СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРУБ С ВНУТРЕННИМ ВИНТООБРАЗНЫМ ОРЕБРЕНИЕМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR PRODUCTION OF PIPES WITH INTERNAL HELICAL RIBBING AND DEVICE THEREFOR

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам получения труб сложного профиля методом прессования, и может быть использовано при производстве труб с внутренним винтообразным оребрением из цветных и высоколегированных трудно деформируемых металлов и сплавов на вертикальном прессе.
Известен способ изготовления труб с внутренним винтообразным оребрением методом прессования, включающий воздействие пуансоном на размещенную в контейнере пресса заготовку, выдавливание металла заготовки под воздействием сил, создаваемых движущимся пуансоном, через кольцевой канал, образованный матрицей и иглой, выполненной с оребрением и совершающей одновременно вращение и поступательное движение (JP 48-103070, В21С 23/08, В21С 23/14, B21D 53/24, опубл. 24.12.1973). Недостатками известного способа являются повышенные нагрузки на приводной механизм, образование разностенности на переднем конце трубы и невозможность реализации процесса на вертикальном прессе.
Наиболее близким техническим решением является способ изготовления профилей методом прессования, включающий воздействие пуансоном на заготовку, помещенную в контейнер пресса, подачу металла заготовки боковым истечением в матрицу, установленную под прямым углом к оси пуансона, и выдавливание металла в зазор между отверстием матрицы и пресс-иглой с получением профиля (Жолобов В.В., Зверев Г.И. Прессование металлов. Издание 2-е. М.: Металлургия, 1971, c. 12-14).
Недостатками известного способа являются необходимость использования, большого количества оборудования для получения на трубах внутреннего винтообразного оребрения, что приводит к удорожанию процесса производства, а также невозможность получения труб с внутренним винтообразным оребрением протяженной длины из металлов и сплавов.
Известно устройство для изготовления труб с винтообразным оребрением (SU 202856, В21С 37/20, В21С 3/10, опубл. 01.01.1967), включающее контейнер, пуансон, пресс-шайбу, матрицу, между матрицей и пресс-шайбой помещают металлическую заготовку, из которой прессуют трубы, на конце принудительно вращаемой пресс-иглы имеются винтовые нарезы, формой и размерами соответствующие внутреннему оребрению. В процессе прессования металл выдавливают через канал, образованный матрицей и пресс-иглой, при этом при вращении пресс-иглы формируется винтовое оребрение.
Наиболее близким техническим решением является устройство для изготовления профилей методом прессования, включающие контейнер, пуансон, установленный под прямым углом к оси прессования, матрицу и пресс-иглу (Перлин И.Л. Теория прессования металлов / И.Л. Перлин. М.: Металлургия, 1964 г., 344 с. (стр. 312).
Однако с помощью этих устройств невозможно получить трубы с внутренним винтообразным оребрением протяженной длины из металлов и сплавов.
Изобретение решает задачу получения труб с внутренним винтообразным оребрением протяженной длины на вертикальном прессе из металлов и сплавов без использования дополнительного оборудования.
Это достигается тем, что в способе изготовления труб с внутренним винтообразным оребрением, включающем подачу заготовки в контейнер, выполнение в ней сквозного канала сверлом пресс-иглы посредством вращения пресс-иглы до совмещения границы ее рабочего участка, имеющего винтообразные впадины и выступы, с поперечным сечением входного отверстия матрицы, остановку и фиксацию пресс-иглы, после чего производят одновременное воздействие пуансоном на заготовку с подачей заготовки в зазор между отверстием матрицы и пресс-иглой и вращение пресс-иглы с угловой скоростью, обеспечивающей подачу заготовки на один шаг оребрения.
Устройство для изготовления труб с внутренним винтообразным оребрением содержит контейнер, пуансон, установленные под прямым углом к оси пуансона матрицу и пресс-иглу, при этом пресс-игла установлена с возможностью вращения вокруг своей оси и имеет рабочий участок с винтообразными впадинами и выступами, на конце которого закреплено сверло.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично показано выполнение сквозного канала в заготовке вдоль оси прессования, на фиг. 2 - расположение инструмента перед началом прессования, на фиг. 3 - прессование металла заготовки и получение профиля.
