СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ ТРУБ И РАДИАЛЬНО-КОВОЧНАЯ МАШИНА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК B21K21/00 B21J7/16 B21J13/00 B21J3/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам и устройствам для изготовления прецизионных труб, и может быть использовано преимущественно при производстве цилиндров скважинных штанговых насосов.

Изобретение может быть использовано в кузнечных и кузнечно-прессовых цехах на машиностроительных и металлургических заводах при изготовлении полых поковок труб, валов, осей, цилиндров и др. полых изделий (гладких и ступенчатых) круглого поперечного сечения из различных сталей, сплавов и цветных металлов.

Известен способ изготовления полых поковок, включающий нагрев полой заготовки до температуры деформации, установку в ее полость короткой оправки и последующую ковку заготовки с подачами и кантовками одновременно четырьмя бойками на радиально-обжимной машине (Ростовщиков В.А. Технология и оборудование для формообразования полых длинномерных поковок горячим радиальным обжатием // Кузнечно-штамповочное производство. - 1987. - №6. - С.10-13).

Недостатком данного способа является невозможность получения прецизионных труб с чистовыми поверхностями, что обусловлено смещением оправки при горячей ковке в зоне деформирования относительно условной оси ковки, что является причиной разностенности поковки и увеличения припусков под последующую механическую обработку. По такой же схеме заготовку куют и в холодном состоянии, при этом качество трубы улучшается, разностенность ее не превышает допустимой величины, однако шероховатость канала требует дополнительной обработки - хонингования.

Наиболее близким аналогом заявляемого способа, выбранным в качестве прототипа, является способ изготовления прецизионных труб, включающий получение полуфабриката трубы горячей радиальной ковкой полой заготовки на ковочной оправке с конической рабочей поверхностью, которую осуществляют с фиксацией ковочной оправки по каналу уже откованной части полой заготовки посредством центрирующего хвостовика, расточку канала полуфабриката и последующую холодную радиальную ковку упомянутого полуфабриката с расточенным каналом на ковочной оправке с выглаживанием поверхности сформированного канала до окончательных размеров, формы и шероховатости посредством дополнительной оправки с калибрующим пояском, при этом после каждого обжатия в процессе горячей и холодной ковки осуществляют подачи и кантовки на угол, соответственно, полой заготовки и полуфабриката трубы (RU 2070464 C1, МПК⁶ B21J 5/00, оп. 20.12.1996).

Известный способ изготовления прецизионных труб позволяет получать трубы радиальной ковкой в окончательном виде без дополнительной механической обработки внутренней рабочей поверхности хонингованием.

Однако недостатками известного способа являются недопустимые для работоспособности показатели отклонения значений внутреннего диаметра рабочего канала и чистоты рабочих поверхностей, обусловленные следующими причинами:

- смазку наносят на внутреннюю поверхность полуфабриката только перед холодной ковкой, при этом в процессе деформирования смазка смещается из зоны деформирования бойками к концу заготовки при ее поступательном перемещении, в результате чего без смазки осуществляется как горячая радиальная ковка (вследствие отсутствия смазки вообще), так и холодная радиальная ковка с выглаживанием (вследствие смещения смазки из зоны деформирования выглаживанием), что приводит к высокому трению между оправкой и заготовкой при горячей ковке и усиленному нагреву заготовки при выглаживании, что превышает температуру, при которой должно происходить пластическое деформирование;

- в известном способе не исключено после каждого единичного обжатия осуществление кантовки заготовки раньше начала ее подачи, в этом случае возможны задиры на внутренней поверхности заготовки и заковы оправки;

- также в известном способе возможен случай, когда выглаживание канала калибрующим пояском происходит менее чем за один оборот заготовки, что снижает уровень выглаживания.

