Оправка для периодической прокатки труб с внутренними продольными ребрами
Владельцы патента RU 2339468:
Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) (RU)
Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при холодной периодической прокатке труб с внутренними продольными ребрами. Оправка содержит цилиндрическую и коническую часть, состоящую из обжимного и калибрующего участков с продольными канавками переменной площади поперечного сечения по длине оправки. Для возможности получения труб с высотой внутренних продольных ребер, составляющей до 90% от толщины стенки межреберного пространства, при высокой точности и высоком качестве поверхности ребер, площадь поперечного сечения канавок уменьшается в направлении уменьшения диаметра оправки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к холодной прокатке труб с внутренними продольными ребрами.
Известна оправка для периодической прокатки труб с внутренними продольными ребрами, содержащая цилиндрическую и коническую части, состоящую из обжимного и калибрующего участков, с продольными канавками при постоянной ширине дна, в которой каждая канавка выполнена с наклонными стенками и с увеличивающейся в направлении уменьшения диаметра оправки площадью поперечного сечения (а.с. СССР №1547894, опубл. 07.03.1990).
Недостаток данной оправки заключается в следующем. С увеличением площади поперечного сечения канавок оправки увеличиваются различия в вытяжке металла в межреберном пространстве и ребре, что приводит к появлению значительных растягивающих напряжений и образованию дефектов ребер. Кроме того, наибольшее заполнение канавок происходит в конце обжимной зоны, где металл в большей степени упрочнен. При получении труб с высотой внутренних продольных ребер, составляющей до 90% толщины стенки межреберного пространства, это не дает возможности обеспечить точность геометрических размеров ребер.
Задачей изобретения является получение труб с высотой внутренних продольных ребер, составляющей до 90% от толщины стенки межреберного пространства при высокой точности геометрических размеров и высоком качестве поверхности ребер и межреберного пространства.
Для достижения технического результата в оправке для формирования труб с внутренними продольными ребрами, содержащей цилиндрическую часть и коническую часть, состоящую из обжимного и калибрующего участков с продольными канавками переменной площади поперечного сечения по длине оправки, площадь поперечного сечения канавок уменьшается в направлении уменьшения диаметра оправки с конусностью образующей дна канавки, в 1,2÷1,5 раза меньшей конусности конической части оправки.
В частном случае выполнения дно и выходы из канавок могут быть выполнены скругленными: радиусы скругления выходов из канавки составляют 1,2÷1,7 радиусов скругления дна канавки, а радиусы скругления дна канавок в начале обжимного участка составляют 1,5÷3,0 радиусов округлений дна канавки в конце обжимного участка.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображена оправка, на фиг.2 - продольное сечение канавки, на фиг 3 - поперечные сечения канавки в начале и в конце обжимного участка оправки.
Пример. Оправка содержит цилиндрическую часть 1 длиной L1 и коническую часть, состоящую из обжимного участка 2 длиной L2 и калибрующего участка 3 длиной L3 (фиг.1). На конической части оправки выполнены канавки 4 в количестве, соответствующем требуемому количеству ребер в трубах. Конусность образующей дна канавки tgα1 в 1,3 раза меньше конусности конической части оправки tgα2 (фиг.2), при этом глубина канавки уменьшается от 1,8 мм в начале до 1,4 мм в конце обжимного участка. Дно и выходы из канавок имеют радиусы скругления (фиг.3) в начале обжимного участка R1 и R2 соответственно. Дно канавок выполнено с радиусом скругления R1 в начале обжимного участка, r1 - в конце обжимного участка. Радиусы скругления выходов из канавок имеют скругления R2 в начале и r2 в конце обжимного участка (фиг.3). R1 составляет 4 мм, R2 - 5 мм, r1 - 1,3 мм, r2 - 2,25 мм.
Возможность осуществления изобретения подтверждает прокатка, проведенная на стане ХПТ-55 труб с толщиной стенки 1,6 мм и высотой ребра 1,4±0,05 мм из заготовки с толщиной стенки 4,2 мм (из циркониевого сплава) с применением оправки заявленной конструкции (фиг.1).
Результаты измерений геометрических размеров ребер приведены в таблице 1. Точность геометрических размеров и качество поверхности ребер и межреберного пространства удовлетворительное.
| Таблица 1 | |||||
| № ребра | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Высота ребра (без учета толщины стенки трубы) | 1,39 | 1,39 | 1,39 | 1,43 | 1,43 |
Для получения сравнительных данных был опробован также способ прокатки труб с применением оправки-прототипа с увеличением площади поперечного сечения канавок в направлении уменьшения диаметра оправки. С применением данной конструкции оправки проведена прокатка труб с толщиной стенки 1,6 мм и высотой ребер 1,4 мм из заготовок с толщиной стенки 4,2 мм. Результаты измерений приведены в таблице 2. Отмечены недостаточная высота ребер и неудовлетворительное качество поверхности.
| Таблица 2 | |||||
| № ребра | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Высота ребра (без учета толщины стенки трубы) | 0,89 | 0,92 | 0,92 | 0,91 | 0,87 |
Таким образом, с применением предложенной конструкции оправки, по сравнению с прототипом, при одинаковой глубине канавок в калибрующем участке из одного размера заготовок при холодной прокатке формируются более высокие ребра с лучшими параметрами качества поверхности и точности.
Оправка опробована в промышленных условиях ОАО ЧМЗ и готовится к серийному производству труб с внутренними продольными ребрами.
1. Оправка для периодической прокатки труб с внутренними продольными ребрами, содержащая цилиндрическую часть и коническую часть, состоящую из обжимного и калибрующего участков с продольными канавками переменной площади поперечного сечения по длине оправки, отличающаяся тем, что площадь поперечного сечения канавок уменьшается в направлении уменьшения диаметра оправки с конусностью образующей дна канавок, в 1,2÷1,5 раза меньшей конусности конической части оправки.
2. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что дно и выходы из канавок выполнены скругленными, радиусы скругления выходов из канавок составляют 1,2÷1,7 радиусов скругления дна канавок, а радиусы скругления дна канавок в начале обжимного участка составляют 1,5÷3,0 радиусов скруглений дна канавок в конце обжимного участка.
