Способ изготовления пустотелых изделий

Авторы патента:

B21K21/08 - полых изделий с различным поперечным сечением в продольном направлении изделия, например насадок, свечей зажигания

Владельцы патента RU 2352430:

Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" (RU)

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для изготовления холодным радиальным обжатием пустотелых, с переменным профилем наружной поверхности, трубных поковок высокой точности. Способ изготовления пустотелых изделий с переменным профилем наружной поверхности включает изготовление исходной заготовки, ее механическую обработку с получением пустотелой заготовки, закрепление пустотелой заготовки между подпорным и поводковым устройствами радиально обжимной машины, деформирование пустотелой заготовки путем радиального обжатия на оправке, установленной в отверстии пустотелой заготовки при продольной подаче последней, и окончательную механическую обработку деформированной поковки. Радиальное обжатие осуществляют по всей длине за две операции, первую из которых осуществляют с получением полуфабриката с недеформированным участком. После первой операции радиального обжатия полученный полуфабрикат поворачивают на 180°, располагают недеформированным участком к подпорному устройству и производят вторую операцию радиального обжатия. Обеспечивается высокая точность изделий. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении холодным радиальным обжатием пустотелых, с переменным профилем наружной поверхности, трубных поковок высокой точности.

Известен способ изготовления нарезного ступенчатого ствола (RU № 2060083, МПК B21D 41/00, опубл. 20.05.96, бюл. № 14), принятый за прототип. Способ включает изготовление исходной заготовки, ее механическую обработку с получением пустотелой заготовки, закрепление пустотелой заготовки между подпорным и поводковым устройствами радиально обжимной машины, деформирование пустотелой заготовки путем радиального обжатия на оправке, установленной в отверстии пустотелой заготовки при продольной подаче последней, и окончательную механическую обработку деформированной поковки.

Недостатки прототипа:

1. Поводковая часть заготовки радиальному обжатию не подвергается, металл не упрочняется пластической деформацией.

2. Для пустотелых изделий со ступенчатой цилиндроконической формой наружной поверхности, у которых ступень с максимальным диаметром расположена ближе к середине изделия по его длине, отрезок поковки от поводкового участка до ступени с максимальным диаметром изготавливается также с максимальным диаметром.

Предлагаемым изобретением решается задача: снижение материальных, трудовых и энергетических затрат при изготовлении пустотелых изделий.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании способа изготовления холодным радиальным обжатием трубных поковок высокой точности для изделий с переменным (ступенчатым) профилем наружной поверхности и отношением длины изделия к диаметру отверстия L<d>10, обеспечивающего пластическую деформацию заготовки по всей длине.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления пустотелых изделий с переменным профилем наружной поверхности, включающем изготовление исходной заготовки, ее механическую обработку с получением пустотелой заготовки, закрепление пустотелой заготовки между подпорным и поводковым устройствами радиально обжимной машины, деформирование пустотелой заготовки путем радиального обжатия на оправке, установленной в отверстии пустотелой заготовки при продольной подаче последней, и окончательную механическую обработку деформированной поковки, новым является то, что радиальное обжатие пустотелой заготовки осуществляют по всей ее длине за две операции, первую из которых осуществляют с получением полуфабриката с недеформированным участком, после первой операции радиального обжатия полученный полуфабрикат поворачивают на 180°, располагая недеформированным участком к подпорному устройству, и производят вторую операцию радиального обжатия, диаметр отверстия деформированной поковки меньше диаметра полуфабриката.

Деформация заготовки по всей длине за две операции радиального обжатия с поворотом ее после первой операции радиального обжатия на 180° позволяет изготавливать холодным радиальным обжатием пустотелые с переменным (ступенчатым цилиндро-коническим) профилем наружной поверхности трубные поковки высокой точности (с допусками на диаметры наружной поверхности 12…14 квалитета и с допуском на отверстие 6…8 квалитета по ГОСТ 25347-84), для изделий с отношением длины (L) к диаметру (d) отверстия L/d>10 и шероховатостью не грубее Rz 20.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что предлагаемое изобретение обладает "новизной" и "изобретательским уровнем".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на

фиг.1 - пустотелая заготовка под радиальное обжатие, полученная механической обработкой, включающей глубокое сверление сквозного отверстия в исходной заготовке и обработку наружных поверхностей и базовых элементов,

фиг.2 - полуфабрикат после первой операции холодного радиального обжатия,

фиг.3 - поковка после второй операции радиального обжатия с размещенной в ней оправкой.

d₀; D₀; L₀ - соответственно диаметр отверстия, наружный диаметр и длина заготовки под радиальное обжатие,

d₁; D₁; D'₁, l₁; l'₁; L₁, l_к - соответственно диаметр отверстия, диаметры 1-й, 2-й ступеней, длина 1-й, 2-й ступеней, длина полуфабриката, длина конического участка полуфабриката после первой операции холодного радиального обжатия,

l_п - длина недеформируемого участка,

d₂; D₂; l₂; l₂; l'₂ - соответственно диаметр отверстия, диаметр ступени, длины 1-й и 2-й ступеней, длина поковки после второй операции холодного радиального обжатия,

d_max - максимальный диаметр оправки;

1 - заготовка;

2 - полуфабрикат;

3 - поковка;

4 - подпорное устройство;

5 - поводковое устройство;

6 - оправка.

