Способ закатки горловины баллона

 

Использование: при обработке металлов давлением. Сущность изобретения: способ включает формирование переходного и цилиндрического участков горловины на нагретом конце вращающейся заготовки поддерживающим и формующим роликами. Формирование переходного и цилиндрического участков горловины выполняют поэтапно. На первом этапе путем линейного перемещения поддерживающего ролика под углом к оси обработки получают конический участок. На втором этапе формируют переходный и цилиндрический участки горловины за несколько проходов, не менее двух, в окончательный профиль путем последовательного осевого и криволинейного перемещения формующего ролика. Формирование на втором этапе осуществляют со степенью обжатия не менее 0,5 0,6 радиуса формующего ролика за каждый его проход. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технологии изготовления металлических газовых баллонов из высоколегированной стали преимущественно высокого давления (от 100 кгс/см² и выше), а именно технологии закатки горловины баллонов, применяемых в дыхательных аппаратах спасателей, аквалангистов, а также для хранения сжатых газов под давлением (воздуха, кислорода, азота и др.), и может найти применение в различных областях машиностроения при производстве сосудов давления.

Известен способ закатки горловины баллонов путем формования переходного и цилиндрического участков нагретого конца вращающейся трубчатой заготовки перемещающимися в одну сторону и установленными с возможностью свободного вращения формующим и подпирающим роликами.

По данному способу формование цилиндрического участка горловины баллона осуществляют остановленным от осевого перемещения подпирающим роликом, контактирующим с заготовкой профильным участком.

Техническим результатом изобретения является обеспечение изготовления тонкостенных газовых баллонов высокого давления из труднодеформируемых легированных сталей. Кроме того, применение способа позволяет повысить качество баллонов.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе закатки горловин баллонов, включающем поэтапное формование переходного и цилиндрического участков горловины на нагретом конце вращающейся заготовки поддерживающим и формующим роликами, согласно изобретению на первом этапе путем линейного перемещения поддерживающего ролика под углом к оси обработки заготовки формуют цилиндрический участок в конический, на втором этапе, оставляя поддерживающий ролик в контакте с заготовкой до окончания закатки, путем последовательного осевого и криволинейного перемещений формующего ролика переформовывают переходный и конический участки заготовки за несколько проходов, например два, в окончательный профиль горловины, причем осевое перемещение формующего ролика осуществляют параллельно оси закатки, криволинейное на первом проходе второго этапа из положения его вершины, смещенного относительно центра поворота, а на втором проходе из положения его вершины, совпадающего с центром поворота. Переформовывание осуществляют со степенью обжатия не менее 0,5-0,6 радиуса формующего ролика.

На фиг. 1-4 изображены последовательно исходное положение перед закаткой и два этапа формования горловины баллона; на фиг. 5 переходный и цилиндрический участки горловины.

Способ осуществляют следующим образом.

В шпиндель 1 станка устанавливают заготовку 2 с предварительно нагретым концом (фиг. 1), вылет заготовки L обеспечивает получение необходимых параметров горловины. Затем фиксируют заготовку 2 и включают вращение шпинделя 1. На первом этапе формования осуществляют линейное угловое перемещение поддерживающего ролика 3 (под углом α ≈ 30^о к оси обработки), получая при этом конический участок, у которого меньший наружный диаметр равен наружному диаметру цилиндрического участка готовой горловины (фиг. 2). Поддерживающий ролик 3 оставляют в этом положении до окончания процесса закатки. Затем формующий ролик 4 (фиг. 3) устанавливают на расстоянии l от центра поворота О, после чего поворачивают относительно него по радиусу R₁ на угол 50-60^о, осуществляя формование переходного и цилиндрического участков горловины со степенью обжатия не менее 0,5 радиуса формующего ролика. При этом получают горловину с размерами, приближенными к конечным размерам горловины (l это технологическая величина, зависит от конструкции баллона, его материала, режимов обработки и определяет величину деформации на каждом из проходов).

