Способ изготовления труб

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении холоднодеформированных труб. Цель изобретения .- повышение производительности и улучшение качества труб с гладкими поверхностями. Деформацию трубы осуществляют в волоке на оправке, причем одному из этих элементов инструмента сообщают вращение. Вращаемый элемент инструмента имеет на своей поверхности винтовые канавки. Осевая скорость перемещения винтовых канавок в 2-10 раз превьтает осевую скорость перемещения металла на выходе из волоки. При этом вследствие развития знакопеременной деформации и увеличения доли сжимающих напряжений в очаге деформации повышается пластичность металла и становится возможным изготовление труб при больших разовых обжатиях с гладкой поверхностью. Для предотвращения скручивания трубы на поверхность, контактирующую с неподвижным элементом инструмента, накатывают сетку взаимно перпендикулярных рифлений, наклоненных к оси труби под углом + 40-50°. 5 ил., 1 табл. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Ю4 В21 С 1 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4074247/31-02 (22) 03.06.86 (46) 15,04,88, Бюл. ¹ 14 (71) Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова и Ревдинский завод по обработке цветных металлов (72) Ю.В.Шадрин, P,З.Акчурин, А.А.Богатов, В.М.Попов, В.И.Васев, А.А.Павлов и О.И.Мижирицкий (53) 621.774.1 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 539630, кл. В 21 С 1/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 207858, кл. В 21 С 23/10, 1962. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении холоднодеформированных труб. Цель изобретения ; повышение производительности и улучшение качества труб

ÄÄSUÄÄ 1388132 А1 с гладкими поверхностями. Деформацию трубы осуществляют в волоке на оправке, причем одному из этих элементов инструмента сообщают вращение. Вращаемый элемент инструмента имеет на своей поверхности винтовые канав» ки. Осевая скорость перемещения винтовых канавок в 2-10 раз превышает осевую скорость перемещения металла на выходе из волоки. При этом вследствие развития знакопеременной деформации и увеличения доли сжимающих напряжений в очаге деформации повышается пластичность металла и становится возможным изготовление труб при больших разовых обжатиях с гладкой поверхностью. Для предотвращения скручивания трубы на поверхность, контактирующую с неподвижным элементом инструмента, накатывают сетку взаимно перпендикулярных рифлений, наклоненных к оси трубы под углом

+ 40-50 . 5 ил., 1 табл.

1388132

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении холоднодеформируемых труб.

Цель изобретения - повышение производительности и улучшение качества труб с гладкими поверхностями.

На фиг.1 изображена схема очага деформации, на фиг,2 — сечение А-А 10 на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — сечение В-В на фиг.1, на фиг,5 — наружная поверхность трубы перед входом.

Способ осуществляют аледующим 15 образом, Трубу 1 надевают на стержень с оправкой 2 и задают механизмом пода-. чи в волоку 3. Перед волокой 3 поверхность трубы подвергают рифлению 20 в устройстве 4, причем рифления наносятся в виде сетки взаимно перпендикулярных углублений, наклоненных под углом 40 -50o к оси трубы, Формоизменение поперечного сечения заготовки при прохождении очага деформации следующее.

На первом этапе (фиг.2) заготовка входит в редуцирующую зону -фильеры, где уменьшает свой наружный диаметр °

В этой зоне касания трубы с оправкой

"не происходит, В зоне деформации на оправке (фиг.3) внутренний периметр указанного сечения делится на два характерных участка. Металл сечения на участке С оказывается расположенным напротив канавки, нарезанной на оправке, и под действием радиальных сил пластически затекает в нее, образуя ребро. Металл в зоне Р оказы- 40 вается расположенным напротив выступа оправки, разделяющего две соседние канавки, и, пластически деформируясь, перемещается в осевом направлении. Число участков С и П во 45 внутреннем периметре поперечного сечения трубы зависит от числа заходов винтовой нарезки оправки — при однозаходной нарезке их по одному, двухзаходной — по два и т.д.

При дальнейшей деформации положение зон С и D зависит от соотношения скоростей подачи металла v, и вращения оправки д. Если скорость металла на выходе из очага деформации ч равна осевой составляющей скорости движения канавок оправки ыБ, где S шаг винтовой линии канавки, то выдавленные на поверхности трубы ребра скользят вдоль канавок оправки не сминаясь и вид очага деформации в любом сечении по длине фильеры такой, как на фиг.3.

Если осевая скорость движения канавок оправки превышает скорость осевого течения металла в 2-10 раз, то

1 положение канавок относительно указанного поперечного сечения трубы меняется (фиг.4). Выдавленное ребро оказывается напротив выступа оправки и в результате пластической деформации выглаживается, а на гладкой части трубы выдавливается новое ребро в канавке оправки, При последующем повороте оправки положение зон опять меняется, винтовые ребра выглаживаются и вновь выдавливаются и т.д.

Такии образом, при v > p v,/Б процесс выдавливания ребер и их выглаживания для каждого поперечного сечения трубы протекает непрерывно и повторяется многократно, при движении данного сечения через фильеру.

С ростом степени деформации металл упрочняется и его объем, затекающий в канавки оправки, становится все меньше (фиг.4) ° В результате в калибрующеи пояске фильеры выдавливание и выглаживание ребер полностью прекращаются и труба выходит из очага деформации с гладкой внутренней поверхностью.

