Способ изготовления труб с утолщенными концами

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве труб с наружными утолщениями на концах. Цель изобретения - повышение качества изделий за счет устранения гофрообразования. Трубную заготовку устанавливают на оправку и осуществляют нагрев ее переднего торца кольцевым индуктором. Затем перемещают трубу до упора ее переднего торца в кольцевую матрицу с конусной рабочей поверхностью. Одновременно к заднему торцу заготовки прикладывают осевое усилие и осуществляют высадку утолщения, выдерживая соотношение скоростей перемещения индуктора и заднего торца заготовки. Высадку ведут на ступенчатой оправке при зазоре между заготовкой и оправкой. Локальный нагрев заготовки на протяжении всего процесса осуществляют на участке, равном толщине стенки заготовки. В результате равномерной деформации металла по длине и толщине трубы уменьшается гофрообразование, что повышает качество высаженного утолщения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО!1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

2 А1 (19) (11) (51)5 В 21 J 5/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4412753/23-27 (22) 21.04.88 (46) 07.03.90. Бюл. № 9 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) С. В. Сериков, И. А. Пустин, В. К. Христенко, В. И. Рябушкин и Т. М. Нагорская (53) 621.73 (088.8) (56) Ренне И. П. Новый способ получения заготовок металлоформ для центробежной отливки чугунных труб. — КШП, 1976, № 2. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ С

УТОЛЩЕННЫМИ КОНЦАМИ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве труб с наружными утолщениями на концах. Цель изобретения-повышение качества изделий за счет устранения гофрообразования. Трубную заготовИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве труб с наружными утолщениями на концах.

Цель изобретения — повышение качества изделий за счет устранения гофрообразования.

На фиг. 1 изображена схема реализации способа получения утолщения на конце трубной заготовки в начальной стадии и устройство для его осуществления; на фиг. 2— то же, в процессе высадки.

Способ осуц(ествляется следующим образом.

Труба-заготовка 1 надвигается на ступенчатую оправку 2 так, чтобы торец трубы зашел на ступень оправки с диаметром, равным внутреннему диаметру трубы без зазора. Торец трубы не доходит до опорной поверхности кольцевой матрицы 3 (фиг. 1).

В таком положении производят прогрев торцовой части трубы до ковочной темпеку устанавливают на оправку и осуществляют нагрев ее переднего торца кольцевым индуктором. Затем перемещают трубу до упора ее переднего торца в кольцевую матрицу с конусной рабочей поверхностью. Одновременно к заднему торцу заготовки прикладывают осевое усилие и осуществляют высадку утолщения. выдерживая соотношение скоростей перемещения индуктора и заднего торца заготовки. Высадку ведут на ступенчатой оправке при зазоре между заготовкой и оправкой. Локальный нагрев заготовки на протяжении всего процесса осуществляют на участке, равном толщине стенки заготовки. В результате равномерной деформации металла по длине и толщине трубы уменьшается гофрообразование, что повышает качество высаженного утолщения. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. ратуры индуктором 4 с последующим упором разогретого конца в кольцевую матрицу 3 и подачей рабочего давления P через зажимной механизм 5. После набора заданной толщины стенки производят высадку остальной части трубы до длины, заданной по чертежу (фиг. 2).

Как начальный прогрев, так и последующий последовательный нагрев трубы осуществляют на участке, равном по длине толщине стенки заготовки. При этом скорость перемещения индуктора и скорость перемещения заднего (холодного) конца трубы-заготовки фиксированы, их отношение V„lV определяют при заданных параметрах толщины стенки и диаметра трубы соответственно до и после высадки, т. е.

У D S — 1

V Вобо — 1 где So, Do и $, D соответственно начальные и после высадки значения толщины стенки и диаметра трубы.

1547932

Упор прогретого до ковочной температуры конца трубы осуществляют в кони <ескую матрицу, угол конусности которой умень, шается с ростом степени относительной тонкостенности трубы-заготовки и равен o. =

=tg4Soi Do. При этом создаются благоприятные условия для BblcBJIKH не только относительно выполнения соосности процесса и исключения операции торцовки, но и относительно напряженного состояния по толщине стенки трубы (максимальное значение осевой компоненты напряжения на внешней поверхности и минимальное — — на внутренней).