Способ реализуется следующим образом. Исходя из геометрических параметров ступенчатого профиля наружной поверхности изделия проектируют поковку 3 с формой наружной поверхности, максимально приближенной к форме наружной поверхности изделия с минимальными припусками на окончательную механическую обработку, которую необходимо получить после второй операции холодного радиального обжатия; затем проектируют полуфабрикат 2, который необходимо получить после первой операции холодного радиального обжатия.

С учетом допустимой степени деформации, удовлетворяющей условию 0≤ε<ψ, и максимального объема поковки проектируют пустотелую заготовку 1 под радиальное обжатие. Выбирают диаметр исходной заготовки из условия достаточности припусков на обработку наружной поверхности с учетом увода сверла при глубоком сверлении и устранения дефектного слоя с поверхности исходной заготовки. Исходную заготовку обрабатывают резанием в размеры пустотелой заготовки 1. Устанавливают пустотелую заготовку 1 в подпорное 4 и поводковое 5 устройство радиально обжимной машины и закрепляют ее. В отверстие заготовки вводят оправку 6 с конической рабочей поверхностью (конусность 0,1…0,05 мм на 100 мм длины) таким образом, чтобы калибрующий диаметр оправки находился в зоне калибрующего участка бойков. Производят холодное радиальное обжатие заготовки в размеры полуфабриката при ее вращении вокруг оси и продольной подаче в зону деформации. После выполнения операции оправку 6 извлекают из полуфабриката 2, полуфабрикат извлекают из радиально-обжимной машины. Меняют технологическую оснастку (оправку, копир, подпорное и поводковое устройства), поворачивают полуфабрикат на 180° (недеформированным участком L_H к подпорному устройству), закрепляют между подпорным и поводковым устройствами, вводят оправку в зону калибрующего участка бойков (аналогично первой операции) и производят холодное радиальное обжатие поковки 3. После второй операции холодного радиального обжатия наружная поверхность поковки имеет многоступенчатую, приближенную к геометрической поверхности изделия форму, а отверстие поковки 3, получаемое во второй операции холодного радиального обжатия, меньше отверстия полуфабриката 2, полученного в первой операции холодного радиального обжатия, на величину, близкую минимально необходимому зазору между диаметром отверстия полуфабриката и максимальным диаметром оправки, используемой во второй операции радиального обжатия (d₁-d_max). После радиального обжатия извлекают оправку из отверстия поковки, раскрепляют ее и извлекают деформированную по всей длине поковку из радиально-обжимной машины. Механической обработкой при необходимости устраняют перепад диаметров отверстия дорнованием или развертыванием, обрабатывают наружные поверхности в геометрические параметры изделия.

1. Способ изготовления пустотелых изделий с переменным профилем наружной поверхности, включающий изготовление исходной заготовки, ее механическую обработку с получением пустотелой заготовки, закрепление пустотелой заготовки между подпорным и поводковым устройствами радиально обжимной машины, деформирование пустотелой заготовки путем радиального обжатия на оправке, установленной в отверстии пустотелой заготовки при продольной подаче последней и окончательную механическую обработку деформированной поковки, отличающийся тем, что радиальное обжатие пустотелой заготовки осуществляют по всей длине за две операции, первую из которых осуществляют с получением полуфабриката с недеформированным участком, причем после первой операции радиального обжатия полученный полуфабрикат поворачивают на 180°, располагают недеформированным участком к подпорному устройству и производят вторую операцию радиального обжатия.

2. Способ изготовления пустотелых изделий по п.1, отличающийся тем, что диаметр отверстия деформированной поковки меньше диаметра полуфабриката.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей со ступенчатой полостью, имеющей полость малого диаметра с переходным уступом и дном с плоской площадкой.

Способ изготовления полых деталей со ступенями на наружной поверхности и холодновысадочный инструмент для его осуществления // 2329117

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей на холодновысадочном автомате. .

Способ изготовления деталей типа втулок, имеющих сквозную полость и наружную поверхность с переменным вдоль оси сечением // 2308347

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении деталей типа втулок. .

Способ безоблойной штамповки детали // 2292979

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при штамповке деталей типа корпусов арматуры газотурбинных двигателей. .

Способ изготовления корпусных деталей трубопроводной арматуры // 2281823

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в арматуростроении при изготовлении деталей корпусной арматуры. .

Способ изготовления полых деталей // 2240202

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления деталей с конической полостью обратным выдавливанием. .

Способ изготовления полых фланцевых поковок // 2217262

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении полых фланцевых поковок объемной штамповкой. .

Способ изготовления отверстий в деталях вытянутой формы // 2211108

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано, например, при изготовлении стволов оружия и пороховых монтажных инструментов.

Способ изготовления промежуточной заготовки для коллектора электродвигателя // 2185918

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для изготовления коллекторов электрических машин. .

