Заготовка для винтовой прошивки

Заготовка для винтовой прошивки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЗАГОТОВКА ДЛЯ ВИНТОВОЙ ПРОШИВКИ, содержащая цилиндрическое тело с центровочными конусно-цилиндрическими углублениями на переднем н заднем торцах , отличающаяся тем, что, с целью обеспече1шя прошивки гильз с отношением диаметра к толиоше стенки 11-27 на трехвалковых станах, диаметр цилиндрического участка центровошюго углубления выполнен рав1П)1м 0,8-0,95, а его длина 0,3-1,75 диаметра заготовки, при этом угол при верщине конуса составляет 60-120°. 9 S со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) з(я) В 21 В 19/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а е ед

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3609537/22-02 (22) . 24.06.83 (46) 30.12.84. Бюл Яо 48 (72) И. К. Гейко, В. Я. Остренко, К. И. Гейко, В. Н. Данченко, Л. А. Чиж и Е. А. Самостьян (71) Днепропетровский ордена Трудового

Красного Знамени металлургический институт им. Брежнева и Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследова". тельский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (53) 621.774.353.002.51 (088.8) (56) 1. Тетерин П; К. Теория поперечновинтовой прокатки. М., "Металлургия", 1971, с. 55-81, 353-360.

2., цанилов Ф. А-. и др. Горячая прокат.ка и прессование труб, М., "Металлургия", 1972, с. 356.

3. Патент Японии Р 55 — 31753, кл. 12 С 231.2, 1980. (54) (57) ЗАГОТОВКА ДЛЯ ВИНТОВ()Й

ПРОШИВКИ, содержащая цилиндрическое тело с центровочными конусно-цилиндрическими углублениями на переднем и заднем торцах, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения прошивки гильз с отношением диаметра к толщине стенки 11 — 27 на трехвалковых станах, диаметр цилиндрического участка центровощого углубления выполнен равным 0,8 — 0,95, а его длина

0,3 — 1,75 диаметра заготовки, при этом угол при вершине конуса составляет 60 — 120 .

568

11З1

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быль использовано при прошивке на трехвалковом стане косой : прокатки тонкостенных гильз с отношением наружного диаметра к толщине стенки Il — 27. 5

При прошивке заготовок в двухвалковом стане косой прокатки перед носком оправки возникает неблагоприятная схема напряженного состояния, характеризующаяся наличием по крайней мере двух главных растя. 1о гивающих напряжений, Вследствие этого при прошивке заготовок из малопластичных сталей, например высоколегированных, происходит разрушение металла в осевой зоне, из-за чего на внутренней поверхности гильзы образуются трещины и рваштины, гильза бракуется. Кроме того, трение заготовки о направляющие линейки приводит к порезам и задирам на наружной поверхности гильзы, что также снижает качество труб. даже при отсутствии разрушения осевой зоны.

При прошивке заготовок в трехвалковом прошивном стане схема напряженного состояния более благоприятна и разрушения металла перед носком оправки не происходит, что

25 обеспечивает получение гильз с качественной внутренней поверхностью. Кроме того, прошивка в трехвалковом стане обеспечивает также более высокое качество наружной поверхности, поскольку отсутствует направляю.щий инструмент трения — линейки (1).

Известна трубная заготовка в виде цилиндрического тела, в которой на переднем торце выполнено центровочное отверстие диаметром и глубиной равными 0,2 — 0,22 диа метра заготовки соответственно (2) . 35

Однако при прошивке из нее на трехвалковом стане гильз с отношением диаметра к стенке 11 на переднем конце образуется участок с наружным диаметром, значительно (до 50%) превышающим наружный диаметр гильзы в средией ее части, так называемый раструб. Величина раструба тем больше, чем больше отношение )г (5 Наличие раструба не .позволяет производить деформацию гильзы на последующих станах трубопрокатного 45 агрегата (ТПА). На заднем колюще гильз при этом образуется трехгранник, ребра которого входят в междувалковые промежутки. Это препятствует вращению гильзы и нормальному ее выходу из очага деформации трехвал- 50 кового стана, т.е, фактически к срыву процесса прошивки.,Гильзу с трехгранником на конце невозможно нормальным способом выдать из стана, а также невозможно деформировать на последующих стенах TIIA,.

