Способ определения профиля обжимной части самоустанавливающейся оправки для волочения труб

 

Изобретение относится к волочению труб и касается технологического инструмента, а именно оправки. Цель изобретения - повышение точности определения геометрии профиля. Способ включает предварительное безоправочное редуцирование трубной заготовки 1 в волоке 2 с диаметром калибрующего отверстия, равным наружному диаметру готовой трубы. Затем проредуцированную заготовку извлекают из волоки, разрезают вдоль оси симметрии, определяют сечение, в котором внутренний диаметр заготовки равен заданному диаметру калибрующей части оправки, измеряют расстояние от этого сечения до недеформированной части трубной заготовки, разбивают измеренное расстояние на несколько частей с равным шагом δХ, измеряют в каждом сечении приращения наружного диаметра δD толщины стенки δТ проредуцированной заготовки и из соотношений 0,5δD<SB POS="POST">I+1</SB>-δТ<SB POS="POST">I+1</SB>*98дR<SB POS="POST">I+1</SB>*98F<SP POS="POST">.</SP>δх и R<SB POS="POST">I+1</SB>=R<SB POS="POST">I</SB>+δR<SB POS="POST">I+1</SB> определяют приращение δR радиуса и радиус R<SB POS="POST">I</SB> образующей профиля обжимной части оправки в каждом сечении. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (И) А1 )) y В 21 С 1/24

3.Е Aii lf, I

1;,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4291934/31-02 (22) 30.07.87 (46) 07.07. 89. Бюл. Н - 25 (71) Уральский политехнический институт им. С.М.Кирова (72) А.М.Антимонов и А.Б.Мамаев (53) 62 1.774.37(088.8) (56) Шапиро В.Я. Применение самоустанавливающейся оправки при волочении труб. М.: ЦНИИТЭПЦМ, 1963. с, 4-7. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ ОБЖИМНОЙ ЧАСТИ САМОУСТАНАВЛИВАЮЩЕЙСЯ

ОПРАВКИ ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ ТРУБ (57) Изобретение относится к волочению труб и касается технологического инструмента, а именно оправки.

Цель изобретения — повышение точности определения геометрии профиля.

Способ включает предварительное безоправочное редуцирование трубной

2 заготовки 1 в волоке 2 с диаметром калибрующего отверстия, равным наружному диаметру готовой трубы. Затем проредуцированную заготовку извлекают из волоки, разрезают вдоль оси симметрии, определяют сечение, в котором внутренний диаметр заготовки равен заданному диаметру калибрующей части оправки, измеряют расстояние от этого сечения до недеформированной части трубной заготовки, разбивают измеренное расстояние на несколько частей с равным шагом дх, измеряют в каждом сечении приращения наружного диаметра g D и толщины стенки ДТ проредуцированной заготовки и иэ соотношений 0,5 601,<

- ;„ nrem„,>Г ° Ьх" ri« =,+Ьг, определяют приращение дг радиуса и радиус r образующей профиля обжимной части оправки в каждом сечении, 5 ил, !

1491599

Изобретение относится к области волочения труб, касается технологического инструмента, а именно оправки, и конкретно относится к способу определения профиля обжимной части оправки.

Цель изобретения — повышение точности определения геометрии профиля.

На фиг. 1 представлена схема реду- 1р цирования заготовки в волоке; на фиг. 2 — внешний вид заготовки после извлечения ее из волоки; на фиг. 3 заторможенный участок трубы, разрезанный вдоль оси; на фиг. 4 — схема 15 измерения параметров деформационной эоны; на фиг. 5 — схема определения профиля самоустанавливающейся оправки.

На фиг. 4 обозначены D, 0 наружный диаметр и толщина стенки заготовки и rотовой трубы; 1 сечение, в котором внутренний диаметр трубы в зоне деформации равен диаметру калибрующей части оправки; Dq,t — наружный диаметр и толщина стенки трубы в этом сечении; 2 — сечение, отстоящее от указанного на расстоянии шага измерения х; Dq, t — наружный диаметр и толщина стенки трубы в этом сечении; п — сечение в конце деформационной эоны; d — диаметр калибрующей части оправки; о(— угол волоки, На фиг. 5 обозначены: r, — радиус образующей профиля оправки в первом сечении; gr< — приращение радиуса образующей профиля оправки во втором сечении, r;, г „, — радиусы образующей профиля оправки в i-м и

40 (i + 1)-м сечениях; hr,, — приращение радиуса образующей профиля в (i + 1) —; Dp — диаметр бочки самоустанавливающейся оправки.