Известна радиально-обжимная машина для изготовления полых поковок, включающая четырехбойковый ковочный блок с двумя манипуляторами и оправку (Ростовщиков В.А. Технология и оборудование для формообразования полых длинномерных поковок горячим радиальным обжатием // Кузнечно-штамповочное производство. - 1987. - №6. - С.10-13).

Недостатком данной машины является конструкция подвижной ступенчатой оправки с двумя рабочими поверхностями разных диаметров, которая меняет свое положение в зоне деформирования в процессе ковки для формирования уступов и выступов и не позволяет получать точные трубы с минимальными припусками в канале без дополнительной механической обработки.

Наиболее близким аналогом заявляемого устройства, выбранным в качестве прототипа, является радиально-ковочная машина для изготовления прецизионных труб, содержащая ковочный блок с четырьмя бойками, одну или две зажимные головки-манипуляторы, расположенные с одной или двух сторон ковочного блока, неподвижную ковочную оправку с конической рабочей поверхностью, установленную посредством штанги-державки в зоне действия бойков ковочного блока, и выполненные с возможностью присоединения к неподвижной ковочной оправке центрирующий хвостовик для горячей радиальной ковки полой заготовки и дополнительную оправку с калибрующим пояском для холодной радиальной ковки полуфабриката трубы с выглаживанием (RU 2070464 C1, МПК⁶ B21J 5/00, оп. 20.12.1996).

Известная радиально-ковочная машина позволяет получать трубы радиальной ковкой в окончательном виде без дополнительной механической обработки внутренней рабочей поверхности.

Недостатком известной радиально-ковочной машины является повышенное трение между ковочной оправкой с центрирующим хвостовиком и заготовкой при горячей ковке, а также возможность перегрева оправки и заготовки при выглаживании, что приводит к снижению точности формирования канала, увеличению допусков по диаметру трубы и шероховатости внутренней поверхности, а также повышенному износу оправки.

В основу первого из группы изобретений поставлена задача усовершенствования способа изготовления прецизионных труб, в котором путем изменения технологических режимов обеспечивается улучшение условий проведения операций ковки, выглаживания, а также подачи и кантовки заготовки, что приводит к уменьшению допусков по внутреннему диаметру труб и уменьшению шероховатости их внутренней поверхности, в результате чего повышаются точность размеров и качество поверхности получаемых труб.

В основу второго из группы изобретений поставлена задача усовершенствования радиально-ковочной машины для изготовления прецизионных труб, в которой путем конструктивных изменений в ковочной оправке и центрирующем хвостовике обеспечивается улучшение условий взаимодействия оправки с заготовкой при горячей ковке и снижение температуры заготовки и оправки в зоне выглаживания, что приводит к повышению точности размеров и качества поверхности получаемых труб, а также повышению надежности работы машины.

Первая поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления прецизионных труб, включающем получение полуфабриката трубы горячей радиальной ковкой полой заготовки на ковочной оправке с конической рабочей поверхностью, которую осуществляют с фиксацией ковочной оправки по каналу уже откованной части полой заготовки посредством центрирующего хвостовика, расточку канала полуфабриката и последующую холодную радиальную ковку упомянутого полуфабриката с расточенным каналом на ковочной оправке с выглаживанием поверхности сформированного канала до окончательных размеров, формы и шероховатости посредством дополнительной оправки с калибрующим пояском, при этом после каждого обжатия в процессе горячей и холодной ковки осуществляют подачи и кантовки на угол, соответственно, полой заготовки и полуфабриката трубы, новым является то, что в зону деформирования полой заготовки и в зону центрирования ее откованной части при горячей радиальной ковке, а также в зону деформирования выглаживанием поверхности сформированного в заготовке канала подают жидкую технологическую смазку через радиальные каналы в ковочной оправке и в центрирующем хвостовике при горячей радиальной ковке, а также через радиальные каналы в ковочной оправке при холодной радиальной ковке, при этом устанавливают начало кантовки на угол полой заготовки и полуфабриката трубы после каждого единичного обжатия не раньше начала их подачи, при этом при холодной радиальной ковке выдерживают следующее соотношение:

S<2·b·α/π,

где: S - величина подачи полуфабриката трубы;

b - ширина калибрующего пояска дополнительной оправки, мм;

α - угол кантовки полуфабриката трубы, рад.