Если по технологическим условиям требуется тонкостенная гильза, то сначала на трехвалковом прошивном стане из этой заготовки прошивают гильзу с отношением

J„)5 «.11, а затем эту гильзу раскатывают на дополнительно установленном стане косой прокатки до требуемого значения с) )5„

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является заготовка, содержащая цилиндрической тело с центровочными конусно-цилиндрическими углублениями на переднем и заднем торцах. Глубина

)1=10 — 15 мм, диаметр 0, =10 — 60 мм. По отношению к наиболее массовым заготовкам диаметром d = 100 — 200 мм это составит ,) =(0:05 — 0075)с)э,dg = (005 — 03) 3 (3

Однако вследствие малого диаметра углубления, т.е. большой толщины стенки цилиндрйческой части и недостаточной ее длины при прошивке заготовки на трехвалковом стане, происходит большая поперечная раскатка переднего и заднего концов, что приводит к образованию раструба на переднем конце гильзы и трехгранника на заднем.

Цель изобретения — обеспечение прошивки гильз с отношением диаметра к толщине стенки 11 — 27 на трехвьлковых станах.

Поставленная цель достигается тем, что в заготовке для винтовой прошивки, содержащей цилиндрическое тело с центровочными конусно-цилиндрическими утлублениями на переднем и заднем торцах, диаметр цилиндрического участка центровочного углубления выполнен равным 0,8 — 0,95, а его длина

0,3 — 1,75 диаметра заготовки, при этом угол при вершине конуса составляет 60 — 120 .

Такая заготовка позволяет получать высококачественную тонкостенную гильзу винтовой прошивкой беэ дополнительной. раскатки.

На чертеже представлена трубная заготовка.

Заготовка содержит цилиндрическое тело 1 с центровочными углублениями на переднем и заднем торцах, состоящими каждое из цилиндрического участка 2, ограниченного линиями а о и а b и имеющего диаметр д,„= 0,8 — 0,950dg и длину )1 = 0,3 — 1,75 д и конического участка 3, ограниченного прямолинейными образующими Ь о и Ъ с с углом при вершине конуса равным 60—

120 . Соединения между цилиндрическими и коническими участками, а также вершина конуса сглажены дугами окружности. Задний конец заготовки аналогичен переднему.

Цилиндрические участки 2 создают жесткие концы, которые препятствуют образованию раструба на переднем конце и трехгранника на заднем конце гильзы. Толщина стенки цилиндрического участка должна быть такой, чтобы при обжатии заготовки величина поперечной раскатки не превышала раскатку гильзы в средней ее части, а длина цилинд1131568

3 рического участка должна обеспечивать достаточную жесткость конца при заданной толщине стенки этого участка.

Конические участки углубления необходимы для того, чтобы обеспечить плавное на- 5 растание на переднем, а на заднем конце убывание величины деформации, и предотвратить таким образом отрыв цилиндрического участка центровочного углубления или по меньшей мере образование поперечных разрывов и дефектов в месте перехода от цилиндрического участка к сплошному телу заготовки.

Участки 3 могут иметь .как прямолинейные образующие be и в с так и криволи- 15 нейные, например, выполненные дугами Ь С и

Ь (c . Такая форма образующей участка тоже обеспечивает плавное нарастание или убывание деформации и может оказаться более практичной при прессовой центровке загото- 20 вок.

Предлагаемые пределы длины и диаметра цилиндрического участка и утла при вершине конического участка установлены экспериментально. 25

На трехвалковом стане, имеющем валки диаметром 240 мм в пережиме с углом входного и выходного конусов 3 30 кроо изводили прокатку нагретых до 1200 С заготовок диаметром 60 мм при углах подачи

8, раскатки 7, скорости врашения

70 об/мин, на оправках диаметром 45 — 56мм.

