Устройство для правки трубчатых изделий
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к правке труб путем раздачи их диаметра. Цель изобретения - повышение качества правки. Устройство содержит дорн (Д) 1 с несколькими последовательно расположенными на стержне 2 деформирующими элементами с коническо-цилиндрическими наружными рабочими поверхностями 9, 10. Диаметры элементов по длине постепенно увеличиваются. На рабочих поверхностях всех элементов, за исключением последнего, выполнены плоские лыски (Л) 11, которые расположены равномерно по окружности с заданным угловым шагом. Длина каждой Л 11 равна хорде дуги половины углового шага. Л 11 последующего элемента смещены по углу относительно Л 11 предыдущего . При вхождении Д 1 в полость трубы 13 контакт между ее стенкой и первыми деформирующими элементами осуществляется по цилиндрическим поверхностям 10 элементов, которые производят растяжение стенок. Часть стенки трубы 13, расположенная в зоне Л 11 деформирующих элементов Д 1, испытывает местный изгиб. 5 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 13 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ П4НТ СССР (21) 4388099/31-27 (22) 02.03.87 (46) 30.12.89. Бюл. № 48 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) И. П. Гасюк, Е. П. Метелин, Л. И. Гасюк, Е. Ф. Чижик и М. К. Шолин (53) 621.982.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 528137, кл. В 21 D 41/02, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРАВКИ ТРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к правке труб путем раздачи их диаметра. Цель изобретения — повышение качества правки. Устройство содержит дорн (Д) 1 с несколькими последовательно расположенными на стерж„SU 1532145 А 1 2 не 2 деформирующими элементами с коническо-цилиндрическими наружными рабочими поверхностями 9, 10. Диаметры элементов по длине постепенно увеличиваются. На рабочих поверхностях всех элементов, за исключением последнего, выполнены плоские лыски (Л) 11, которые расположены равномерно по окружности с заданным угловым шагом. Длина каждой Л 11 равна хорде дуги половины углового шага. Л 11 последующего элемента смещены по углу относительно Л 11 предыдущего. При вхождении Д 1 в полость трубы 13 контакт между ее стенкой и первыми деформирующими элементами осуществляется по цилиндрическим поверхностям 10 элементов, которые производят растяжение стеш к. "!асть стенки трубы 13, расположенная в зоне Л 11 деформирующих элементов Д 1, испытывает местный изгиб. 5 ил. 1532145 Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к правке трубчатых изделий. Цель изобретения — повышение качества правки. На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 — — напряженное состояние трубы в зоне конической части дорна; на фиг. 3 — то же, в зоне цилиндрической части дорна; на фиг. 4 — часть стенки трубы. расположенная в зоне цилиндрического выступа дорна; на фиг. 5 — то же, расположенная в зоне лыски дорна. Устройство состоит из дорна 1, жестко закрепленного на оправке 2, которая шарнирно соединена с тянущей штангой 3 протяжного станка с помощью двойной вилки 4, хвостовика 5 и клина 6. На штанге закреплен шланг 7, подающий смазку в распылитель 8. Каждый деформ ируюгций элемент дорна 1 имеет коническую рабочую поверхность 9, цилиндрические поверхности 10 и разделяющие эти поверхности плоские лыски 11. Последний деформируюший элемент 12 дорна выполнен со сплошной цилиндрической рабочей поверхностью. Лыски 11 равномерно расположены по окружности c заданным угловым шагом. Длина каждой из лысок !1 равна хорде дуги половины хчлового шага, а лыски 11 последующего элемента смещены по углу относительно лысок 11 предыдущего элемента на величину, равную одной четвертой углового шага. Правка трубчатых заготовок производится в слсдую цем порядке. Сначала при вхо кдении дорна 1 в полость трубы 13 начальный контакт между внутренней стенкой трубы 13 и первым деформирующим элементом осуществляется по кольцевой коническои поверхности 9. В этот момент внутренние и наружные волокна трубы 13 испытывают растяжение в окружном направлении от усилия раздачи ингенсивностью q (фиг. 2). Затем в полость трубы 13 входит цилинд рическая часть 10 деформирующего элемента и контакт между стенкой трубы 13 и деформирующим элементом осуществляется по прерывистым