Задача изобретения достигается также тем, что в качестве жидкой технологической смазки, подаваемой в зону деформирования полой заготовки и в зону центрирования ее откованной части при горячей радиальной ковке, используют водный раствор поваренной соли с графитом.

Задача изобретения достигается также тем, что устанавливают одновременное начало кантовки на угол и подачи полой заготовки при горячей радиальной ковке и полуфабриката трубы при холодной радиальной ковке.

Задача изобретения достигается также тем, что ковочную оправку при горячей радиальной ковке охлаждают через осевые каналы оправки путем подачи предпочтительно воды в эти каналы.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого способа и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

Подача жидкой технологической смазки в зону деформирования полой заготовки и в зону центрирования ее откованной части при горячей радиальной ковке через радиальные каналы в ковочной оправке и в центрирующем хвостовике существенно уменьшает трение между ковочной оправкой с центрирующим хвостовиком и полой заготовкой, что приводит к уменьшению усилий при продвижении заготовки на оправке и снижению износа оправки и центрирующего хвостовика, в результате чего повышаются точность размеров и качество поверхности получаемых труб, вследствие уменьшения допусков по внутреннему диаметру труб и уменьшению шероховатости их внутренней поверхности.

Подача жидкой технологической смазки в зону деформирования выглаживанием поверхности сформированного в заготовке канала через радиальные каналы в ковочной оправке при холодной радиальной ковке обеспечивает, вследствие исключения перегрева в зоне деформирования и отсутствия нагрева оправки до критических значений, деформирование выглаживанием в режиме холодной пластической деформации, что исключает отклонение внутреннего диаметра рабочего канала от номинальной величины, определенной размерами калибрующего пояска дополнительной выглаживающей оправки даже при большой длине поковки, поскольку в кольцевом зазоре между конической поверхностью оправки и внутренней поверхностью деформируемой трубной заготовки постоянно присутствует смазка, позволяющая охлаждать заготовку и осуществлять последующую деформацию выглаживанием всегда смазанных поверхностей. Это позволяет получать точные цилиндрические изделия большой длины без нарушения прямолинейности внутренних поверхностей по всей длине. Кроме того, исключается "налипание" металла трубы на оправку, что обеспечивает стабильный диаметр рабочего канала по всей длине и требуемая чистота поверхности, а также дополнительно упрочняется поверхностный слой рабочей поверхности.

Установление начала кантовки на угол полой заготовки и полуфабриката трубы после каждого единичного обжатия не раньше начала их подачи обеспечивает исключение задиров на внутренней поверхности заготовки и заковов оправки, что приводит к повышению точности размеров и качества поверхности получаемых труб.

Выдерживание соотношения при холодной радиальной ковке S<2·b·α/π, где: S - величина подачи заготовки, мм; b - ширина калибрующего пояска, мм; α - угол кантовки заготовки, рад., обеспечивает значительно более высокий уровень выглаживания канала при холодной (окончательной) обработке заготовки, т.к. при S<2·b·α/π выглаживание канала калибрующим пояском происходит менее чем за один оборот заготовки, что недостаточно для получения внутренней поверхности высокого качества с шероховатостью Ra<0,15 мкм.

Кроме того, использование в качестве жидкой технологической смазки, подаваемой в зону деформирования полой заготовки и в зону центрирования ее откованной части при горячей радиальной ковке, водного раствора поваренной соли с графитом, т.е. состава, который не плавится при температуре горячей радиальной ковки, обеспечивает при нагреве смазки сохранение ее эксплуатационных свойств, ее бездымность, полностью защищает поковку от окисления, что также способствует достижению заявленного технического результата.

