SU1731375A1

SU1731375A1 - Способ изготовлени баллона

Info

Publication number: SU1731375A1
Application number: SU894697568A
Authority: SU
Inventors: Владимир Георгиевич Капорович
Original assignee: Краматорский Индустриальный Институт
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1992-05-07

Abstract

Использование: обработка металлов давлением. Сущность изобретени : трубчатую заготовку и горловину с крепежной частью устанавливают соосно. Конец трубчатой заготовки, обращенный к соедин емой части издели , нагревают и деформируют с образованием сферической части баллона с отверстием в виде усеченного конуса до соприкосновени кромок отверсти с меньшим основанием усеченного конуса крепежной части горловины. Затем кромки отверсти охлаждают до (0,26-0,32) температуры плавлени материала трубчатой заготовки . Затем осуществл ют осевое перемещение горловины с применением осевого усили до соприкосновени кромок отверсти с большим диаметром усеченного конуса крепежной части горловины. В процессе изготовлени издели трубчатой заготовке придают вращение, которое вместе с осевым усилием прекращают при оплавлении контактирующих поверхностей соедин емых частей издели . 1 табл., 5 ил.

Description

Изобретение относитс к области обработки металлов давлением и может быть применено в машиностроении.

Известен способ получени утолщени на концах трубы ковкой в подкладных штампах , который примен етс дл изготовлени горловин крупнолитражных баллонов.

Однако дл данного баллона характерны низка производительность и невозможность получени толстостенной горловины на тонкостенной заготовке.

Известен способ получени горловины обкаткой с увеличенным набором металла в последней путем получени сферического днища и последующей переформовкой сферического днища в горловину.

Однако получить толстостенную горловину на конце тонкостенной заготовки этим способом не удастс , так как увеличение

припуска на деформирование больше 0,85- 0,9 диаметра заготовки приводит к потере устойчивости сферы и к срезу металла.

Таким образом, технологические возможности известных способов получени набора металла на конце трубы ограничены, расширить границы получени утолщенных горловин на тонкостенных заготовок известными способами невозможно.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ соединени обжатой части трубы с готовой горловиной при помощи сварки, согласно которому трубчатую заготовку сближают до контакта с горловиной, прикладывают осевое усилие относительно продольной оси и производ т сварку.

Однако известный способ имеет недостатки . Приходитс выполн ть р д технологических операций с использованием

VI СО

«л

GJ vj

СЛ

различных видов оборудовани , что приводит к снижению производительности, к повышению трудоемкости изготовлени указанных деталей, к увеличению площадей , занимаемых оборудованием, а так же его стоимости.

Целью изобретени вл етс повышение производительности и экономичности.

Поставленна цель достигаетс за счет того, что одна из частей издели выполнена в виде трубчатой заготовки, а втора - в виде горловины с крепежной частью, представл ющей собой усеченный конус, большее основание которого обращено к горловине, после соосной установки двух частей издели конец трубчатой заготовки, обращенный к соедин емой части издели , нагревают и деформируют с образованием сферической части баллона с отверстием в виде усеченного конуса, вершина которого обращена в сторону, противоположную горловине , до соприкосновени кромок отверсти с меньшим основанием усеченного конуса крепежной части горловины, затем кромки отверсти охлаждают до (0,26-0,32) температуры плавлени материала трубчатой заготовки, после чего осуществл ют осевое перемещение горловины с крепежной частью с приложением осевого усили до соприкосновени кромок отверсти с большим диаметром усеченного конуса крепежной части горловины, при этом в процессе изготовлени издели трубчатой заготовке придают вращение, которое вместе с осевым усилием прекращают при оплавлении контактирующих поверхностей соедин емых частей издели .

Сочетание ротационной обкатки с при- каткой и соединением с готовой горловиной дает возможность получить цельное герметичное соединение при значительном снижении трудоемкости изготовлени , уменьшении стоимости оборудовани и занимаемых им площадей, за счет сокращени р да технологических операций, Создание определенного давлени при соединении деталей дает возможность получить качественное цельное изделие. Из техники известны приемы совмещени р да операций, например обкатки с отрезкой заготовки , обкатки с герметичной сваркой днища и др. Однако в данном случае проста прикатка свода к введенной горловине не обеспечивает ни прочность соединени , ни сварку деталей. Если обеспечить вращение одной детали относительно другой в режиме сварки трением, то сварка все равно не произойдет, так как на сопр гаемых поверхност х не будет обеспечено необходимое дл сварки трением давление оплавлени и давление проковки в св зи с тем, что после прикатки металл свода нагрет и находитс в пластическом состо нии с невысоким сопротивлением деформации.

