RU2018397C1

RU2018397C1 - Method of making tube articles

Info

Publication number: RU2018397C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Глухов; Н.А. Корякин; В.Б. Федоров; В.А. Хоменко
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: tube skelp is deformed on a tapered punch with a burnishing tool. From the side of the smallest diameter of the working area the punch has a calibrating area made of two opposite directed tapered areas with a cylindrical area located between them. The diameter of the cylindrical area is equal to the largest diameter of the tapered working area. The blank is deformed by burnishing on the punch with a matrix sloped at a small angle to the punch axle and gaining the movement of circular burnishing from a special mechanism. After that the punch with the blank is extracted from the matrix, and the stamped article is removed from the punch shifting the pusher downwards relative to the punch. At the same time the expansion of the article is exercised with the tapered area of the calibrating member facing the smallest diameter of the tapered working area of the punch. The hole calibration is carried out with the cylindrical area of the calibrating member whose diameter is equal to the largest diameter of the tapered working area of the punch. As a result the inner surface of the article assumes a cylindrical form, the outer surface obtains a tapered for, . As the deformation degree of the blank during the expansion is rather small, the effort of the removal of the stamped article from the punch is not large either. The method is used when producing thin-walled tube articles. EFFECT: facilitated manufacture. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству тонкостенных трубных изделий. The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular the production of thin-walled tubular products.

Известен способ получения тонкостенных трубных изделий, включающий деформирование заготовок на коническом пуансоне (так как при деформировании заготовок на цилиндрическом пуансоне затруднен съем изделия вследствие больших усилий при деформировании) обкатывающей матрицей вначале вытяжкой с утонением, а затем вытяжкой с утонением и прессованием в торец заготовки [1]. A known method of producing thin-walled tubular products, including the deformation of the workpieces on a conical punch (since when deforming the workpieces on a cylindrical punch, it is difficult to remove the product due to the great effort during deformation), the rolling matrix first draws with thinning, and then draws with thinning and pressing into the end face of the workpiece [1 ].

Усилие съема отштампованных изделий с пуансона при осуществлении данного способа минимально, однако внутренняя поверхность у изделия получается конической и для получения поверхности у изделия цилиндрической необходимо проведение трудоемкой механической обработки этой поверхности. The effort to remove the stamped products from the punch during the implementation of this method is minimal, however, the inner surface of the product is conical and to obtain the surface of the product is cylindrical, laborious machining of this surface is necessary.

Наиболее близок к предлагаемому способу изготовления трубных изделий способ прессования заготовок на коническом пуансоне обкатывающей матрицей и съем с него отштампованного изделия [2]. Closest to the proposed method for the manufacture of tubular products, the method of pressing the blanks on a conical punch with a rolling die and removing the stamped product from it [2].

Недостатком известного способа является то, что получаемые изделия имеют недостаточно высокое качество, поскольку внутренняя поверхность у них коническая, а толщина стенки по высоте переменная. The disadvantage of this method is that the resulting products are not of high enough quality, since their inner surface is conical, and the wall thickness is variable in height.

Для устранения отмеченного недостатка необходимо проводить механическую обработку внутренней поверхности изделий, поэтому трудоемкость получения тонкостенных трубных изделий этим способом значительна, при этом также возрастают и отходы металла. To eliminate the noted drawback, it is necessary to carry out machining of the inner surface of the products, therefore, the complexity of obtaining thin-walled tubular products in this way is significant, while metal waste also increases.

Целью изобретения является повышение качества и снижение трудоемкости изготовления изделий. The aim of the invention is to improve the quality and reduce the complexity of manufacturing products.

Это достигается тем, что при съеме изделия с пуансона одновременно осуществляют его раздачу. This is achieved by the fact that when removing the product from the punch at the same time carry out its distribution.