Способ радиальной экструзии, сочетаемой с внутренней вытяжкой с утонением трубы // 2116861

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в различных отраслях машиностроения в случае формования из полуфабрикатов, имеющих форму трубы, деталей различной конечной формы или деталей, предназначенных для дополнительной обработки, например обработки резанием.

Способ изготовления ствола // 2433881

Изобретение относится к обработке металлов давлением

Способ изготовления ступенчатых полых поковок // 2475330

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении ступенчатых поковок с осевым отверстием

Способ изготовления деталей типа "стакан с фланцем" // 2478017

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей типа стакана с фланцем

Способ изготовления ступенчатых полых деталей // 2486986

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении ступенчатых полых деталей

Способ изготовления осесимметричных штампованных заготовок типа стаканов и чаш из высокопрочного алюминиевого сплава системы al-zn-mg-cu, легированного скандием и цирконием // 2514531

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении осесимметричных штампованных заготовок типа стаканов и чаш из высокопрочного алюминиевого сплава системы Al-Zn-Mg-Cu, легированного скандием и цирконием. Нагретую литую цилиндрическую заготовку устанавливают в матрицу и деформируют пуансоном в два этапа. На одном этапе осуществляют осадку заготовки. На следующем этапе формируют стенки изделия с заданным профилем и дно. Оба этапа осуществляют за одну операцию локальным приложением нагрузки. Внешнюю поверхность дна изделия формируют пуансоном, расположенным под углом 5° к вертикальной оси матрицы. Пуансон вращают со скоростью 200 об/мин. Стенку и внутреннюю поверхность дна формируют посредством матрицы с выталкивателем при их вращении со скоростью, равной скорости вращения пуансона. Матрицу перемещают навстречу пуансону со скоростью, которая изменяется от 15 до 1 мм/сек. В результате обеспечивается повышение коэффициента использования материала и повышение качества полученных изделий. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 1 пр.

Полукорпус шарового крана с фланцем и способ его изготовления // 2527518

Группа изобретений относится к области обработки металлов давлением и может быть использована при изготовлении корпусных деталей трубопроводной арматуры, в частности цельноштампованного полукорпуса шарового крана, имеющего фланец. Исходную трубную заготовку размещают в матрице первого штампа и производят формирование полуфабриката, содержащего цилиндрическую часть, горловину и прилегающий к ней фланец, путем обратного и радиального выдавливания. Толщину стенки исходной заготовки выбирают в зависимости от толщины стенки цилиндрической части полуфабриката. Полученный полуфабрикат подвергают локальному нагреву до температуры 1150-1100°C в цилиндрической части. Затем формуют сферическую часть полукорпуса раздачей нагретой до указанной температуры части полуфабриката во втором штампе на сферическом пуансоне. В результате обеспечивается повышение прочностных характеристик полученного изделия. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ изготовления пустотелых поковок с фланцем // 2540026

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении поковок с фланцем и глухой полостью, открытой со стороны фланца. Исходную заготовку нагревают и пластически деформируют на прессе за две операции. На первой операции получают поковку-полуфабрикат высотой менее 0,5 хода ползуна пресса. Указанная поковка имеет фланец и глухую полость. Для этого в закрытом штампе производят совмещенные осадку исходной заготовки, прошивку полости и формовку фланца. На второй операции обратным выдавливанием в открытом штампе окончательно формуют полость и дно поковки. В результате обеспечивается возможность получения на чеканочных прессах поковок высотой более 0,65 хода ползуна пресса. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ изготовления витых труб типа "конфузор-диффузор" // 2542865

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.

Способ получения стальных поковок полукорпусов шаровых кранов // 2572687

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных стальных поковок полукорпусов шаровых кранов и изделий подобной конфигурации, имеющих массу свыше одной тонны. Исходную стальную заготовку в виде обечайки нагревают в интервале температур горячей штамповки до температуры, переменной по высоте обечайки. Затем одновременно формируют днище и горловину полукорпуса шарового крана. Горловину получают путем горячего обжима и высадки обечайки. При этом температуру нагрева обечайки на соответствующей высоте определяют по приведенным зависимостям. В результате обеспечивается повышение качества поверхности поковки, минимизация окалинообразования и, как следствие, увеличение стойкости инструмента, сокращение металлоемкости за счет приближения формы и размеров поковки к детали. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Способ изготовления цилиндрических деталей с конической частью // 2584195

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения цилиндрических деталей с конической частью, в том числе тонкостенных. Осуществляют изготовление цилиндрической заготовки с дном, ее установку в матрицу с конической полостью и штамповку за один ход в два этапа. Причем на первом этапе осуществляют обжим заготовки путем воздействия пуансоном с конической частью на внутреннюю поверхность заготовки до касания вершины его конической части донной части заготовки, а на втором этапе одновременно с обжимом осуществляют вытяжку донной части заготовки. При этом используют пуансон, диаметр которого превышает внутренний диаметр заготовки, а высота конусной части меньше высоты заготовки. Повышается качество изготавливаемых деталей. 3 ил.