А установление одновременного начала кантовки на угол и подачи полой заготовки при горячей радиальной ковке и полуфабриката трубы при холодной радиальной ковке обеспечивает снижение времени на промежуточные операции подачи и кантовки заготовки при соблюдении нормального взаимодействия заготовки и оправки.

Охлаждение ковочной оправки при горячей радиальной ковке через осевые каналы оправки путем подачи предпочтительно воды в эти каналы защищает оправку от перегрева, сохраняет в зоне ковки технологическую температуру, повышает стойкость оправки и, соответственно, срок ее службы.

Вторая поставленная задача достигается тем, что в радиально-ковочной машине, содержащей ковочный блок с четырьмя бойками, одну или две зажимные головки-манипуляторы, расположенные с одной или двух сторон ковочного блока, неподвижную ковочную оправку с конической рабочей поверхностью, установленную посредством штанги-державки в зоне действия бойков ковочного блока, и выполненные с возможностью присоединения к неподвижной ковочной оправке центрирующий хвостовик для горячей радиальной ковки полой заготовки и дополнительную оправку с калибрующим пояском для холодной радиальной ковки полуфабриката трубы с выглаживанием, новым является то, что неподвижная ковочная оправка и центрирующий хвостовик выполнены с по меньшей мере одним продольным предпочтительно осесимметричным каналом и гидравлически связанными с ним радиальными каналами для подачи технологической смазки.

Задача изобретения достигается также тем, что радиальные каналы расположены на конической поверхности ковочной оправки со смещением в сторону вершины конуса.

Задача изобретения достигается также тем, что радиальные каналы выполнены с площадью сечения, меньшей площади сечения продольного канала.

Задача изобретения достигается также тем, что в ковочной оправке выполнены осевые каналы для подачи охлаждающей воды.

Задача изобретения достигается также тем, что ковочный блок выполнен с возможностью перемещения верхнего бойка вниз, к неподвижному нижнему бойку, а двух боковых бойков - вниз и навстречу друг другу.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого устройства и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

Выполнение неподвижной ковочной оправки и центрирующего хвостовика с по меньшей мере одним продольным предпочтительно осесимметричным каналом и гидравлически связанными с ним радиальными каналами для подачи технологической смазки обеспечивает гарантированную и постоянную подачу смазки в зону деформирования полой заготовки и в зону центрирования ее откованной части при горячей радиальной ковке, а также в зону деформирования выглаживанием поверхности сформированного в заготовке канала, что уменьшает усилия при продвижении заготовки на оправке с центрирующим хвостовиком и снижает износ оправки и хвостовика, исключает перегрев в зоне деформирования выглаживанием, что повышает точность размеров и качество рабочей поверхности изготавливаемых длинномерных цилиндрических изделий, а также повышает надежность работы устройства.

Кроме того, расположение радиальных каналов на конической поверхности ковочной оправки со смещением в сторону вершины конуса обеспечивает подачу технологической смазки в место максимальной величины кольцевого пространства между конусной поверхностью оправки и внутренней поверхностью трубной заготовки.

А выполнение радиальных каналов с площадью сечения, меньшей площади сечения продольного канала, позволяет осуществлять подачу смазки под необходимым давлением.

Выполнение в ковочной оправке осевых каналов для подачи охлаждающей воды препятствует перегреву оправки, что повышает ее стойкость и, соответственно, срок службы.

Выполнение ковочного блока с возможностью перемещения верхнего бойка вниз, к неподвижному нижнему бойку, а двух боковых бойков - вниз и навстречу друг другу, позволяет использовать все преимущества четырехбойкового ковочного устройства.