На фиг.1 представлена схема окончания прессования трубного изделия обкатывающей матрицей; на фиг.2 - съем отштампованного изделия и пуансона с его одновременной раздачей;на фиг.3 - съем отштампованного изделия с пуансона с одновременной его раздачей и утонением стенки обкатывающей матрицей. Figure 1 presents a diagram of the end of the pressing of a tubular product rolling matrix; figure 2 - removal of the stamped product and the punch with its simultaneous distribution; figure 3 - removal of the stamped product from the punch with its simultaneous distribution and thinning of the wall of the rolling matrix.

Способ реализуется с помощью устройства, содержащего пуансон 1 с коническим рабочим участком 2. Со стороны наименьшего диаметра рабочего участка 2 пуансон 1 имеет калибрующий участок 3, выполненный из двух противоположно направленных конических участков и с расположенным между ними цилиндрическим участком, диаметр которого равен наибольшему диаметру конического рабочего участка. Соосно пуансону 1 размещен толкатель 4, получающий движение от специального привода (на чертеже не показан). Пуансон 1 крепится к ползуну пресса (не показан). Заготовка 5 деформируется на пунсоне матрицей 6, наклоненной под небольшим углом к оси пуансона и получающей движение кругового обкатывания о специального механизма (не показан). The method is implemented using a device containing a punch 1 with a conical working section 2. From the side of the smallest diameter of the working section 2, the punch 1 has a calibrating section 3 made of two oppositely directed conical sections and with a cylindrical section located between them, the diameter of which is equal to the largest diameter of the conical work area. Coaxial to the punch 1 is a plunger 4 receiving movement from a special drive (not shown in the drawing). The punch 1 is attached to a press slider (not shown). The workpiece 5 is deformed on the punch by a matrix 6, inclined at a slight angle to the axis of the punch and receiving a circular rolling movement about a special mechanism (not shown).

Исходную трубную заготовку 5 насаживают на пуансон 1 до упора в толкатель 4. Для этого предварительно на корпус механизма обкатывания устанавливают подкладную плиту (не показана), на нее - заготовку 5 и вводят пуансон 1. Затем приподнимают пуансон, убирают подкладную плиту и осуществляют деформирование заготовки 5, проталкивая ее на пуансоне в обкатываемую матрицу. The initial tube billet 5 is inserted onto the punch 1 until it stops in the pusher 4. For this, a backing plate (not shown) is first installed on the body of the rolling mechanism, a blank 5 is inserted on it and the punch 1 is inserted. Then the punch is lifted, the backing plate is removed and the workpiece is deformed 5, pushing it on the punch into the rolling matrix.

При этом толщина стенки заготовки уменьшается, длина ее увеличивается. Поскольку толкатель 4 и пуансон 1 не имеют в этот момент относительного перемещения, то заготовка непрерывно сходит с пуансона, при этом между ней и конической поверхностью пуансона образуется небольшой зазор. В то же время заготовка не может получить большого искривления в случае неравномерного течения металла, поскольку конусность рабочего участка может быть выполнена в пределах нескольких минут (3-5'), и максимальный зазор в этом случае будет в пределах нескольких десятых миллиметра (при длине изделия 500 мм и конусности 5' зазор ≈ 0,75 мм на сторону). В пределах этой величины может произойти искривление заготовки, но не более. In this case, the wall thickness of the workpiece decreases, its length increases. Since the pusher 4 and the punch 1 do not have relative movement at this moment, the workpiece continuously leaves the punch, and a small gap is formed between it and the conical surface of the punch. At the same time, the workpiece cannot get much bent in case of uneven metal flow, since the taper of the working section can be performed within a few minutes (3-5 '), and the maximum clearance in this case will be within a few tenths of a millimeter (with the length of the product 500 mm and taper 5 'clearance ≈ 0.75 mm per side). Within this value, bending of the workpiece may occur, but no more.

Процесс прессования заготовки заканчивают при получении на ней со стороны толкателя технологического уступа на наружной поверхности определенных размеров (обычно в зависимости от диаметральных размеров изделия 20-40 мм). The process of pressing the workpiece is completed upon receipt on it of the pusher side of the technological ledge on the outer surface of certain sizes (usually depending on the diametrical dimensions of the product 20-40 mm).