При прохождении через волоку 3 сетка рифлений 5 увеличивает силы трения в окружном направлении между трубой и волокой, компенсируя крутящий момент, возникающий иежду трубой и оправкой. Это предотвращает скручивание трубы и повышает ее качество. Расположение рифлений вдоль действия наибольших касательных напряжений обеспечивает их полное выглаживание в процессе деформации и получение гладких труб с высокии качеством поверхности. Такое дефориирование приводит к циклическому разупрочнению металла, к значительному повышению пластических свойств, что позволяет повысить разовые обжатия и производительность процесса, Выбор параметров осуществления способа подтверждается экспериментальныи путем. Осуществляют деформацию труб из сплава 157. Стан позволяет осуществлять проталкивание металла через волоку и вращать оправку с различными соотношениями ско1388 ростей. Оправка имеет трехзаходную винтовую нарезку с шагом винтовой линии.S = --5 мм. Глубина канавок составляет 1,0 мм. Волока имеет угол рабочего конуса 16, Рифления на наружную поверхность труб наносят продольной прокаткой в роликах, В ходе экспериментов изменяют соотношение скоростей ч,и ы, угол наклона 10 рифлений, Условия и результаты экспериментов приведены в таблице. Иэ приведенных данных видно, что угловая скорость вращения, равная p v, /$ и соответствующая прототипу, обеспечивается выдавливанием винтового ребра на поверхности трубы и его калибровкой при перемещении металла через фильеру (опыт 1) °

Любое увеличение окружной скорос- 20 ти подвижного элемента приводит к смятию выдавленного ребра (опыты

2-14). Однако, если скорость вращения менее 2 р v /S, то смятие ребра происходит недостаточно полно и на 25 поверхности трубы сохраняется его след в виде винтообразного утолщения стенки трубы (опыт 2). При скорости вращения, равной 2 p v,/S и вы., ше, металл, затекший в канавку, 30 полностью выглаживается и поверхность трубы, контактирующая с подвижным элементом инструмента, получается гладкой. Однако с ростом окружной скорости подвижного элемента возрастают скорости относительного скольжения между инструментом и металлом трубы. При этом значительно возрастает температура очага деформации, что приводит к сгоранию смаз- 40 ки и образованию зазоров и налипаний на поверхности трубы, контактирующей с подвижным элементом. Экспериментами установлено, что снижение качества поверхности трубы происходит при ско- 45 рости вращения .инструмента свьппе

132

10 р v /S(îïûò 6), Эту скорость принимают в качестве предельной.

Изменение ориентации рифлений показывает, что оптимальным является угол наклона 40- 5СР . При меньшем и большем наклонах на поверхности трубы сохраняются следы рифлений (опыты 11 и 13). Кроме того,. при больших углах рифлений снижается сцепление с поверхностью фильеры, что приводит к скручиванию трубы (опыты 10, 13, 14) .

Проведенные эксперименты показывают возможность и эффективность реализации способа при рифлении внутренней поверхности трубы и вращения волоки с винтовыми канавками при неподвижной оправке, Таким образом, предлагаемое изобретение за счет указанных условий деформирования позволяет повысить разовые обжатия в 3-5 раэ, увеличить производительность на 40-60 7 и обеспечить. высокое качество поверхности скручивания волокон, Формула изобретения

Способ изготовления труб, включающий волочение заготовки через волоку на оправке, причем одному из инструментов сообщают вращение и один из них на рабочей поверхности имеет винтовые канавки, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и улучшения качества труб с гладкими поверхностями, на поверхности заготовки, контактирующей с неподвижным инструментом, предварительно наносят сетку взаимно перпендикулярных рифлений под углом

+40-50 к оси трубки, а скорость осевого перемещения канавок вращающегося инстумента устанавливают в 2-10 раз больше осевой скорости перемещения трубки на выходе из волоки.

1388 t32

Наличие рифленнй и их нак» лон

ыS

Ве !I

Наличие новых трещин

Окружная скорость оправки о>>:об/10с

Скорость подачи

1>В > м/мин

У опыта скручи- поверхносвания ти трубы

1,0

Соответствует прототипу

Нет

Да

Винтовые ребра

0,5 100

Ла

Да т45 Нет

Нет

Винтовый след

Хорошее

1,5

2 0,5

2,0

200 н

5 0

500

° 1!

0,0 1 000

Раэогрев трубы! °

24,0

Задиры

Налипания

Следы рифлений

2400

500

Па, О

I °

° 1

5,0

Xopomee

5,0

500

1 °

5,0

Следы рифлений

5,0

Да

500

Да, 130

Да> 120

° !

Нет

5,0

500

5,0

Да, 460 .

Следы рифлений и скручивания трубы

5,0

500

14 0,5 500 5,0 - Да, 170

Фиг.t

3 0 5

4 0,5

5 0 5

6 0,5

0,5

8 0 5

9 0,5

10 0,5

11 05

12 0>5

13 0>5

Па, f40

Да, f50

Да, 90

Наличие Состояние Примечание

1388132

Составитель Е.Воронкова

Техред А. Кравчук Корректор Л.Патай

Редактор И.Касарда

Заказ 1536/13 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4