При использовании оправки с профи- 45 лем обжимной части, полученным в соответствии с предложенным способом, обеспечивается плавное сопряжение обжимной части оправки, начиная от

Ф ее калибрующей части, с внутренней поверхностью трубы в зоне деформации. Это дает возможность получить надежный контакт металла с обжимной частью оправки и предотвращает появление дополнительной зоны свободнои

55 осадки. Такой профиль оправки является наиболее рациональным, так как выполнен с учетом конфигурации трубы в зоне ее деформации. При этом учитываются условия формоизменения и характер течения металла.

Исключение в очаге деформации второй безоправочной зоны позволяет более рационально использовать обжимнуб часть оправки, тем самым уменьшить его длину, необходимую для удержания оправки в состоянии равновесия, что оказывает больше влияние на увеличение стабильности волочения. Далее, исключение дополнительной зоны свободной осадки дает воэможность повысить качество труб, уменьшить вероятность появления дефектов холодной деформации в виде трещин и складок на внутренней поверхности готового изделия. И, наконец, использование соотношения

gr p f hx дает возможность выбрать профиль обжимной части оправки таким образом, чтобы угол наклона касательной, проведенной к образующей обжимной части оправки в любой его точке, был больше, чем угол трения.

Так как угол трения м связан с коэффициентом трения f равенством

" Р = то обеспечивается условие равновесия оправки на всей длине обжимной части, где имеет место контакт с металлом, т.е. выталкивающая сила, действующая на оправку в осевом направлении, превышает силу трения, которая затягивает оправку в волоку.

Предложенный способ осушествляется следующим образом.

Сначала берут образец заготовки, иэ которой намечается изготовление труб данного типоразмера. У заготовки заостряют конец, наносят смазку на наружную поверхность, затем заготовку устанавливают в волоку и осуществляют редуцирование ее без оправки.

После протягивания участка трубы длиною 150-200 мм процесс осганавливают и заготовку извлекают из волоки. Далее обрезают передний и задний концы трубы на расстоянии 5-10 мм от границ деформационной зоны. Полученный таким образом участок трубы, включающий зону деформации, разрезают вдоль оси симметрии и производят измерения параметров зоны деформации.

Процесс измерения начинают с определения положения сечения, в котором внутренний диаметр трубы в зоне деформации совпадает с диаметром

5 1491 калибрующей части оправки. Затем определяют начало деформационной эоны.

Участок зоны деформации между этими сечениями разбирают на равное коли5 чество частей (примерно на 15-20).

В каждом сечении измеряют наружный диаметр и толщину стенки трубы. Изменение этих параметров в двух соседних сечениях определяют как разность между последующим и предыдущим значениями, т.е.

Для определения профиля самоустанавливающейся оправки образец заготовки из стали 20 с указанными размерами затянули в волоку без оправки с диаметром отверстия 7 мм. Угол волоки составлял 15 . После извлечения трубы из волоки вырезали заторможенный участок и подготовили образец к измерению. Измерение производили на инструментальном микроскопе

MH-1 с точностью 0,001 мм.

55 где 1 — номер сечения. 15

Результаты измерения заносят в таблицу. Для построения профиля обжимной части самоустанавливающейся оправки используют результаты этих измерений. Сначала от точки сопряжения обжимной части с калибрующей откладывают отрезок длиною дх. В сечении, определенном этим расстоянием, находят значение радиуса обжимной части оправки. Он равен r, =r„+<)r,, где ㄠ— радиус калибрующей части оправки; Ьг — приращение радиуса профиля обжимной части оправки. От предыдущего сечения снова откладывают расстояние и в новом сечении опять З0 определяют радиус профиля обжимной части. Процесс повторяют до тех пор, пока радиус профиля обжимной части оправки не превысит радиус ее бочки.

Полученные таким образом точки соеди35 няют плавной линией, которая представляет собой образующую профиля обжимной части оправки.

Пример. Определение рационального профиля самоустанавливающейся оправки.

Пусть для изготовления труб размером

7х2,5 мм используется заготовка размером 9,3х2,95 мм. Требуется определить профиль самоустанавливающейся оправки с диаметром калибрующей части 2 мм, бочки — 3,1 мм.

Для измерения наружного диаметра и толщины стенки трубы в зоне деформации сначала определили положение сечения, в котором диаметр внутренней поверхности трубы равен диаметру калибрующей части оправки. Расстояние этого сечения до начала деформационной эоны составило 3,66 мм. Для достижения необходимой точности измерений это расстояние разделили на .

17 частей. Таким образом получили значение шага измерения дх=0,215 мм.