После этого пуансон 1 с заготовкой 5 выводят из матрицы 6 и осуществляют съем отштампованного изделия с пуансона, перемещая толкатель 4 относительно пуансона. При этом одновременно производится раздача изделия, которая осуществляется коническим участком калибрующего элемента 3, обращенным к наименьшему диаметру конического рабочего участка 2 пуансона, а калибровка отверстия - цилиндрическим участком калибрующего элемента, диаметр которого равен наибольшему диаметру конического рабочего участка пуансона. В результате внутренняя поверхность у изделия приобретает цилиндрическую форму, наружная - коническую. Поскольку степень деформации заготовки при раздаче весьма мала, то усилие съема отштампованного изделия с пуансона также невелико. After that, the punch 1 with the workpiece 5 is removed from the matrix 6 and carry out the removal of the stamped product from the punch, moving the pusher 4 relative to the punch. In this case, at the same time, the product is distributed, which is carried out by the conical section of the gauge element 3, facing the smallest diameter of the conical working section 2 of the punch, and the hole is calibrated by the cylindrical section of the calibrating element, the diameter of which is equal to the largest diameter of the conical working section of the punch. As a result, the inner surface of the product acquires a cylindrical shape, the outer - conical. Since the degree of deformation of the workpiece during distribution is very small, the removal force of the stamped product from the punch is also small.

Для устранения конусности на наружной поверхности процесс съема можно вести следующим образом. После штамповки следует приподнять пуансон 1 вверх таким образом, чтобы цилиндрический участок его калибрующего элемента 3 разместился в зоне калибрующего пояска обкатывающей матрицы 6. Зафиксировав пуансон в таком положении, толкателем 4 производят съем отштампованного изделия с пуансона. При этом одновременно происходит раздача изделия (внутренняя поверхность становится цилиндрической) и утонение стенки заготовки при перемещении металла в постоянный равномерный зазор между цилиндрическим участком калибрующего элемента 3 и обкатывающей матрицей 6 (наружная поверхность изделия также становится цилиндрической). При подходе уступа на наружной поверхности изделия к матрице 6 съем прекращают. Пуансон перемещают вверх, окончательно съем изделия с пуансона осуществляют толкателем 4, после чего толкатель 4 возвращают в исходное положение. Цикл штамповки может быть повторен. To eliminate tapering on the outer surface, the removal process can be carried out as follows. After stamping, the punch 1 should be lifted up so that the cylindrical section of its calibrating element 3 is located in the area of the calibrating girdle of the rolling matrix 6. After fixing the punch in this position, the pusher 4 removes the stamped product from the punch. At the same time, the product is distributed (the inner surface becomes cylindrical) and the workpiece wall is thinned when the metal is moved to a constant uniform gap between the cylindrical section of the gauge element 3 and the rolling matrix 6 (the outer surface of the product also becomes cylindrical). When approaching the ledge on the outer surface of the product to the matrix 6, the removal is stopped. The punch is moved up, the final removal of the product from the punch is carried out by the pusher 4, after which the pusher 4 is returned to its original position. The stamping cycle can be repeated.

Процесс наживления исходной заготовки 5 на пуансон 1 можно производить свободно, а также совмещая его с дополнительной ее раздачей. При этом раздача идет в оптимальных условиях из-за малого контакта пуансона с заготовкой. The process of baiting the original workpiece 5 on the punch 1 can be done freely, as well as combining it with its additional distribution. In this case, the distribution is under optimal conditions due to the small contact of the punch with the workpiece.