Заявляемые способ изготовления прецизионных труб и радиально-ковочная машина для его осуществления поясняются чертежами, где на фиг.1 изображена схема горячей радиальной ковки полуфабриката трубы на ковочной оправке с центрирующим хвостовиком; на фиг.2 - схема холодной радиальной ковки на ковочной оправке с выглаживанием на дополнительной оправке. На чертежах обозначено: 1 - бойки; 2 - зажимные головки-манипуляторы; 3 - ковочная оправка; 4 - державка; 5 - центрирующий хвостовик; 6 - полая заготовка; 7 - дополнительная выглаживающая оправка; 8 - калибрующий поясок; 9 - продольный канал; 10 - радиальные каналы.

Заявляемый способ изготовления прецизионных труб осуществляют следующим образом.

Нагретую до ковочной температуры заготовку 6 куют четырьмя бойками 1 на короткой неподвижной ковочной оправке 3 с конической рабочей поверхностью, закрепленной на державке 4 (фиг.1). Оправку 3 фиксируют по каналу уже откованной части трубы с помощью центрирующего хвостовика 5 по оси ковки перед очередным обжатием в момент, когда поковка перемещается зажимной головкой 2.

После расточки канала, необходимой для удаления обезуглероженного слоя металла, осуществляют окончательную операцию формирования трубы холодной радиальной ковкой (фиг.2). Исходную заготовку перемещают в зоне деформации зажимной головкой 2 и куют бойками 1 на неподвижной оправке 3, закрепленной на державке 4, затем канал откованной части полой заготовки 6 последовательно выглаживают до окончательных размеров, формы и шероховатости дополнительной оправкой 7 с калибрующим пояском 8.

В зону деформирования полой заготовки 6 и в зону центрирования ее откованной части при горячей радиальной ковке, а также в зону деформирования выглаживанием поверхности сформированного в заготовке канала принудительно, под давлением, постоянно и равномерно на всю обрабатываемую поверхность подают жидкую технологическую смазку через продольный канал 9 и радиальные каналы 10 в ковочной оправке 3 и в центрирующем хвостовике 5 при горячей ковке, а также через продольный канал 9 и радиальные каналы 10 в ковочной оправке 3 при холодной ковке для исключения перегрева в этой зоне.

В качестве жидкой технологической смазки, подаваемой в зону деформирования полой заготовки бив зону центрирования ее откованной части при горячей радиальной ковке, могут использовать, например, водный раствор поваренной соли с графитом. Могут также использовать и другие стойкие при ковочной температуре и бездымные смазки: водный раствор поваренной соли с азотнокислым натрием, водный раствор коллоидного графита, углекислого лития, муравьинокислого лития и вторичных алкидсульфатов.

В качестве жидкой технологической смазки, подаваемой в зону деформирования выглаживанием, используют, например, индустриальное масло, которое для уменьшения коэффициента трения между оправками 3, 7 и заготовкой 6 могут смешивать с бисульфидом молибдена.

После каждого единичного обжатия устанавливают начало кантовки на угол полой заготовки и полуфабриката трубы не раньше начала их подачи, при этом при холодной радиальной ковке выдерживают следующее соотношение:

S<2·b·α/π,

где: S - величина подачи полуфабриката трубы;

b - ширина калибрующего пояска дополнительной оправки, мм;

α - угол кантовки полуфабриката трубы, рад.

Может быть установлено одновременное начало кантовки на угол и подачи полой заготовки при горячей радиальной ковке и полуфабриката трубы при холодной радиальной ковке.

Ковочную оправку 3 при горячей радиальной ковке могут охлаждать через осевые каналы оправки (на чертежах не показаны) путем принудительной подачи воды в эти каналы.

Пример 1. Прецизионную трубу изготавливают на радиально-ковочной машине усилием 2 МН. Исходный пруток диаметром 90 мм и длиной 1000 мм из стали 38Х2МОА рассверливают на ⌀_вн 35 мм, затем обтачивают по наружной поверхности до ⌀_н 80 мм, выдерживая разностенность не более 0,15 мм.