Результаты измерения, а также данные по определению радиуса профиля обжимной части оправки представлены в таблице, Приращение радиуса выбирали так, чтобы r>f ° дх. Значение коэффициента трения на оправке принимали f

0,05-0,06. Откуда для hx-=0,215 мм, f дх = 0,010-0,012 мм. Из таблицы следует, что минимальное приращение радиуса оправки имеет место во втором сечении и равно 0,015 мм, что превышает предельное значение.

Дадим теперь оценку эффективности от использования оправок, профиль которых определен в соответствии с предложенным способом. В качестве базового объекта для сравнения примем уровень показателей процесса волочения толстостенных труб на оправках с прямолинейной образующей профиля обжимной частью.

Положительный эффект от использования оправок с рациональным профилем образуется от повышения стабильности процесса волочения и повышения качества труб. Этот эффект достигается за счет устранения в очаге деформации дополнительной эоны свободной осадки. При наличии этой зоны нарушается контакт металла с об,жимной частью оправки в области, прилегающей к калибрующей части. Для удержания оправки в состоянии равновесия она глубже втягивается в очаг деформации. При недостаточной длине обжимной части равновесное состояние оправки может не наступить и процесс волочения будет нарушен или возникнут колебания оправки, что вызывает необходимость вести процесс волочения на небольших скоростях.

Кроме того, дополнительное редуцирование трубы без оправки ухудшает качество внутренней поверхности труб за счет появления на ней трещин и

1491599 складок. Применение самоустанавливающейся оправки с предлагаемым профилем устраняет в очаге деформации дополнительную зону свободной осадки °

5 0,5 6Р;,< -дс,.„)д r, „) f ах;

Формула изобретения г < Г1+Ari<

Способ определения профиля обжимной части самоустанавливающейся оправки для волочения труб с заданными параметрами бочки и калибрующей цилиндрической части, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности определения геометрии профиля, предварительно осуществляют безоправочное редуцирование трубной заготовки в волоке с диаметром калибрующего отверстия, равным наружному диаметру готовой трубы, затем проредуцированную заготовку извлекают иэ волоки, разрезают вдоль оси симметрии, определяют сечение, в котором внутренний диаметр заготовки равен заданному диаметру калибрующей цилиндрической части оправки, измеряют расстояние от этого сечения до недеформированной части трубной заготовки, разбивают измеренное расстояние на отрезки с равным шагом, измеряют в каждом полученном сечении приращеI нии мм; приращение радиуса образующей профиля обжимной части оправки в (i+1)-м юг! <

20 сечении, мм; — шаг сечения, мм; — коэффициент трения; радиусы образующей профиля обжимной части onдх

4! <Г!4(25 равки в предыдущем i-м сечении и последующем (i+

+ 1)-м сечении,мм.

Номер сеч ° ниs е 2 3 5 )! ь г т В (9 1 0 15 (» )< 3 3 4 1 5 1 <в1

9, 194 9, 300

7,577 7,692 7,8ое 7,923 е,оз9 е,<54 8,270 8,385 8,501 е,ь!ь 8,7зг е,847 8,963 9,о78 г,з 7 2,8о 2,8ç г,еь 2,87 2,9î г,93 2,95 2,97 2,9å 2,99 з,оо з,оо з,оо з,оо з,оо

0,018 0,027 0,027 О ° 027 0,027 0,027 0,037 О ° 037 0,047 0,047 О, 047 0,057 0,057 0,057 0,057 0,057

1 ° 0!5 1,040 1,065 1,090 1,115 ° 140 1,175 I 210 1,255 1, 300 1 ° 345 1,400 1 ° 455 1,510 1,565 1,620

12,3 12,3 12,3 14,8 14,8 14,8

9,7

9 ° 7

9,7

7,1

7,!

7,!

4,5

7,!

7,!

П р н и е ч а и н е. Ратнеры таготовкн н трубы конечного ратнера соответственно 9,3х2,95 we н 7х2,5 ин.

Наруя<я<8 днанетр трубы,<не 7,461

Топлива стенки,ese 2,73

Прнрааенне радиуса обраауяяе1 про

Енла обвынное частя оп равен,юет

Радиус бpasyseeR профиле об вв<т<ноВ частя оправки, т9< 1, 000

Угол наклона касателвяон,град ния наружного диаметра и толщины стенки проредуцированной заготовки и из соотношений определяют приращение радиуса и радиус образующей профиля обжимной части оправки в каждом сечении, где hD;„, gt, — приращения наружного диаметра и толщины стенки в

15 (i + 1)-м сече1491599