Инструмент для волочения труб

Инструмент для волочения труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту для волочения труб. Цель - повышение точности геометрических размеров и снижение кривизны труб. Инструмент выполнен в виде установленных в корпусе пластин с отверстиями, образующие которых выполнены в форме дуги окружности постоянного радиуса. Оси первой и iioe.-i.e.uieii по ходу волочения пластин совпадают с огмо волочения. Остальные пластины установ.1. под регламентированным углом а к оси волочения в противоположных направлениях. В плоскости, перпендикулярной оси волочения , эти отверстия образуют эллипс. Каждая пластина повернута относительно предыдущей в плоскости, перпендикулярной оси волочения , на угол р 180/п-2, где п - число пластин. Установка пластин под углом л к оси волочения обеспечивает обжатие металла в зонах, прилегающих к малым осям эллипсов. Но зоны смещены вдоль оси волочения относительно друг друга на некоторое расстояние в зависимости от величины угла айв плоскости, перпендикулярной оси волочения , на угол р. Это обуславливает повышенное поперечное течение и знакопеременный характер деформации металла при волочении . Повыщенное поперечное течение металла обуславливает точность геометрических размеров. Знакопеременный многоциклический характер деформации определяет равенство остаточных напряжений по периметру трубы. 4 ил. Q сл 4 о о о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 В 21 С 3 06

ЗП.:(.С

ОПИСЛНИК NSOEPETEHHR

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С0 3

Cb

Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4110619/31-02 (22) 12.08.86 (46) 07.07.88. Бюл. № 25 (71) Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова (72) В. Г. Смирнов, Б. А. Васильев, А. Г. Черненко, В. И. Соколовский и А. К. Гаврилов (53) 621.774 1.07 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 580923, кл. В 21 С 3/06, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 454069, кл. В 21 С 3/14, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 406598, кл. В 21 С 37/20, 1971. (54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ

ТРУБ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту для волочения труб. Цель — повышение точности геометрических размеров и снижение кривизны труб. Инструмент выполнен в виде установленных в корпусе пластин с отверстиями, образующие которых выполнены в форме дуги окружности по„„Я0„„1407609 A 1 стоянного радиуса. Оси первой и послед и и по ходу волочения пластин совпадакп с „к волочения. Остальные пластины установ,цч:, под регламентированным углом а и оси волочения в противоположных направлениях.

В плоскости, перпендикулярной оси волочения, эти отверстия образуют эллипс. Каждая пластина повернута относительно предыдущей в плоскости, перпендикулярной оси волочения, на угол р=180/n — 2, где n — число пластин. Установка пластин под углом сс к оси волочения обеспечивает обжатие металла в зонах, прилегающих к малым осям эллипсов. Но зоны смещены вдоль оси волочения относительно друг друга на некоторос расстояние в зависимости от величины угла а и в плоскости, перпендикулярной оси волочения, на угол Р. Это обуславливает повышенное поперечное течение и знакопеременный характер деформации металла при волочении. Повышенное поперечное течение металла обуславливает точность геометрических размеров. Знакопеременный многоциклический характер деформации определяет равенство остаточных напряжений по периметру трубы. 4 ил.

Изобретс HH(Относится K 0():);i()0, кс

Цель изобретения -- повып!спп«1<)чп(> " геометрических размерон и «чи 1;с п> визны труб.

На фиг. 1 изображен ин«I p>, мс и I, дольный разрез; на фиг. 2 1ь!rip«,«. и и я м и н и м ал ь но го и м а кс и м н л (и<Ого ний угла а наклона пластHHI>l K (>«l ния соответственнс).

Инструмент для во!<>«сп»Я труб,, !(ржит корпус 1, в котором жсстк<> x«гi!, !,„1! н я пластины 2 с Отвсрстиямп, х мсч! I,п>; к<,,: .Ii .

В Io lb OCH БОЛОЧЕНИЯ, 1!Одж(1!1>1: p! Г ;) )г >й пробкой 3. Образующис слi«р,, Б; пены в форме дуги окруж)п>отll и<„;(", п>к>л> р3дИ MC3 ((р3 3 Я 4 и HOC 1(. сn Si tl .> I h I лочсН И я. ОСТ<1:1 ЬНЫС П. 1<1 <."ГИ П Ы 2 с"l 3! IÎt)nCН Ы по J, <,!.лом а к Оси Вол оч HII H Б и роти БОБОложных направлениях. Уrол а Определяется из соотношения

0,5 Ьс

;!resin - — (), - Нгсв!и —

0,5Л0, — агс«о. (1 ), (дс < ), D, !

:(= ——

180

) 2 (3) IînlöèHà i-й Hëàcтпны; — МИ(I И М 3. l 1>IIЫH;I И сl М(I P ОТ13(()СТII Я ! -и и;lасзины; г, — радиус криви Hi!i обр)(зук>И!ей <иВСР THH <-Й IIJ!3c! Hnhl;

).D,, ра:!Ность минимальных днах(стров

<лверстий <- и (! ) -й пластин.

Мини>

О, .1 — — (О, + 2r, )сова, — 2г„ (2) где 0, — - минимальный диаметр отверстия

/-Й пластины; г, — — радиус кривизны образуloпсей <лВерстия 1-й пластины; а, — > Г01 Hc!K)1033 1-Й I!!3Ñ! ИНЬ(П ()Cli

Болочения. ((< 3 ж Д сl Я f l;I сl С T I! H 3 П 0 В С Р Н Х Т с! В l l Л 0 С К 0 «T I i, ПСРПЕПДИКУЛЯРHOH ОСИ ИНСтРУМЕНта Íci 1 ГО(! ((, опредсляемый по формуле,> гг>,> Об к 1 (!>! В o пк Р«тии Il.!3«тины вс)локи

«(>!i il c! !а T с 33 !Нс и Р<11< il:i«ii НОс. Ic .Уюп>СЙ (<>иЫ (>(>iK31 ПЯ Б 1(>М H<(<>113(PC I IIH ° (ИНИ>1;1,!ьн(и HHI ;:;>:, " ., »ма н(и и обес-!

l(1(H!Iß П >1(.1>(> » i 1» >i 1(1<1Л 13 И, !