Совмещение операций обкатки и сварки трением достигаетс после прикатки кромок свода к меньшему основанию конуса охлаждением кромок до (0,26-0,32) температуры плавлени материала и созданием

0 радиального давлени на контакте соедин емых деталей за счет расширени отверсти свода при осевом перемещении конусного участка горловины. Дл большинства чистых металлов температура (0,25-0,30) ТПл.

5 (и примерно на 10% выше дл сплавов) вл етс температурой возврата, т.е. температурой, при которой еще не наступает рекристаллизаци , но уже заметно снижение прочности и повышение пластич0 ности металла.

Целью подстуживани кромок (дл стали до 200-300°С) вл етс обеспечение прочности сформированного обкаткой участка перед сваркой трением. Если прочно5 сть металла у кромок будет снижена, то ее конусный участок при осевом перемещении горловины выполн ет пластическое расширение уже сформированного отверсти в своде. Сварка трением не будет обеспечена.

0 В св зи с этим подстуживание кромки должно обеспечить получение прочностных характеристик металла, близких к характеристикам холодного металла, а это будет обеспечено при подстуживании кромки до

5 Тподст. (0,26-0,32) Тпл..

На фиг,1 изображен прикатанный к меньшему основанию усеченного конуса горловины свод трубчатой заготовки перед расширением отверсти ; на фиг.2 - взаим0 ное расположение горловины и заготовки перед началом деформировани ; на фиг.З - стади прикатки свода заготовки к меньшему основанию усеченного конуса горловины; на фиг.4 - стади окончани процесса

5 после расширени отверсти в своде за счет осевой подачи конусной части горловины; на фиг,5 - схема постадийного получени баллона с горловиной.

В I стадии (исходное положение) заго0 товка 1, зажата в патроне 7 товарного станка , приводитс во вращение, инструмент 5 приводитс в поступательное движение в направлении, перпендикул рном плоскости чертежа, горловину 2 закрепл ют соосно с

5 заготовкой 1 в зажиме 6 и привод т в дви-, жение вдоль оси, ввод т внутрь заготовки.

Во II стадии заготовку деформируют инструментом 5 дл получени заданной формы вплоть до смыкани кромок с меньшим основанием (диаметром) конуса, после чего,

не прекраща вращени заготовки, прекращают ее формовку и подачу горловины 2 (инструмент имеет сложную форму, на схемах I и II стадий показаны его крайние сечени ).

В III стадии (подстуживание кромки свода ) к кольцевой зоне контакта горловины со сводом заготовки через спреерное кольцо 8 подвод т струю воды. Подачу воды прекращают после подстуживани кромки свода до температуры ниже температуры рекристаллизации (на практике сталь охлаждают до прекращени свечени металла, т.е. до черноты).

В IV стадии (сварка трением) заготовку 1 продолжают вращать, горловину 2 удерживают от вращени и медленно ввод т в расшир ющеес по мере плавлени кромок отверстие. Подачу горловины прекращают после того, как кромки заготовки охват т конус по большому диаметру. После оплавлени трущихс поверхностей заготовки и горловины вращение заготовки останавливают резким торможением шпиндел , При этом происходит сварка трением сопр гаемых деталей.

В У стадии зажим 6 освобождают от удержани горловины 2 и отвод т в исходное положение. Готовое изделие извлекают из шпиндел станка.

Способ изготовлени баллона заключаетс в том, что устанавливают соосно две части издели . Одна часть издели выполнена в виде трубчатой заготовки, а втора часть издели - в виде горловины с крепежной частью, представл ющей собой усеченный конус. Большее основание конуса обращено к горловине. Конец трубчатой заготовки , обращенный к соедин емой части издели , нагревают. Производ т деформацию с образованием сферической части баллона с отверстием в виде усеченного конуса . Вершина конуса обращена в сторону, противоположную горловине. Деформацию осуществл ют до соприкосновени кромок отверсти с меньшим основанием усеченного конуса крепежной части горловины. Кромки отверсти охлаждают до (0,26-0,32) температуры плавлени материала трубчатой заготовки. Осевое перемещение горловины с крепежной частью осуществл ют с приложением осевого усили до соприкосновени кромок отверсти с большим диаметром усеченного конуса крепежной части горловины. В процессе изготовлени издели трубчатой заготовке придают вращение , которое вместе с осевым усилием прекращают при оплавлении контактирующих поверхностей соедин емых частей издели .