Полученную заготовку нагревают до 1150°C±15°C и куют на четырехбойковой радиально-ковочной машине. Канал поковки формируют водоохлаждаемой конической оправкой с центрирующим хвостовиком. В зону деформирования и центрирования полуфабриката подают под давлением смазку - водный раствор поваренной соли с графитом. После каждого обжатия заготовки 6 бойками 1 осуществляют одновременно кантовку заготовки и ее подачу.

Получают полуфабрикат следующих размеров: ⌀_н 50 мм, ⌀_вн 32 мм, длина 3500 мм (коэффициент вытяжки 3,5). После чего трубу растачивают до ⌀_вн 35 мм с шероховатостью в канале Ra 1,6-0,8, подрезают торцы и оформляют технологический конец длиной 200-400 мм под захваты зажимной головки радиально-ковочной машины. Заготовку куют в холодном состоянии на конической оправке, а канал трубы выглаживают дополнительной оправкой, рабочая часть которой смещена за пределы зоны ковки. При этом в зону деформирования выглаживанием под давлением подают смазку - смешанное с бисульфидом молибдена индустриальное масло. После каждого обжатия бойками осуществляют одновременно кантовку заготовки на угол 5° и подачу на величину S=0,9 мм, т.е. выдерживается соотношение:

S<2·b·α/π или 0,9<2·25·5/180,

где b=25 мм.

Таким образом получают цилиндр длиной 4100 мм, с наружным диаметром 44 мм, внутренним диаметром 32,28±0,007 мм, с шероховатостью в канале Ra 0,10-0,12 мкм.

Радиально-ковочная машина для осуществления способа изготовления прецизионных труб (фиг.1, 2) содержит ковочный блок с четырьмя бойками 1, одну или две зажимные головки-манипуляторы 2, предназначенные для жесткого закрепления заготовки 6 и расположенные с одной или двух сторон ковочного блока, и неподвижную короткую ковочную оправку 3 с конической рабочей поверхностью, установленную в зоне действия бойков 1 с помощью штанги-державки 4, удерживаемой манипулятором 2. Радиально-ковочная машина содержит также выполненные с возможностью присоединения к оправке 3 центрирующий хвостовик 5 для горячей радиальной ковки полуфабриката трубы и дополнительную оправку 7 с калибрующим цилиндрическим пояском 8 для холодной радиальной ковки с выглаживанием. Выглаживающая оправка 7 может быть установлена на стержне оправки 3 с промежуточной эластичной втулкой, выполненной, например, из полиуретана, и закрепленной гайкой (на чертежах не показаны).

Ковочная оправка 3 и центрирующий хвостовик 5 выполнены с продольным осесимметричным каналом 9 и гидравлически связанными с ним радиальными каналами 10 для подачи технологической смазки.

При этом радиальные каналы 10 расположены на конической поверхности ковочной оправки 3 со смещением в сторону вершины конуса, и их площадь сечения, а также площадь сечения радиальных каналов 10 в центрирующем хвостовике меньше площади сечения продольного канала 9.

В ковочной оправке 3 могут быть выполнены осевые каналы (на чертежах не показаны) для принудительной подачи охлаждающей воды.

В качестве ковочного блока может быть использовано четырехбойковое ковочное устройство, в котором верхний боек перемещается вниз, к неподвижному нижнему бойку, а два боковых бойка -вниз и навстречу друг другу.

Радиально-ковочная машина работает следующим образом.

В открытое рабочее пространство ковочного блока с помощью зажимных головок-манипуляторов 2 подают нагретую до температуры деформации полую заготовку 6, располагая продольную ось заготовки вдоль продольной оси устройства. В полость заготовки 6 вдоль ее продольной оси устанавливают с зазором оправку 3 с центрирующим хвостовиком 5. По каналу 9 и радиальным каналам 10 под давлением подают технологическую смазку, которая равномерно распределяется по всей зоне деформирования и центрирования. После этого включают рабочий ход пресса, при котором бойки 1 ковочного блока перемещаются по направлению к заготовке 6 и обжимают ее с четырех сторон. После каждого обжатия осуществляют подачу и кантовку заготовки бив этот момент фиксируют оправку 3 по каналу уже откованной части трубы с помощью центрирующего хвостовика 5. Благодаря наличию смазки, заготовка легко перемещается по оправке, уменьшается износ оправки. Для повышения стойкости оправки ее могут охлаждать, пропуская под давлением охлаждающую воду по осевым каналам.