Прокатано 3 — 5 образцов каждого варианта.

Получены гильзы диаметрами 60 — 70 мм с отношением д„l5 = 10 — 27.

Заготовки имели на переднем и заднем

35 торцах центровочные углубления диаметром

6, 18, 30, 42, 48, 51, 54 и 57 мм, что составляет соответственно О,ld >, 0,3d>, 0,54 g

07d>, 0,83>, 0,85d>, 0,9d>, 0,953з. Длина

40 цилиндрического участка равнялась 10, 15, 18, 30, 45, 60, 75, 90, 105 и 120 мм, что в долях от диаметра заготовки составило 0,17; 0,25; 0,3; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25 .1,5; 1,75 и 2. Прокатаны также заготовки с

45 углом конусности конусного участка центровочного отверстия 30, 60, 90, 120, 150 и 180

Влияние внутреннего диаметра и длины цил щдрических участков, а также.угла при вершине конусного участка выразилось сле50 дующим образом.

Если диаметр цилиндрического участка центровочного углубления меньше 0,84,то при прошивке происходит излишняя раскатка диаметра, вследствие чего на переднем конце гильзы образуется раструб, а на заднем трехгранник. Если диаметр цилиндрического участка больше 0,95Дз, то при прошивке стенка его раскатывается недостаточно, вследствие чего диаметр гильзы на концах оказывается меньшим, чем в средней ее части, происходит "утяжка", что может привести к застреванию оправки в гильзе.

При длине цилиндрического участка меньше 0,3 J не обеспечивается достаточная жесткость концов заготовки, вследствие чего при прошивке на переднем конце также образуется раструб, а на заднем — трехгранник. Длина цилиндрического участка принимается тем больше, чем больше его диаметр, т.е. чем меньше толщина стенки. Таким образом обеспечивается достаточная жесткость конца. Однако изготавливать цилиндрический участок длиннее 1,75 нецелесообразно, поскольку это ведет к дополнительным затратам, а дополшггельного эффекта уже не дает.

Если угол при вершине конусного участка больше 120, это вызывает слишком резкое нарастание величины поперечной раскатки при прошивке этого участка, что приводит к отрыву цилиндрического участка ! в процессе прошивки. Уменьшение же этоо го угла ниже 60 уже не дает положительного эффекта, является более трудоемким и поэтому нецелесообразным.

В таблице приведены соотношения размеров цилиндрических и конических участков центровочных углублений заготовки и толщина стенки прошитых гильз, сочетание ко-. торых обеспечивает получение гильз постоянного по всей длине диаметра без раструбов, граненности, утяжки и разрывов; °

Другие сочетания размеров приводили к появлению хотя бы одного из перечисленных дефектов.

Техническим преимуществом предлагаемой заготовки является улучшеш е качества гильз за счет устранеш я дефектов наружной и внутренней поверхностей и обеспечение возможности получения тонкостенных гильз на трехвалковом прошивном стане, т.е. расширение его технологических возможностей. Предлагаемая заготовка позволяет реализовать преимущества трехвалкового стана при изготовлешги тонкостенных труб из малопласпгчных сталей н сплавов, а также при установке его в составе трубопрокатного агрегата, где требуется тонкостенная гильза, например с автоматстаном.

Экономия капитальных вложений за счет исключения из состава ТПА двухвалкового раскатного стана косой прокатки составит

294 тыс. руб.„а годовой экономический эффект с учетом окупаемости оборудования

47 тыс. руб.

1131568

Заготовка ог Ьг мм доли

12,9

0,8

0,3 120

0,85

15,7

0,6

22,3

0,9

1,0

3,0

0,95

27,0

105

1,75

2,5

Составитель Л. Матурина

Техред О.Ващишина Корректор А. Ильин

Редактор Л. Авраменко

Заказ 9686/5 Тираж 794

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, М(— 35, Раушская иаб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4,51 (54

Толщина стенки гильзы, мм