СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ КОРОТКОМЕРНЫХ ТРУБ Российский патент 2009 года по МПК B21C23/08 

Описание патента на изобретение RU2350420C1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству короткомерных труб из труднодеформируемых металлов и сплавов.

Известен способ прессования труб, включающий размещение заготовки в контейнере, прессование трубы выдавливанием в кольцевой зазор между пуансоном и контейнером, вырезку донца трубы, продвижение трубы вперед, выталкивание трубы из контейнера (Жолобов В.В., Зверев Г.И., Прессование металлов. - М.: Металлургия, 1971 г., стр.27).

Недостатками данного способа являются большие усилия при прессовании тонкостенных труб, значительная разностенность и существенные потери металла за счет увеличения высоты донца.

Известен способ прессования труб, включающий размещение заглушки в матрицедержателе, подачу нагретого слитка в контейнер, распрессовку слитка, прошивку осевого отверстия прошивной иглой с образованием стакана, удаление дна заготовки иглой через отрезное кольцо, установку центрирующего кольца, диаметр отверстия которого соответствует диаметру иглы, с обеспечением скользящей посадки и прессование трубы в зазор между пресс-шайбой и стенкой контейнера, установку отрезного кольца и отделение дна (патент РФ 2146177, 2000 г.).

Недостатком известного способа при прессовании короткомерных труб являются большие усилия в конце операций прошивки и прессования трубы при выпрессовке металла из зоны затрудненной деформации из-за захолаживания металла по поверхности контакта торца заготовки с заглушкой, затем с центрирующим кольцом.

Известен способ прессования короткомерных труб, включающий размещение в матрицедержателе центрирующего кольца, внутренний диаметр которого соответствует диаметру пресс-иглы с обеспечением скользящей посадки, размещение между центрирующим кольцом и заготовкой нагретой технологической шайбы, имеющей осевое отверстие, подачу в контейнер нагретой заготовки с осевым отверстием, прессование трубы в зазор между пресс-шайбой и стенкой контейнера до образования дна в технологической шайбе (патент РФ №2208490, 2003 г.) - прототип.

Недостатками данного способа являются большие усилия прессования в конце операции прессования на стадии выпрессовки технологической шайбы из-за захолаживания металла, затекание металла технологической шайбы в зазор между центрирующим кольцом и пресс-иглой, что приводит к поломке инструмента и затрудняет извлечение прошитой технологической шайбы, пресс-иглы и пресс-шайбы из центрирующего кольца, а также затрудняет разделение отсеченного дна технологической шайбы от пресс-иглы и пресс-шайбы.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является устранение поломок инструмента, повышение надежности технологического процесса в части извлечения пресс-иглы, пресс-шайбы и их отделения от центрирующего кольца.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является снижение усилия прессования на этапе выпрессовки материала технологической шайбы за счет разделения и теплоизоляции технологической шайбы от центрирующего кольца, исключение затеканий материала технологической шайбы в отверстие центрирующего кольца.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе прессования короткомерных труб, включающем установку в матрицедержателе центрирующего кольца, подачу в контейнер металлической технологической шайбы и заготовки с осевым отверстием, прессование трубы в зазор между пресс-шайбой и стенкой контейнера до образования дна в технологической шайбе и отделение дна, между центрирующим кольцом и технологической шайбой дополнительно размещается стеклошайба, при этом объем технологической шайбы рассчитывается по формуле

где VT - объем технологической шайбы;

π=3,14;

Кт - коэффициент объема технологической шайбы (Кт=0,25-0,5);

Dk - диаметр контейнера;

Dпр - диаметр пресс-шайбы;

а объем стеклошайбы рассчитывается по формуле

где Vc - объем стеклошайбы;

π=3,14;

Кс - коэффициент объема стеклошайбы (Кс=0,08-0,13);

Dk - диаметр контейнера;

Dи - диаметр пресс-иглы.

В отличие от прототипа при прессовании трубы между центрирующим кольцом, установленным в матрицедержателе, и технологической шайбой, установленной в контейнере, размещается стеклошайба.

Стеклошайба изготавливается прессованием смеси, состоящей из стеклопорошка стекла №15 по ТУ 14-156-44 и жидкого стекла по ГОСТ 13078 в соотношении 9:1, с последующей просушкой.

Использование стеклошайбы в процессе прессования позволяет значительно снизить усилия прессования на этапе выпрессовки материала технологической шайбы за счет уменьшения теплопотерь технологической шайбы при разделении ее от центрирующего кольца, устранить затекания материала технологической шайбы в отверстие центрирующего кольца.