После горячей радиальной ковки полуфабрикат трубы растачивают по внутреннему диаметру для удаления окалины и вновь устанавливают в открытое рабочее пространство ковочного блока. В полость полуфабриката вдоль ее продольной оси устанавливают с зазором оправку 3 уже с присоединенной к ней выглаживающей оправкой 7 с калибрующим пояском 8. По каналу 9 и радиальным каналам 10 оправки 3 под давлением подают технологическую смазку, которая равномерно распределяется по всей зоне деформирования. Осуществляют холодную радиальную ковку полуфабриката бойками 1 с последующей окончательной чистовой обработкой - выглаживанием, при этом калибрующий поясок 8 окончательно формирует размеры и форму внутренней полости полученной трубы и шероховатость ее внутренней поверхности. Благодаря смазке, исключается перегрев в зоне деформирования.

Пример 2. В открытое рабочее пространство четырехбойкового ковочного устройства с помощью зажимных головок-манипуляторов 2 подают нагретую до температуры 1150°±15°C заготовку 6, располагая продольную ось заготовки вдоль продольной оси устройства. В полость заготовки 6 вдоль ее продольной оси устанавливают водоохлаждаемую оправку 3 с центрирующим хвостовиком 5. По каналу 9 и радиальным каналам 10 под давлением подают смазку - водный раствор поваренной соли с графитом. В процессе ковки бойки 1 четырехбойкового устройства перемещаются по направлению к заготовке 6 таким образом, что верхний боек перемещается вниз, к неподвижному нижнему бойку, а два боковых бойка - вниз и навстречу друг другу, и обжимают заготовку с четырех сторон. После каждого обжатия осуществляют подачу и кантовку заготовки 6 и в этот момент фиксируют оправку 3 по каналу уже откованной части трубы с помощью центрирующего хвостовика 5. После горячей радиальной ковки расточенный полуфабрикат вновь устанавливают в открытое рабочее пространство четырехбойкового устройства. В полость полуфабриката устанавливают оправку 3 с присоединенной к ней выглаживающей оправкой 7 с калибрующим пояском 8. По каналу 9 и радиальным каналам 10 оправки 3 под давлением подают смазку типа ИГП-18. Осуществляют холодную радиальную ковку полуфабриката бойками 1 с последующим выглаживанием, получают трубу с допуском по внутреннему диаметру не более ±0,01 мм, с шероховатостью в канале по Ra не более 0,15 мкм. При этом увеличивается в 3 раза срок службы оправки и, соответственно, надежность работы машины вцелом.