Способ опробован при штамповке корпуса гидроподъемника из стали 35. Корпус гидроподъемника штамповали прессованием из трубной заготовки соответственно с размерами: наружный диаметр 95, толщина стенки 9, длина 500⁺⁵ мм. Заготовки перед деформированием в обкатывающей матрице раздавали до получения у них внутреннего диаметра 81 мм, затем их фосфатировали и омыливали в растворе хозяйственного мыла. Штамповку проводили на прессе П 7836 усилием 4000 кН,оснащенном специальным механизмом для придания матрице кругового обкатывающего движения с частотой 500 обкатываний в минуту. Параметры штамповки обкатыванием: угол наклона оси матрицы Θ = 2^о, подача 2,5 мм/обк, начало калибрующего пояска матрицы располагали ниже центра обкатывания на 2,2 мм.The method was tested during stamping of a hydraulic lift housing made of steel 35. The hydraulic lift housing was pressed by pressing from a tube stock, respectively, with dimensions: outer diameter 95, wall thickness 9, length 500 ^{+ 5} mm. The blanks were distributed before deformation in the rolling matrix until they had an inner diameter of 81 mm, then they were phosphated and saponified in a solution of laundry soap. Stamping was carried out on a press P 7836 with a force of 4000 kN, equipped with a special mechanism for imparting a circular rolling movement to the matrix with a frequency of 500 running per minute. Punching burnishing parameters: inclination axis of the matrix Θ = 2 ^o, feed 2.5 mm / LMC, the beginning of the sizing template located below the girdle of running around the center by 2.2 mm.

Относительная степень деформации ε = 19,8%, деформировали заготовки в холодном состоянии. Прессованием заготовок на цилиндрическом пуансоне показало, что при усилии прессования в пределах 340-440 кН усилие съема отштампованного изделия с пуансона составляло 220-300кН. The relative degree of deformation ε = 19.8%, the workpieces were deformed in the cold state. By pressing the blanks on a cylindrical punch, it was shown that with a pressing force within 340-440 kN, the removal force of the stamped product from the punch was 220-300 kN.

Конический пуансон для прессования имел следующие размеры: конический рабочий - длина 600 мм, наибольший и наименьший диаметры его соответственно 81,0 и 80,0 мм; калибрующий элемент - длина конических участков по 10 мм, цилиндрического - 30 мм, диаметр цилиндрического участка - 81,0 мм. The conical punch for pressing had the following dimensions: conical worker - length 600 mm, its largest and smallest diameters were 81.0 and 80.0 mm, respectively; the calibrating element - the length of the conical sections of 10 mm, cylindrical - 30 mm, the diameter of the cylindrical section - 81.0 mm

Прессование заготовок на коническом пуансоне показало, что при усилии прессования в пределах 240-340 кН, усилие съема отштампованного изделия с пуансона составляло 50-80 кН, а раздачи 100-180 кН. Таким образом силовое воздействие со стороны заготовки при ее съеме на конический пуансон значительно меньше, чем при цилиндрическом пуансоне. Поэтому следует ожидать повышения стойкости конического пуансона по сравнению с цилиндрическим из-за уменьшения его износа. The pressing of the blanks on a conical punch showed that with a pressing force in the range of 240-340 kN, the removal force of the stamped product from the punch was 50-80 kN, and the distribution was 100-180 kN. Thus, the force impact from the side of the workpiece when it is removed on the conical punch is significantly less than with a cylindrical punch. Therefore, one should expect an increase in the resistance of the conical punch compared to the cylindrical one due to a decrease in its wear.

При повышении стойкости пуансона повышается и качество изделий (более высокое качество будет иметь внутренняя поверхность, более стабильными будут размеры внутренней полости). Определенному износу будет подвержен калибрующий элемент. Но проблема решается при изготовлении пуансона в сборном варианте с отъемным калибрующим элементом, который можно выполнить из твердого сплава. Качество изделий, полученных на коническом пуансоне, характеризовалось следующими показателями: овальность внутреннего диаметра в пределах 0,05 мм, отклонение диаметра по длине в пределах также 0,05 мм, максимальное биение в плоскости при проверке на призмах на базе 500 мм имело 0,20-0,30 мм, шероховатость внутренней поверхности по R_а = 0,32-1,40 мкм. Наружная поверхность имела конусность в пределах 0,4-0,5 мм, она является не рабочей и обработке не подлежит. Качество внутренней поверхности удовлетворяет требованиям к изделию и она также после штамповки не обрабатывается.With increasing the resistance of the punch, the quality of the products also increases (the inner surface will have higher quality, the dimensions of the inner cavity will be more stable). The gauge element will be subject to certain wear. But the problem is solved in the manufacture of a punch in a prefabricated version with a detachable gauge element, which can be made of hard alloy. The quality of the products obtained on the conical punch was characterized by the following indicators: ovality of the inner diameter within 0.05 mm, deviation of the diameter along the length within 0.05 mm, the maximum runout in the plane when tested on prisms based on 500 mm had 0.20 -0.30 mm, the roughness of the inner surface according to R _a = 0.32-1.40 microns. The outer surface had a taper in the range of 0.4-0.5 mm, it is not working and cannot be processed. The quality of the inner surface meets the requirements for the product and it is also not processed after stamping.