Используемый в формуле расчета коэффициент объема технологической шайбы Кт следует назначать исходя из следующих условий: при Кт<0,25 нестабилен захват выпрессовки технологической шайбы контейнером, что приводит к невозможности извлечения пресс-иглы и пресс-шайбы из центрирующего кольца и затруднению отделения отсеченного дна технологической шайбы от пресс-шайбы и пресс-иглы, при Кт>0,5 увеличивается расход материала технологических шайб.

Используемый в формуле расчета коэффициент объема стеклошайбы Кс следует назначать исходя из следующих условий: при Кс<0,08 затруднено отделение пресс-иглы и пресс-шайбы от центрирующего кольца, возможна поломка инструмента, а при Кс>0,13 возникает перерасход стекла, выдавливание излишков стекла в контейнер и снижение качества прессованных изделий.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема начальной стадии процесса прессования, на фиг.2 - схема процесса прессования на стадии выпрессовки технологической шайбы, на фиг.3 - отделение дна стакана. Способ прессования короткомерных труб реализуется следующим образом. В матрицедержатель устанавливают центрирующее кольцо 1, на которое устанавливают стеклошайбу 2. Нагретые до заданной температуры технологическую шайбу 3 и заготовку 4 с осевым отверстием размещают в контейнере 5. Пресс-игла 6 сопрягается с центрирующим кольцом 1 и технологической шайбой 3 по скользящей посадке. Пресс-шайба 7 устанавливается на пресс-игле 6, которая сопрягается с пресс-штемпелем 8. Затем осуществляется прессование трубы выпрессовкой на пресс-шайбу 7, при котором сначала материал заготовки 4 выпрессовывается в зазор между стенкой контейнера 5 и пресс-шайбой 7, далее пресс-шайба 7 внедряется в технологическую шайбу 3, и происходит выпрессовка материала технологической шайбы 3 в зазор между стенкой контейнера 5 и пресс-шайбой 7 до образования дна 10 в технологической шайбе 3, при этом стеклошайба препятствует залипанию материала технологической шайбы к центрирующему кольцу. Затем контейнер 5 вместе с пресс-штемпелем 8 отводится от матричного узла, при этом пресс-игла 6 извлекается из центрирующего кольца 1, на ось прессования устанавливается отрезное кольцо 10, контейнер возвращается к матричному узлу, и ходом пресс-штемпеля 8 пресс-шайба 7 отделяет дно 10 технологической шайбы 3. Затем из контейнера 5 выталкивают трубу 11, в результате чего получают готовое изделие.

Промышленная применяемость заявленного способа для прессования короткомерных труб подтверждается следующим примером конкретного выполнения.

Изготавливается короткомерная труба из титанового сплава Ti6A14V на трубопрофильном прессе усилием 3150, т.е. в контейнере диаметром 207 мм. В качестве заготовки используется шашка с наружным диаметром 203 мм, с осевым отверстием диаметром 60 мм и высотой 305 мм.

Перед началом прессования изготавливали стеклошайбы с наружным диаметром 205 мм, внутренним диаметром 65 мм и высотой 22÷25 мм, имеющие Кс=0,106÷0,12, и технологические шайбы из стали Ст3 с наружным диаметром 205 мм, с осевым отверстием диаметром 58 мм, высотой 70 мм (Кт=0,338). Технологические шайбы нагревают до температуры 850°С, заготовки нагревают до температуры 950°С.На центрирующее кольцо устанавливают стеклошайбу. Вне линии пресса на податчик размещается шашка, в осевом отверстии размещается центрирующая игла с прошивной пресс-шайбой, на иглу надевается технологическая шайба, которые затем подаются на ось прессования и ходом пресс-штемпеля подаются в контейнер. Затем отводится податчик и осуществляется прессование трубы выпрессовкой на пуансон, при котором сначала материал заготовки выпрессовывается в зазор между стенкой контейнера и пресс-шайбой, затем пресс-шайба внедряется в технологическую шайбу и происходит выпрессовка материала технологической шайбы в зазор между стенкой контейнера и пресс-шайбой до образования дна в технологической шайбе. Затем контейнер вместе с пресс-штемпелем отводится от матричного узла, при этом пресс-игла извлекается из центрирующего кольца, на ось прессования устанавливается отрезное кольцо, далее контейнер возвращается к матричному узлу с базированием по отрезному кольцу, и ходом пресс-штемпеля пресс-шайба отсекает дно технологической шайбы. Затем готовое изделие выталкивается из контейнера, в результате получают короткомерную трубу с наружным диаметром 205 мм, внутренним диаметром 120 мм и длиной 415 мм.

Предлагаемый способ прессования короткомерных труб позволяет повысить надежность технологического процесса прессования и увеличить срок эксплуатации прессового инструмента.