Формующий ролик 4 возвращают в исходное положение (фиг. 3), а затем перемещают параллельно оси обработки в сторону большего диаметра переходного участка на расстояние l (фиг. 4) до совмещения с центром вращения О (фиг. 4). После этого поворачивают формующий ролик 4 на 60^опо радиусу R₂ (R₂ 0,8-0,95R₁), соответствующему конечному радиусу горловины, получая при этом профильную часть горловины, а цилиндрическую часть горловины оформляют торцовой частью формующего ролика 4. По окончании процесса закатки формующий ролик 4 возвращают в исходное положение, тем самым осуществляют калибрующий проход профильной части горловины, обеспечивая при этом ее высокую точность, а затем смещают его параллельно оси закатки в сторону меньшего диаметра горловины на расстояние l (фиг. 1), подготавливая его для закатки следующей заготовки. Поддерживающий ролик 3 перемещают также в исходное положение (фиг. 1), останавливают вращение шпинделя и выталкивают готовый баллон для его последующего съема и установки следующей заготовки. Профиль полученной горловины показан на фиг. 5. Для конструкции баллонов, разработанных на предприятии (объем 7,3 л, давление 300 кгс/см²) величина l составляет 30-40 мм.

П р и м е р. Предлагаемый способ закатки горловин баллонов опробован при изготовлении облегченных газовых баллонов высокого давления для сжатого воздуха на 29,4 МПа (300 кгс/см²), объемом 7,3 л. Для получения баллона использовали штампованную заготовку (типа стакана) с наружным диаметром 144 мм, толщиной стенки t 4,2 мм, длиной 625 мм. Заготовка имеет концевой участок для закатки горловины толщиной 5 мм и длиной 80 мм. Материал заготовки листовая сталь 30ХСНВФА. Конец заготовки L ≈ 120-130 мм нагревали в высокочастотном индукторе до t ≈ 1100-1200^оС. Затем заготовку устанавливали в механизме зажима, фиксировали ее, а затем включали вращение шпинделя. Частота вращения ≈ 300 мин^-1. Обработку горловины осуществляли за три прохода.

Первый проход осуществляли перемещением поддерживающего ролика под углом 30^о к оси обработки, при этом получали конический участок со следующими размерами: D_наиб. 144 мм; D_наим. 32-35; L₁ 95-105 мм; α 30^о.

Величина подачи поддерживающего ролика 250-300 мм/мин. Поддерживающий ролик при этом оставляли в контакте с заготовкой до окончания обработки.

Второй проход осуществляли поворотом формующего ролика на угол 55-60^о, при этом он описывал окружность с R₁ 75-78 мм, который получался путем его перемещения вдоль оси обработки в сторону меньшего диаметра промежуточного конического участка на l 30-40 мм. Скорость поворота формующего ролика (подача) 7-10^о/с. Диаметр цилиндрического участка горловины получали 34-36 мм. Затем формующий ролик возвращали в исходное положение.

Третий проход (окончательный) осуществляли следующим образом. Сначала перемещали формующий ролик вдоль оси обработки в сторону большего диаметра горловины на l 30-40 мм, а затем осуществляли его поворот на угол 60^о со скоростью 7-10^о/с (подача), при этом формующий ролик описывал окружности с R₂ 72 мм, а наружный диаметр цилиндрической части горловины получали равным 31-33 мм, т.е. получали окончательные размеры горловины баллона. Цикл обработки при этом способе получался равным 30-40 с, т.е. в 4 раза меньше, чем при известном способе.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ЗАКАТКИ ГОРЛОВИНЫ БАЛЛОНА, включающий формирование переходного и цилиндрического участков горловины на нагретом конце вращающейся заготовки поддерживающим и формующим роликами, отличающийся тем, что формирование переходного и цилиндрического участков горловины выполняют поэтапно, при этом на первом этапе формирование осуществляют путем линейного перемещения поддерживающего ролика под углом к оси обработки, получая при этом конический участок, у которого меньший наружный диаметр равен наружному диаметру цилиндрического участка готовой горловины, а на втором этапе оставляя поддерживающий ролик в контакте с заготовкой до окончания закатки, формируют переходный и цилиндрический участки горловины за несколько переходов, но не менее двух, в окончательный профиль горловины путем последовательного осевого и криволинейного перемещения формующего ролика, причем осевое перемещение формующего ролика осуществляют параллельно оси закатки, криволинейное на первом проходе второго этапа из положения его вершины, смещенной относительно центра поворота, а на втором проходе из положения его вершины, совпадающей с центром поворота.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формирование на втором этапе осуществляют со степенью обжатия не менее 0,5 0,6 радиуса формующего ролика за каждый его проход.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5