Высадку утолщения выполняют при зазоре между трубой и оправкой, для чего последняя выполнена с двумя пилиндрическими

: участками, между которыми расположен . конический участок с углом 45...60, обеспе, чивающий требуемую величину зазора. При этом достигается более равномерный прогрев стенки трубы за счет отсутствия интенсивного отбора тепл а ступенчатой оправкой и снижается энергоемкость процесса.

Пример. В качестве исходной заготовки использовали труоу с наружным диаметром

273 мм и толщиной стенки 24,0 мм, материал сталь 40ХН2МАШ. Высадку проводили в две операции: первая высадка, вторая высадка.

Размеры высаженного конца после первой высадки: наружный диаметр 308 мм, толщина стенки 42,0 мм, длина высаженной части 800 мм. Размеры высаженного конца после второй высадки.. наружнык диаметр

370 мм, толп ина стенки 3 мм, длина высаженной части 280 мм.

Размеры матрицы на первой высадке: угол конуса опорной поверхности к=-. g4Sol

IDn = tg4 24I273 =20, внутренний диаметр

226 мм, наружный диаметр 310 мм, толщина 120 мм. Материал сталь 40Х. На второй высадке наружный диаметр кольца 360 мм, остальные размеры те же. Ступенчатая оправка: диаметр заходной части 226 мм, диаметр концевой части 216 мм, длина переходного конуса от концевой части к заходной

50 мм. Нагрев заготовки осуществляли серийными разъемными кольцевыми индукторами. Внутренний диаметр индуктора на первой высадке 310 мм, на второй 360 мм.

Высадку проводили на следующих режимах. На первой высадке мощность индуктора 115 — 120 кВт, отношение скоростей подвижной траверсы V и индуктора Г„составило ф = (308/42 — 1) /(273/24 — 1) =

= 6,33/10,37=0,61. Скорость высадки 6—

8 мм/мин. Рабочее давление высадки Р, =

=23,0 МПа.

На второй высадке трубы на оправку тор:; ц трубы не доводился до упорного кольца на расстояние 30 — 50 мм (фиг. 1). В таком положении проводился разогрев торцовой части до ковочной температуры. Затем разогретый торец подавался до упора с кольцевой матрицей (фиг. 2). Включалось рабочее

4 давление и проводилась высадка торцовои части заготовки до диаметра 300 мм. В процессе высадки торцовой части индуктор не выключался и в течение этого времени разогревался последующий участок трубы, затем включалась система автоматического слежения за процессом высадки. При достижении необходимой длины высаженной части отключался индуктор, сбрасывалось рабочее давление, зажимной механизм освобождал

1О трубу и она по рольгангу удалялась из рабочей зоны высадочной машины. Задавалась новая труба и цикл операций повторялся.

Вторая высадка после замены индуктора проводилась в той же последовательнос15 ти, что и первая.

Использование способа изготовления труб с утолщенными концами позволяет более точно получать геометрию утолщенного конца трубы в широком диапазоне изменения механических свойств, диаметра и тол20 щины стенки трубы за счет конкретно выбранных режимов технологического процесса.

Формула изобретения

1. Способ изготовления труб с утолщенными концами, включающий установку заготовки на оправку, локальный нагрев заготовки до ковочной температуры перемещаемым вдоль нее кольцевым индуктором

ЗО и свободную высадку утолщения путем приложения осевого усилия к заднему торцу заготовки с отношением скорости перемещения индуктора к скорости перемещения заднего торца заготовки, соответствующим обратной величине степени утолщения, отли35 чающийся тем, что, с целью повышения качества изделий за счет устранения гофрообразования, предварительно нагрев переднего торца заготовки осуществляют в отсутствии его контакта с упором до приложения осевого усилия к заднему торцу, а вы40 садку утолщения выполняют на ступенчатои оправке при размещении заготовки íà оправке с зазором и с упором переднего торца заготовки в кольцевую матрицу с углом конусности а рабочей поверхности, равным

tg4SolDo, где So Do — толщина стенки и диаметр трубы до высадки, при этом локальный нагрев заготовки до ковочной температуры на протяжении всего процесса осуществляют на участке, равном толщине стенки заготовки.

50 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отношение скорости перемещения индуктора V к скорости перемещения заднего торца заготовки V определяют из соотношения

D(S — 1

55 1 . где 5, 0 — толщина стенки и диаметр трубы после высадки.

1547932

У"

4 ,5; о

Составитель С. Малай

Редактор Е. Папп Техред И. Верес Корректор Т. Малец

Заказ 99 Тираж 498 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., л. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101