Похожие патенты RU2350420C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ КОРОТКОМЕРНЫХ ТРУБ 2001
  • Смирнов В.Г.
  • Смирнов Г.В.
RU2208490C2
СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА 1998
  • Смирнов В.Г.
  • Кавтаев Е.Е.
  • Щапов В.А.
  • Смирнов Г.В.
RU2146177C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ПОЛЫХ ПРОФИЛЕЙ 2010
  • Выдрин Александр Владимирович
  • Космацкий Ярослав Игоревич
  • Баричко Борис Владимирович
RU2443485C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕСШОВНЫХ ТРУБ ИЗ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК ИЗ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 2016
  • Калинин Владимир Сергеевич
  • Швечков Александр Анатольевич
RU2650474C2
СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ПОЛЫХ ПРОФИЛЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2013
  • Космацкий Ярослав Игоревич
  • Выдрин Александр Владимирович
  • Баричко Борис Владимирович
  • Фокин Николай Владимирович
  • Восходов Валерий Борисович
RU2535831C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ БЕСШОВНЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА И ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2007
  • Пасечник Николай Васильевич
  • Целиков Николай Александрович
  • Курович Аркадий Николаевич
  • Сергеев Алексей Григорьевич
  • Шухат Олег Михайлович
RU2343031C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАТНОГО ПРЕССОВАНИЯ ТОЛСТОСТЕННЫХ ТРУБ 2002
  • Клейнбуг И.П.
  • Железняк Л.М.
RU2252093C2
Устройство для прессования прецизионных труб и способ прессования прецизионных труб с его использованием 2015
  • Космацкий Ярослав Игоревич
  • Шеркунов Виктор Георгиевич
  • Алюшкаев Евгений Александрович
  • Фокин Николай Владимирович
  • Чивардин Константин Валерьевич
RU2608110C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ БЕСШОВНЫХ ТРУБ 1999
  • Курович А.Н.
  • Шухат О.М.
  • Сергеев А.Г.
  • Малафеев В.А.
  • Погорелый В.А.
RU2166394C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕПРЕССОВАННЫХ ТРУБ 2004
  • Смирнов В.Г.
  • Смирнов Г.В.
RU2262403C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 350 420 C1

Реферат патента 2009 года СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ КОРОТКОМЕРНЫХ ТРУБ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству короткомерных труб из труднодеформируемых металлов и сплавов. Способ включает установку в матрицедержателе центрирующего кольца, подачу в контейнер металлической технологической шайбы и заготовки с осевым отверстием, прессование трубы в зазор между пресс-шайбой и стенкой контейнера до образования дна в технологической шайбе и отделение дна. Между центрирующим кольцом и технологической шайбой дополнительно размещается стеклошайба. Объемы технологической шайбы и стеклошайбы рассчитываются по определенным формулам. За счет разделения и теплоизоляции металлической технологической шайбы от центрирующего кольца и исключения затеканий материала технологической шайбы в отверстие центрирующего кольца снижается усилие прессования на этапе выпрессовки материала технологической шайбы. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 350 420 C1

Способ прессования короткомерных труб, включающий установку в матрицедержателе центрирующего кольца, подачу в контейнер металлической технологической шайбы и заготовки с осевым отверстием, прессование трубы в зазор между пресс-шайбой и стенкой контейнера до образования дна в технологической шайбе и отделение дна, отличающийся тем, что между центрирующим кольцом и технологической шайбой размещают стеклошайбу, при этом объем технологической шайбы рассчитывают по формуле

где Vт - объем технологической шайбы, мм3;

π=3,14;

Кт - коэффициент объема технологической шайбы, равный 0,25-0,5;

Dk - диаметр контейнера, мм;

Dпр - диаметр пресс-шайбы, мм,

а объем стеклошайбы рассчитывают по формуле

где Vc - объем стеклошайбы, мм3;

π=3,14;

Кс - коэффициент объема стеклошайбы, равный 0,08-0,13;

Dk - диаметр контейнера, мм;

Dи - диаметр пресс-иглы, мм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2350420C1

СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ КОРОТКОМЕРНЫХ ТРУБ 2001
  • Смирнов В.Г.
  • Смирнов Г.В.
RU2208490C2
СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА 1998
  • Смирнов В.Г.
  • Кавтаев Е.Е.
  • Щапов В.А.
  • Смирнов Г.В.
RU2146177C1
US 4031732 A1, 28.06.1977
US 4292831 A1, 06.10.1981.

RU 2 350 420 C1

Авторы

Смирнов Владимир Григорьевич

Даты

2009-03-27Публикация

2007-07-25Подача