Изобретения относятся к обработке металлов давлением и могут быть использованы при производстве цилиндров скважинных штанговых насосов. Получают полуфабрикат трубы горячей радиальной ковкой полой заготовки на неподвижной ковочной оправке с конической рабочей поверхностью. Используют центрирующий хвостовик для фиксации ковочной оправки по каналу уже откованной части. После расточки канала производят холодную радиальную ковку с выглаживанием поверхности канала посредством дополнительной оправки. Горячую и холодную ковку ведут бойками на радиально-ковочной машине. После каждого обжатия в процессе горячей и холодной ковки осуществляют подачи и кантовки полой заготовки и полуфабриката. В зону деформирования заготовки, в зону центрирования ее откованной части и в зону выглаживания поверхности канала полуфабриката подают жидкую технологическую смазку. Подачу производят через радиальные каналы в ковочной оправке и в центрирующем хвостовике. Устанавливают начало кантовки на угол полой заготовки и полуфабриката трубы после каждого единичного обжатия не ранее начала их подачи. В результате повышаются точность размеров и качество поверхности получаемых труб, а также надежность работы машины. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ изготовления прецизионных труб, включающий получение полуфабриката трубы горячей радиальной ковкой полой заготовки на ковочной оправке с конической рабочей поверхностью, которую осуществляют с фиксацией ковочной оправки по каналу уже откованной части полой заготовки посредством центрирующего хвостовика, расточку канала полуфабриката трубы и последующую холодную радиальную ковку упомянутого полуфабриката с расточенным каналом на ковочной оправке с выглаживанием поверхности сформированного канала до окончательных размеров, формы и шероховатости поверхности посредством дополнительной оправки с калибрующим пояском, при этом после каждого обжатия в процессе горячей и холодной ковки осуществляют подачи и кантовки на угол соответственно полой заготовки и полуфабриката трубы, отличающийся тем, что в зону деформирования полой заготовки и в зону центрирования ее откованной части при горячей радиальной ковке, а также в зону деформирования выглаживанием поверхности сформированного в заготовке канала подают жидкую технологическую смазку через радиальные каналы в ковочной оправке и в центрирующем хвостовике при горячей радиальной ковке, а также через радиальные каналы в ковочной оправке при холодной радиальной ковке, при этом устанавливают начало кантовки на угол полой заготовки и полуфабриката трубы после каждого единичного обжатия не ранее начала их подачи, причем при холодной радиальной ковке выдерживают следующее соотношение:
S<2·b·α/π,
где S - величина подачи полуфабриката трубы, мм;
b - ширина калибрующего пояска дополнительной оправки, мм;
α - угол кантовки полуфабриката трубы, рад.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкой технологической смазки, подаваемой в зону деформирования полой заготовки и в зону центрирования ее откованной части при горячей радиальной ковке, используют водный раствор поваренной соли с графитом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что устанавливают одновременное начало кантовки на угол и подачи полой заготовки при горячей радиальной ковке полуфабриката трубы при холодной радиальной ковке.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что ковочную оправку при горячей радиальной ковке охлаждают через осевые каналы оправки путем принудительной подачи предпочтительно воды в эти каналы.

5. Радиально-ковочная машина для изготовления прецизионных труб, содержащая ковочный блок с четырьмя бойками, одну или две зажимные головки-манипуляторы, расположенные с одной или с двух сторон ковочного блока, неподвижную ковочную оправку с конической рабочей поверхностью, установленную посредством штанги-державки в зоне действия бойков ковочного блока, и выполненные с возможностью присоединения к неподвижной ковочной оправке центрирующий хвостовик для горячей радиальной ковки полой заготовки и дополнительную оправку с калибрующим пояском для холодной радиальной ковки полуфабриката трубы с выглаживанием, отличающаяся тем, что неподвижная ковочная оправка и центрирующий хвостовик выполнены с по меньшей мере одним продольным предпочтительно осесимметричным каналом и гидравлически связанными с ним радиальными каналами для подачи технологической смазки.

6. Машина по п.5, отличающаяся тем, что радиальные каналы для подачи технологической смазки расположены на конической рабочей поверхности неподвижной ковочной оправки со смещением в сторону вершины конуса.

7. Машина по п.5 или 6, отличающаяся тем, что радиальные каналы для подачи технологической смазки выполнены с площадью сечения, меньшей площади сечения продольного канала.

8. Машина по п.5, отличающаяся тем, что в ковочной оправке выполнены осевые каналы для принудительной подачи охлаждающей воды.

9. Машина по п.5, отличающаяся тем, что ковочный блок выполнен с возможностью перемещения верхнего бойка вниз к неподвижному нижнему бойку, а двух боковых бойков - вниз и навстречу друг другу.