Устройство для получения труб с внутренними винтообразным оребрением содержит контейнер 1, пуансон 2 с закрепленной на нем пресс-шайбой 3, матрицу 4, установленную в матрице-держателе 5 и размещенную под прямым углом к оси пуансона 2, пресс-иглу 6, установленную вдоль оси прессования. Пресс-игла 6 выполнена на рабочем участке 7 с винтообразными впадинами и выступами. На конце пресс-иглы закреплено сверло 8. Позицией 9 обозначена заготовка, позицией 10 - получаемая труба.
Способ осуществляют следующим образом.
На боковой поверхности контейнера 1 выполняют отверстие, в котором устанавливают матрицу 4 под прямым углом к оси пуансона 2 в матрице-держателе 5, в контейнер 1 подают заготовку 9. С противоположной стороны контейнера в отверстие вводят пресс-иглу 6, выполненную с винтообразными впадинами и выступами на рабочем участке 7 и с закрепленным на ее конце сверлом 8, которую размещают под углом к оси действия пресса. Вращая пресс-иглу 6, в заготовке 9 вдоль оси прессования просверливают сквозной канал. Вращение пресс-иглы 6 осуществляют до момента совмещения границы ее рабочего участка 7 с поперечным сечением входного отверстия матрицы 4, после чего пресс-иглу 6 останавливают (фиксируют). Затем в контейнер 1 вводят пуансон 2 с закрепленной на нем пресс-шайбой 3 и одновременно воздействуют пуансоном на заготовку 9 и возобновляют вращение пресс-иглы 6. Давление пресса передают пуансоном 2 через пресс-шайбу 3 на заготовку 9, металл заготовки боковым истечением поступает в зазор между отверстием матрицы 4 и пресс-иглой 6 и заполняет впадины на пресс-игле 6. Пресс-иглу 6 вращают с угловой скоростью, обеспечивающей один оборот иглы при подаче металла заготовки пуансоном на один шаг винтообразного оребрения. Выдавливаемый металл в наружном поперечном сечении принимает форму и размеры отверстия матрицы 4, а внутренняя поверхность полученной трубы 10 имеет внутреннее винтообразное оребрение.
Пример
Способ опробован на вертикальном гидравлическом испытательном прессе ПММ-125 усилием 1,25 МН.
В боковом отверстии контейнера с внутренним диаметром 60 мм установили матрицу с диаметром отверстия 40 мм с помощью матрицедержателя. В контейнер пресса помещали заготовку из свинца марки С1 длиной 200 мм и диаметром 58 мм. С помощью пресс-иглы, на конце которой закреплено сверло, в заготовке выполняли (сверлили) сквозной канал вдоль оси прессования. Затем останавливали пресс-иглу в положении, соответствующем совмещению границы рабочего участка пресс-иглы с поперечным сечением входного отверстия матрицы.
Максимальный диаметр пресс-иглы составлял 20 мм, ширина впадин 2 мм, глубина впадин 1 мм. На пуансоне диаметром 50 мм закрепляли пресс-шайбу, диаметр которой 58 мм.
-3
-1
Контейнер устанавливали вдоль оси движения пуансона, при перемещении пуансона со скоростью 0,25 мм/с одновременно вращали пресс-иглу, установленную в иглодержателе, с помощью привода вращения с частотой 3,26·10 с (скорость вращения 0,0205 рад/с) и получали трубы с внутренним винтообразным оребрением со следующими параметрами: наружный диаметр 40 мм, внутренний диаметр 20 мм, два внутренних винтообразных выступа шириной 2 мм, высотой 1 мм и шагом 230 мм. Длина трубы за исключением пресс-остатка составила 350 мм.
Использование предлагаемого способа получения труб обеспечивает возможность получения сравнительно длинных труб с внутренним винтообразным оребрением из трудно деформируемых металлов и сплавов на вертикальных прессах, а также оптимизацию процесса производства за счет совмещения отдельных операций.
Изобретение может быть использовано при производстве полых изделий с внутренним винтообразным оребрением для применения в теплообменных устройствах, конструкциях баллонов, при изготовлении ствольных труб для огнестрельного оружия, а также составных, котельных и других видов труб.