутренним диаметром 25 мм и наружным диаметром 37 мм и длиной 900 мм. В качестве заготовки использован пруток из стали 08кп диметром 40 мм и длиной 427 мм. Прокатку осуществляли с использованием пресса мощностью 400 тс в штампе. Ход прошивня при этом составил 416 мм. Скорость хода верхней плиты пресса составляла 2 мм/сек. Ролики в штампе установлены на верхней плите штампа и перемещались с аналогичной скоростью 2 мм/сек. Время получения изделия составило около 3,5 мин.The inventive method was implemented in the manufacture of a hydraulic cylinder with an inner diameter of 25 mm and an outer diameter of 37 mm and a length of 900 mm. A bar made of 08kp steel with a diameter of 40 mm and a length of 427 mm was used as a workpiece. Rolling was carried out using a press with a capacity of 400 tf in a die. The progress of the firmware was 416 mm. The speed of the upper press plate was 2 mm / s. The rollers in the stamp are mounted on the top plate of the stamp and moved at a similar speed of 2 mm / sec. The time to obtain the product was about 3.5 minutes.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019128279A RU2721253C1 (en) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | Method for manufacture of long hollow articles and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019128279A RU2721253C1 (en) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | Method for manufacture of long hollow articles and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2721253C1 true RU2721253C1 (en) | 2020-05-18 |
Family
ID=70735277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019128279A RU2721253C1 (en) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | Method for manufacture of long hollow articles and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2721253C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3391561A (en) * | 1963-07-04 | 1968-07-09 | Contubind S A | Process and apparatus for producing cylindrical tubular bodies from blooms |
| SU784743A3 (en) * | 1975-07-18 | 1980-11-30 | Ниппон Стил Корпорейшн (Фирма) | Method of longitudinal sewing |
-
2019
- 2019-09-09 RU RU2019128279A patent/RU2721253C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3391561A (en) * | 1963-07-04 | 1968-07-09 | Contubind S A | Process and apparatus for producing cylindrical tubular bodies from blooms |
| SU784743A3 (en) * | 1975-07-18 | 1980-11-30 | Ниппон Стил Корпорейшн (Фирма) | Method of longitudinal sewing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2721253C1 (en) | Method for manufacture of long hollow articles and device for its implementation | |
| US3977225A (en) | Forging method | |
| US20040016281A1 (en) | Method and device for the production of a workpiece with internal toothing, in particular a hollow wheel | |
| RU2354481C1 (en) | Bellow forming die | |
| Pale et al. | Recent developments in tooling, machines and research in cold forming of complex parts | |
| CN210045931U (en) | Closed die upsetting-extruding composite forming die | |
| US2142703A (en) | Method of and apparatus for extruding elongated solid and hollow metal shapes | |
| US3187402A (en) | Metal cartridge manufacture | |
| US8356396B2 (en) | Method for making threaded tube | |
| RU2686704C1 (en) | Method of producing long-axis articles | |
| RU2707456C1 (en) | Method and device for production of shell with variable wall thickness in height | |
| CN114535486B (en) | Forging forming method and die for unequal-thickness shell piece plate | |
| CN214517371U (en) | Pressurizing and upsetting die for variable-section and variable-diameter pipe | |
| US20230076653A1 (en) | Apparatus and process for producing blanks of rings or tubular members | |
| RU2457051C1 (en) | Method of rolling and forming hollow sections and device to this end | |
| RU2486980C1 (en) | Method of producing tubes from hardly-deformed metals | |
| SU940941A1 (en) | Method of producing articles and tool for performing same | |
| RU2639202C2 (en) | Method for drawing hollow cylindrical articles and drawing machine for its implementation | |
| RU2299104C1 (en) | Method for producing blanks of parts of lock used at drilling wells | |
| PL240863B1 (en) | Tools and method of extruding a step from a hollow shaft | |
| IT202000012046A1 (en) | APPARATUS AND PROCEDURE FOR CONSTRUCTING BLANKS OF AXIALLY HOLLOW PRISMATIC COMPONENTS OF STEEL, PARTICULARLY NUTS | |
| SU1159671A1 (en) | Method of tube extrusion | |
| JPS6228040A (en) | Extrusion molding method for gear wheel | |
| RU2611634C2 (en) | Piercer for compression blanks | |
| RU2296022C2 (en) | Tube production method |