цилиндрическим поверхностям 10 (фиг. 3). Часть стенки трубы 13, расположенная в зоне контакта (фиг. 4), по-прежнему испытывает растяжение. Примыкаю щая к ней часть стенки трубы 13, располо женная в зоне лыски 11, испытывает изгиб (фиг. 5) . Действительно, эту часть можно представить как кривой брус АВ, опирающийся своими концами на плоскости, перпендикулярные к радиусам трубы OA и ОВ. На каждом конце бруса действует растягиваю5 55 щая сила Р, имеющая направление касательной к трубе в месте опирания, и нормальная реакция N. Равнодействующая этих двух сил равна Р. Таким образом, кривой брус находится в равновесии под действием двух равных снл Р На основании известной аксиомы статики эти две силы должны быть направлены не иначе, как вдоль прямой, соединяющей точкиАиВ. Наибольший изгибающий момент от сил Р возникает в середине бруса, а весь участок трубы AB прогибается внутрь трубы. При этом точка С занимает положение С . Затем в работу подключается следующий деформ ирующий элемент, смещенный на 1/4 шага. Его коническая часть вызывает в трубе 13 растяжение; прерывистые цилиндрические элементы 11 вызывают обратный изгиб, т.е. выгиб наружу половины того участка. (например АС, фиг. 5), который прогнулся внутрь трубы 13 от действия предыдущего деформирующего элемента. Другая половина этого участка (например, ВС) ельце находится в зоне лыски и прогибается внутрь, причем наибольший изгибающий момент теперь находится в точке В. Затем в работу последовательно подключаются следующие деформирующие элементы, тоже смещенные на 1/4 шага, каждый относительно предыдущего. Таким образом, каждый конический элемент вызывает растяжение стенки трубы 13, лыска вызывает прогиб стенки внутрь трубы 13, цилиндрический элемент — выгиб стенки наружу. Последовательное чередование этих элементов вызывает в стенке трубы 13 знакопереме ные перегибы, что исключает возникновение наклепа, снижая уровень остаточных напряжений и частично предел текучести материала, что способствует правке 13. Последний кольцевой деформирующий элемент 12, не имеющий лысок, осуществляет окончательную калибровку трубы 13. Оптимальным числом деформ ирующих кольцевы элементов с лысками 11 является четыре, со смещением каждого элемента относительно предыдущего на 1/4 шага лысок. Длина каждой лыски 11 равна длине хорды, стягивающей цилиндрический элемент 10 (фиг. 3). При таком выполнении зона наибольшего прогиба (точка С) на каждом предыдуш M деформируюшем элементе накладывается на зону наибольшего выгиба (точки А или В) последующего деформирующего элемента, способствуя эффективной правке труб. Количество лысок и их размер определяются из условия возникновения на внутренней поверхности стенки трубы пластических деформ а ци й. 1532145 Длина лыски Формула изобретения Cgj Z= Л а>к; я в g Фиг.3 с = 2 Ц44), где ц,-диаметр внутренней поверхности трубы; Д-наибольший зазор между лыской и трубой о д г 8 h +z cos — + — —, р 4g 6 где С1т -предел текучести материала трубы 8,— тол щи на стенки трубы; Ф -длина участка деформации трубы; 4-окружное усилие в стенке, возникающее от раздачи трубы; Г- угловой шаг лысок. 15 Для предварительных расчетов можно пользоваться эмпирической зависимостью h= (0,25 — 0,30) 8. Количество лысок определяется по формуле 20 Устройство позволяет снизить исходную кривизну и овальность в трубах после их прокатки в 5,0 — 5,5 раз, что влечет, в частности, резкое повышение стойкости, надежности и долговечности инструмента. Устройство для правки трубчатых изделий, содержащее дорн, выполненный в виде последовательно расположенных на стержне деформирующих элементов с коническо-цилиндрическими наружными рабочими поверхностями, отличающееся тем, что, с целью повышения качества правки, на рабочей поверхности каждого элемента за исключением последнего выполнены равномерно расположенные по окружности с заданным угловым шагом лыски, при этом длина каждой из лысок равна хорде дуги половины углового шага, а лыски последующего элемента смещены по углу относительно лысок предыдущего элемента на величину, равную одной четвертой углового шага. Составитель Э. Копаев Редактор В. Ковтун Техред И. Верее Корректор T. Палий Заказ 7988/14 Тираж 693 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патенте, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