Технико-экономический эффект от предлагаемого способа достигается за счет повышения качества и снижения трудоемкости изготовления трубных изделий. The technical and economic effect of the proposed method is achieved by improving the quality and reducing the complexity of manufacturing tubular products.

Изделие штампуется на коническом пуансоне в оптимальных условиях (пониженное усилие штамповки, поскольку трение сходящей заготовки о пуансон из-за малого контакта их минимально, минимален износ пуансона, увеличивается его долговечность и это положительно сказывается и на качестве изделий). The product is stamped on a conical punch under optimal conditions (reduced stamping force, since the friction of the outgoing workpiece on the punch due to their small contact is minimal, the punch wear is minimized, its durability increases, and this positively affects the quality of the products).

Однако внутренняя поверхность получается конической, что не желательно, так как ведет к трудоемкой дополнительной механической обработке внутренней поверхности трубных изделий. However, the inner surface is conical, which is not desirable, since it leads to a time-consuming additional machining of the inner surface of the pipe products.

Применение предлагаемого способа устраняет этот недостаток за счет раздачи изделия, которая осуществляется при съеме изделия с пуансона его калибрующим элементом. Таким образом, штампуя изделие на коническом пуансоне, получают его внутреннюю поверхность цилиндрической. Для получения равномерной толщины стенки в этом случае необходимо изделие обработать по наружной поверхности. Обработать коническую наружную поверхность на изделии для превращения ее в цилиндрическую проще, чем обработать внутреннюю коническую поверхность, поэтому трудоемкость получения трубных изделий предложенным способом ниже, чем известным. Предлагаемый способ позволяет за один ход ползуна пресса получать трубные изделия с равномерной толщиной стенки, т.е. и наружную поверхность у изделия получать также цилиндрической. The application of the proposed method eliminates this disadvantage due to the distribution of the product, which is carried out when removing the product from the punch with its calibrating element. Thus, stamping the product on a conical punch, get its inner surface is cylindrical. To obtain a uniform wall thickness in this case, it is necessary to process the product on the outer surface. To process the conical outer surface on the product to turn it into a cylindrical one is easier than to process the inner conical surface, therefore, the complexity of obtaining tubular products by the proposed method is lower than the known one. The proposed method allows for one stroke of the press slider to obtain pipe products with a uniform wall thickness, i.e. and the outer surface of the product is also cylindrical.

При применении предлагаемого способа может быть также сокращена номенклатура исходных заготовок за счет возможности их раздачи перед прессованием. When applying the proposed method, the range of initial blanks can also be reduced due to the possibility of their distribution before pressing.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING PIPE PRODUCTS, including the deformation of a pipe billet on a conical punch with a rolling matrix and removal from the punch of the obtained product, characterized in that, in order to improve the quality and reduce the laboriousness of the process for producing products, the pipe billet is deformed with a conical punch located on it the end face from the smallest diameter of the working section with a calibrating element, the working surface of which is made in the form of two oppositely directed conical sections s conjugate between a cylindrical portion whose diameter is the greatest diameter of the tapered working portion of the punch, and during removal of the resulting product with a punch carried distributing products by exposing the conical portion of the sizing element to the inner surface of the article and calibration inner surface by the action of the cylindrical portion of the sizing member.

2. The method according to claim 1, characterized in that, in order to eliminate tapering on the outer surface of the product, it is removed from the punch in a rolling matrix.