Пример. Дл получени баллона дл сжатого газа с толстостенной горловиной, имеющей внутреннюю и наружную резьбы соответственно М 10x1 и М 20x1,5 и глуби- ной не менее 26 мм, использовали заготовки из труб 48x2 мм из стали 08X16Н6 и получен- ные токарной обработкой горловины из той же марки стали. Выточенные горловины имели чистовые размеры горловины балло0 на, т.е. уже имели резьбы М 10x1,0 и М 20x1,5 мм и прикатываемую часть в виде усеченного конуса с меньшим основанием dw 15 мм, большим de 20 мм и высотой h 30 мм. Обрабатываемый конец заготовки

5 нагревали с помощью кольцевого индуктора ТВЧ до температуры 1230°С.

Затем другой ее конец зажимали в патроне шпиндел токарного станка. Шпинделю сообщали вращение с частотой

0 480 об/мин. Заготовку обкатывали в направлении смыкани кромок до образовани свода. Вводили горловину в трубу. Обкатку трубы производили до соприкосновени кромок свода с меньшим основанием

5 конусного участка горловины. Кромки трубы охлаждали до (0,26-0,32) температуры плавлени материала трубчатой заготовки и подвигали внутрь трубы со скоростью около 1 мм/об, при этом по контуру соединение тру0 бы с горловиной создавалось давление, равное 22-43 МПа.

После оплавлени кромок сопр гаемых деталей у большого основани вращение заготовки и осевое усилие прекращали.

5 Применение предлагаемого способа дает возможность совместить технологические операции обкатки трубы со сваркой ее деформированного участка с закладной деталью , т.е. осуществить обкатку со сборкой

0 в виде неразъемного соединени , при минимальной трудоемкости техпроцесса и улучшении других технико-экономических показателей.

В таблице приведены основные опера5 ции и примен емое оборудование, обеспечивающие соединени трубчатой заготовки с горловиной.

Claims

Формула изобретени Способ изготовлени баллона, включа0 ющий соосную установку двух частей издели , поступательное осевое перемещение одной части издели до сближени и контактного взаимодействи с осевым усилием с поверхностью второй части издели , о т л и5 чающийс тем, что, с целью повышени производительности и экономичности, одна из частей издели выполнена в виде трубчатой заготовки, а втора - в виде горловины с крепежной частью, представл ющей собой усеченный конус, большее основание

которого обращено к горловине, после соос- ной установки двух частей издели конец трубчатой заготовки, обращенный к соедин емой части издели , нагревают и деформируют с образованием сферической части баллона с отверстием в виде усеченного конуса , вершина которого обращена в сторону , противоположную горловине, до соприкосновени кромок отверсти с меньшим основанием усеченного конуса крепежной части горловины, затем кромки отверсти охлаждают до 0,26-0,32 темпера0

туры плавлени материала трубчатой заготовки , после чего осуществл ют осевое перемещение горловины с крепежной частью с приложением осевого усили до соприкосновени кромок отверсти с большим диаметром усеченного конуса крепежной части горловины, при этом в процессе изготовлени издели трубчатой заготовке придают вращение, которое вместе с осевым усилием прекращают при оплавлении контактирующих поверхностей соедин емых частей издели .

Оборудование

Соединение трубчатой заготовки с горловиной по способу

Известный

Предлагаемый

к автомат

Точение горловины с нарезкой резьбы

на маши

у1ановка .ваТВЧ

Редуцирование конца трубы включает:

установка мерного отрезка трубы в шпинделе обкатной машины;

нагрев участка заготовки с помощью ТВУ; обкатка (редуцирование) участка трубы; выдача обкатанного участка заготовки из шпиндел обкатной машины

ар

Сверление (расточка) отверсти на обжатом участке заготовки дл сборки с горловиной

Сборка и сварка трением включает: установка горловины и обкатанной заготовки на машине дл сварки трением; сварка трением;

выдача готовой заготовки

Предлагаемый

Точение горловины с нарезкой резьбы

оединение трубы с заготовкой: установка горловины и мерного отрезка трубы в шпинделе и задней бабке обкатной машины;

нагрев участка заготовки с помощью ТВЧ;

прикатка участка трубы до соприкосновени с конусным участком горловины; спреерное охлаждение прикатного участка; переход на режим сварки трением с осевой подачей горловины;

выдача из шпиндел готовой заготовки

Не используетс

То же

Icmadu

И стади

Ш.стади

-hШ стади

Vcmadufi

1 7

/Tr/sT/Tr

5--ШШГ Риг.1

Фиг.З

Фиг. 5