Длинная оправка для волочения труб

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных бесшовных труб методом протяжки на длинной оправке полых заготовок с дном. Пель изобретения - распшрение технологических возможностей . Длинная оправка для волочения труб содержит стержень 1 с наконечником 2 и размещенную на стержне втулку 3. Посадочная поверхность втулки на длине, составляющей 0,7-0,9 длины втулки, выполнена конической, расширяющейся в сторону наконечника с углом конусности равным 1-15°, и минимальным диаметром, равным диаметру стержня. В стенке втулки выполнен сквозной трапециевидный паз по винтовой линии с углом подъема, большим угла трения, но меньшим 90°. Зазор между стенками паза увеличивается в сторону наконечника и минимальная величина его равна 0,0050 , а максимальная - 0,0235 , где D - наружный диаметр втулки, мм; d - диаметр стержня, мм. 3 ил. i (Л со а ас

„„SU„„1360841

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (5D 4 В 21 С 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A8TOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i g 11. д,„.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3865965/23-02 (22) 11.03.85 (46) 23.12.87. Бюл. N - 47 (72) В.Д.Арефьев, С.Ф.Налимов, А.В.Пакало, Е.Д.Горохов и А.Ю.Петунин (53) 621.778.1.07(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 438468, кл. В 21 С 3/16, 1972. (54) ДЛИННАЯ ОПРАВКА ДПЯ ВОЛОЧЕНИЯ

ТРУБ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных бесшовных труб методом протяжки на длинной оправке полых заготовок с дном. Цель изобретения— расширение технологических возможностей. Длинная оправка для волочения труб содержит стержень 1 с наконечником 2 и размещенную на стержне втулку

3. Посадочная поверхность втулки на длине, составляющей 0,7-0,9 длины втулки, выполнена конической, расширяющейся в сторону наконечника с углом конусности, равным 1 — 15, и минимальным диаметром, равным диаметру стержня. В стенке втулки выполнен сквозной трапециевидный паз по винтовой линии с углом подъема, большим о угла трения, но меньшим 90 . Зазор между стенками паза увеличивается в сторону наконечника и минимальная величина его равна 0,0050 D /D-d, а максимальная — 0,0235 D /D-d, где

D — наружный диаметр втулки, мм;

d — - диаметр стержня, мм. 3 ил.

1360841

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных бесшовных труб методом протяжки на длинной оправке полых заготовок с дном.

Цель изобретения — расширение технологических воэможностей.

На фиг.1 изображена оправка, разрез; на фиг.2 — то.же, с надетой на нее заготовкой в исходном положении перед протяжкой через кольцо; на фиг,3 — то же, с заготовкой в процессе протяжки.

Оправка содержит стержень 1 с наконечником 2, размещенную на стержне скользящую втулку 3, посадочная по-. верхность которой на участке длиной

1=0,7-0 9 длины втулки выполнена ко-,i нической, расширяющейся в сторону наконечника с углом конусности

=1-15 и минимальным диаметром, равным диаметру d стержня. На остальной длине посадочная поверхность выполнена цилиндрической с диаметром, равным диаметру d стержня. Б стенке втулки выполнен сквозной трапециевидный паз по винтовой линии с углом р подъема, большим угла трения, но меньшим 90 и зазором между стенками паза, увеличивающимся в сторону наконечника, ми02 нимальным,=0,0050, и максимальD2 ным t =0 0235 — — где D — наружный

2 д д> диаметр втулки, мм; d — диаметр стер" жня мм

При величине угла (3 подъема винтовой линии менее угла трения (1-6 ) скользящая втулка автоматически не настраивается при смене кольца иэ-за самостопорения при упругой деформации втулки. При угле подъема винтовой о линии, равном 90, в процессе протяжки деформируемый металл заготовки затекает в зазор между стенками паза втулки и образовывает дефект на внутренней поверхности труб ("лампасы"), так как зазор между стенками в этом случае выполнен параллельно образующей втулки. При угле подъема винтовой линии, большим угла трения, но меньшим 90, на внутренней поверхности труб не остается следов от затекания металла, так как траектория течения металла расположена под углом к винтовой линии паза.

Величину зазора между стенками паза выбирают из условий сохранения упругой деформации втулки, причем минимальную величину зазора t выби1

D2 рают t =0 0050 †- а максимальную

Э

D-й величину зазора — равной Т =0,0235 рх изменение зазора от t, до

D-d происходит по линейной зависимости и развертка паза представляет собой .трапецию, большее основание которой направлено в сторону наконечника.

1ã.

D2

При зазоре менее 0,0050 диапазон регулирования становится слишком узким для удержания втулки в очаге деФормации, при зазоре более 0,0235

D> — — имеет -место пластическая дефорD-d мация стенки втулки, а при последующих протяжках втулка не удерживается на стержне при ее введении в полость заготовки.

Угол o(конусности конической поверхности выбирают в пределах 1 — 15О, учитывая условия сохранения упругой деформации втулки и оптимальных уг лов протяжных колец, так как для правильного течения процесса протяжки необходим угол протяжного кольца больше угла конусности наружной поверхности втулки по крайней мере на

1 . При угле c(менее 1 происходит увлечение втулки на стержне в протяжное кольцо и обрыв стенки заготовки, а.при угле более 15 -пластическая

40 деформация втулки и втулка теряет свои исходные размеры.

