способ изготовления полой насосной штанги

Формула изобретения

1. Способ изготовления полой насосной штанги, включающий нагрев полой заготовки, формирование профиля и геометрических размеров наружной поверхности головки штанги штамповкой, отличающийся тем, что штамповку осуществляют до получения сплошного участка длиной не меньше длины готовой головки, после чего в сплошном участке выполняют соединенный с полостью тела штанги канал сверлением, базируя заготовку на наружную поверхность тела штанги.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при выполнении канала заготовку базируют на наружную поверхность части тела штанги, примыкающей к головке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к механической обработке металлов и может быть использовано для изготовления полых изделий штамповкой концевых элементов.

Известен способ производства полых насосных штанг (пат. RU 2233214, МПК⁷ В 23 Р 15/00, опубл. 2003.10.27), включающий нагрев полой заготовки, формирование деформацией профиля и геометрических размеров наружной поверхности головки штанги, последующее выполнение в головке сквозного канала сверлением, изготовление тела штанги и последующее соединение тела и головки сваркой трением.

При использовании такого способа получают неравнопрочную полую штангу со сварными швами, снижающими прочность штанги, что может привести к ее обрыву в месте сварки при работе в условиях сложных знакопеременных нагрузок, которые испытывает штанга при эксплуатации.

Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является способ изготовления полой штанги (пат. CN 1117896, МПК В 21 К 21/12, опубл. 1996.03.06), включающий нагрев полой заготовки, формирование профиля и геометрических размеров наружной поверхности головки штанги штамповкой на пуансоне.

Такой способ позволяет получить равнопрочную полую штангу без сварных швов.

Однако такой способ сложен и дорогостоящий. Это объясняется необходимостью использования при штамповке длинного пуансона малого диаметра. При деформации пуансон испытывает изгиб и истирание, что снижает стойкость пуансона. В процессе штамповки возможно прилипание материала заготовки к пуансону, что усложняет его удаление после штамповки.

Задачей изобретения является упрощение и удешевление способа изготовления полой насосной штанги.

Поставленная задача решается усовершенствованием способа изготовления полой насосной штанги, включающего нагрев полой заготовки, формирование профиля и геометрических размеров наружной поверхности головки штанги штамповкой.

Для решения поставленной задачи штамповку осуществляют до получения сплошного участка длиной не меньше длины готовой головки, после чего в сплошном участке выполняют соединенный с полостью тела штанги канал сверлением, базируя заготовку на наружную поверхность тела штанги.

Кроме того, при выполнении сквозного канала заготовку могут базировать на наружную поверхность части тела штанги, примыкающей к головке.

Осуществление штамповки до получения сплошного участка длиной не меньше длины готовой головки позволяет сформировать профиль и геометрические размеры наружной поверхности головки штанги без использования пуансона, что необходимо для упрощения и удешевления способа.

Последующее выполнение сверлением в сплошном участке канала, соединенного с полостью тела штанги, позволяет получить полую штангу.

Базирование заготовки при сверлении канала на наружную поверхность тела штанги обеспечивает соосность канала в головке и полости тела штанги.

Базирование заготовки при выполнении сквозного канала на наружную поверхность части тела штанги, примыкающей к головке, позволяет уменьшить отклонение от соосности оси канала головки и полости тела штанги.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображены эскизы исходной заготовки и после переходов штамповки, на фиг.2 - схема базирования заготовки при сверлении канала.

Способ осуществляется следующим образом.

Полую заготовку, длина которой определяется соотношением

где L_з - длина исходной заготовки,

L_ш - длина готовой штанги,

L_з.с.уч - длина части заготовки, из которой получают сплошной участок,

V_c.уч - объем сплошного участка,

D_н.з - наружный диаметр поперечного сечения исходной заготовки,

d_в.з - внутренний диаметр поперечного сечения исходной заготовки,

L_г - длина головки готовой штанги,

К - коэффициент, учитывающий потери металла при штамповке (облой, угар и т.д.), К=1,05,

нагревают до температуры штамповки. Формируют профиль и геометрические размеры наружной поверхности головки 1 штанги штамповкой до получения сплошного участка 2 длиной не меньше длины готовой головки 1. После этого в сплошном участке 2 выполняют соединенный с полостью 3 тела штанги канал 4 сверлением, базируя заготовку на наружную поверхность 5 тела штанги. В приведенном варианте при выполнении канала 4 заготовку базируют на наружную поверхность 5 части тела штанги, примыкающей к головке 1.

Предлагаемым способом изготовили полую штангу ШН 22 длиной L_ш=8000 мм, наружным диаметром тела штанги 22 мм, с каналом диаметром 7,5 мм из стали 15Х2ГМФ. Параметры исходной заготовки L_з=8400 мм, D_н.з =22 мм, d_в.з=7,5 мм. Заготовку нагревали до температуры 1200°С. Штамповку производили на горизонтально-ковочной шестиручьевой машине (ГКМ) с усилием 400 Тн. В первом ручье осуществляли набор металла с частичным заполнением канала по длине концевого участка. Во втором ручье осуществляли предварительный набор металла, в третьем - окончательный набор металла. В четвертом ручье осуществляли предварительную штамповку, в пятом - окончательную для формирования профиля и геометрических размеров наружной поверхности головки штанги. В шестом ручье осуществляли обрезку облоя. В результате штамповки получили заготовку с полой средней частью - телом штанги и сплошными концевыми участками 2, длина L_c.уч каждого из которых равна L_г - длине головки готовой штанги (фиг.2). После этого в сплошном участке 2 выполняли соединенный с полостью 3 тела штанги канал 4 сверлением, базируя заготовку на наружную поверхность 5 части тела штанги, примыкающей к головке 1, обеспечивая соосность канала 4 в головке 1 и полости 3 тела штанги 4.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет получить равнопрочную полую штангу с каналом в головке, соосным полости тела штанги без использования при штамповке длинного пуансона малого диаметра и за счет этого упростить и удешевить ее изготовление.