Конический участок втулки с минимальным диаметром, равным диаметру стержня, и,длиной в пределах 0,7 Ъ

0,9 длины втулки выбирается из условия удержания втулки силой трения на стержне в начальный момент введения заготовки в протяжное кольцо.

При длине более 0,9 длины втулки силы контактного трения на стержне недостаточны для удержания втулки.

При длине менее 0,7 длины втулки она не удерживается в очаге деформации в стационарной стадии протяжки (пос55 ле прохождения дна заготовки через кольцо). Под влиянием нормальных напряжений на контактной наружной поверхности втулки, соприкасающейся с трубой, и недостаточных силах трения

1360841 4 очаг деформации изменяется и втулка автоматически перенастраивается, приобретая другой угол конусной осадочной поверхности и другую конусность наружной поверхности, что позволяет ей удерживаться в очаге деформации.

Это подностью исключает необходимость замены втулок при последующих протяжках через кольца. После протяжки у поковки удаляют в отход дно и бахрому на противоположном торце, а по— лученную трубу используют по назначению.

Предлагаемую оправку можно использовать при холодной деформации для вытяжки гильз с утонением стенки.

С целью повышения стойкости скользящей втулки ее рекомендуется изготавливать из жаропрочных металлов и сплавов.

Посадочную поверхность втулки наплавляют плакирующим слоем металла с коэффициентом термического расширения, превышающим в 1,1-1,7 раза коэффициент термического расширения основного металла втулки, В этом случае после каждого протягивания втулка несколько охлаждается, внутренний слой сжимается на большую величину, чем наружный, что приводит к плотно му охвату стержня втулкой. В качестве плакирующего металла можно использовать аустенитные стали типа

08Х18Н10Т, а в качестве основного металла — низколегированные стали типа 5ÕÍÌ.

Использование предлагаемой оправ.ки позволяет расширить технологические возможности за счет использования одной оправки при протяжке через

I несколько колец и тем самым значительно сократить пары скользящих втулок и их смену после каждого кольца. конической поверхности втулки со стержнем она смещается в сторону, противоположную направлению протягивания, до момента исчезновения контакта с трубой. В этом случае процесс 5 протяжки нарушается.

Оправка работает следующим образом.

На оправку надевают заготовку и вводят в кольцо. В начальный момент 10 введения в кольцо наконечник стержня упирается в дно заготовки, а втулка находится в крайнем левом положении у наконечника с зазором между стенками паза. В процессе протяжки (фиг.3) 15 стержень передает усилие пресса через наконечник на дно заготовки, увлекая ее в кольцо. При прохождении дна заготовки через кольцо втулка не отходит от торца наконечника, удерживаясь первоначально на стержне силой трения цилиндрической части посадочной поверхности, поскольку втулка надевается на стержень с натягом.

При прохождении втулки через очаг де-25 формации зазор между стенками уменьшается за счет радиального давления . металла, втулка скручивается вокруг своей продольной оси, уменьшаясь в диаметре со стороны внутреннего ко- 30 нуса. Одновременно уменьшается угол конусности, который может при большой величине обжатия уменьшаться до 0 °

При этом площадь охвата втулкой уве- . личивается, что способствует затягиванию втулки стержнем в очаг деформации. Одновременно с уменьшением конуса втулки ее противоположный торец за счет упругой деформации увеличивается в диаметре, а наружная поверхность втулки становится конической с конусом, сужающимся в сторону наконечника. Образованию конуса на наружной поверхности способствует разница в длинах плеч рычага, короткое плечо 45 составляет 0 1 — 0,3 длины втулки, а длинное плечо О, 7 — О, 9 длины втулки.

При образовании конуса на поверхности втулки возникают нормальные силы от давления деформируемого ме- 50 талла, которые выталкивают оправку из деформационной зоны.. Таким образом, втулка находится под действием двух групп сил: трения по стержню и нормальных сил по наружной поверх- 55 ности. Соотношение этих сил позволяет удерживать втулку в очаге деформации.

При протяжке через последующие кольца

Формула изобретения

Длинная оправка для волочения труб, содержащая стержень с наконечником и размещенную на стержне скользящую втулку, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, посадочная поверхность втулки на длине, составляющей О, 7-0,9 длины втулки, выполнена конической с расширением в сторону наконечника с углом конусности, равным 1-15,.и минимальным диаметром, равным диаметру стержня, а в стенке втулки выполнен сквозной трапециевид1360841

Составитель Н.Умягина

Техред М. Ходанич Корректор С.Черни

Редактор И.Шулла

Заказ 6178/13 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ный паз по винтовой линии с углом подъема, большим угла трения, но мень.шим 90 и зазором между стенками паза с увеличением в сторону наконечни02. ка минимальным, равным 0 0050 — —-ю D d ю

П2 и максимальным, равным 0,0235 — —, где D — - наружный диаметр втулки;

d — - диаметр стержня.