«м «!>мь)м, ll(>H!>!ii .! :, 1«<»(етри!(< К I I <, Р,1 (Х)С (Ii ) I >.

И;1 фиг .) . I !,,,i<, с г !",<> г — ()() »

IQ l .H-,, ro2! К<>>п;>кта мста.lла с отверстием

ll,1;1(: и ни, очс рчсnnt I I по радиусу г = (I, 5» > .

i г

1 1(>IIP), lii> i < Ic!K)T (1<> . <) ((.>)

1lo !«!Бн.i>!;i ) (3,; читывая, чr«21)=

= — 0,5>Л, il(>. ),5 " >

0,5>2

У«.<анис «! !l;!.1 1< рсдней гp3HHtihl

25 Пре,п !дС П(С й; >, i,i >бга: i;!>i Б ОтВЕрСтИИ ПЛаСтипы с за,!H(и I pl1:<п «й п<>«ледующей зоны обжатпя 13i>lni>,. 1 «с г«я, < «.II! отрезок Ас(Нро <(>;!Нт iicp(..1 <((п(>(>с.!HH)l гр > ница ) и d (задНЯЯ гра»ипа), л» са Б %,(l:,l

АЕ

Б!На slni, 180" — R — (g — а)

Учитывая, что Ес(=0,5В, AE==D+2r, sin(! 80 — а — (1> — а)! =sing.

11одставляя значение и>, получают точную формулу для определения а:

sine<= sin(23rcsin 1 ), 05Â

D+2r (8) п=ггг<<>п(а(гп(2аг<а>п <2<><>)) (9>

0,58

Учитывая, «ТО в реальных условиях максимальное значение Л0 составляет примерно

0,5r, à 0))r, !Н> iучaюr с:!екоторым завыП)ЕН И ЕМ а=агсsin (10)

50

S5 где!L числ(> пластин Б инс(р(мсnlc.

Ьлагодаря наклону пластин 2 к 0(. H Бо loЧЕНИ)1 ОТБ(РСТИЯ П.1с!СТИ Н Б ПЛОСКОСТЯХ, ll(Pпеn,nn(ó,(ярных оси Боloчения. 1!меют форм(Э<1Ь(п HC3 С ОСЯМ И, ПОСЛ СДОВ32 («IhHO П() В(Pпсть!ми друг Относительно дру: а на уl îë (l3 lln0cк0сти, ll!. pH(Häèê> . (ярпОЙ осН Бо.п)ч(Н И >а И СМСH(CH Ht>h10<. ИТ< 1hno nP < I (П < I <1 il ci li??k(>TOPO(. Рс!С«ТOHНПС В Зс>БНСИХП>С 111 О! Знс><1(. HHH > I .(с) X

Hhl<><>(, I! >«n«.,i!H l л3 а обмсловлс H «лс, i < 1i >!!, гдг )(; Пi1>П С >,1;1 0!1(>(,I(.1ЯС II Р;1<ПИ„, llf)(. !Ы !>,11 (Ч1

Имея H Биду, что технологически проще изготовлять пластины с отверстием при г=

=0,5В, а обжатие в каждой из пластин (0 0,5r, можно увеличить угол наклона ! ластип . В этом случае максимальное зна«ение угла а определяется тем, чтобы деформируемый металл контактировал с крайней точкой рабочей поверхности отверстия

ll,1ñ1<òHíû (фиl . 4): а=((. — ")>, (11) ! дс ((=(ЕЛЬ

Из Л,4&с

:>1n((=

l(( (!2) ! 1(1 !)О!

<(> ..(А»«>)(<(2 (> )<) ,ь яь

Тогда, подставляя значения (! и ), из формул (12) и (13) (=агсв(п-- — — — агccos(1 — — — ) (14)

0,5В О:)О

z г

Г!ри дальнейшем увеличении угла я происходит контакт металла с нерабочей поверхностью пластины. !0

Угол поворота пластин (1 в плоскости, перпендикулярной оси волочения, выбирается из условия, что из и пластин, разме(ценных в корпусе, первая и последняя пластины являются направляющими для трубы и их оси совпадают с осью волочения. Остальные

n — 2 пластины для деформации каждого элемента периметра трубы в и (CIIT(«!!!hler условиях, т. е. по направлению мя lhtx осей пластин, развернуты одна относительно дру!

80 гой на угол

20 где K

hi St --" > + s< — — модуль упругости трубы, напряжс 111151 !Гс реднего подпора в обжатия хто,(п(е!(ной стенки трубы

55 материала большс случае

Форма поперечного сечения инструмента меняется от круга в первой по ходу Волочения пластины, ось отверстия которой col)lfaдает с осью волочения, (0 эллипсов, оси 25 которых после:(ователь lo повернуты друг относительно друга на угол !3, что обеспечивает !юслсдовательное обжатие участков стенки трубы по Винтовой линии, форма поперечного сечения последней по ходу волочения пластины круглая, равная диаметру готовой трубы.

Инструмент работает слез(ующим образом.

В отверстии первой по хо (у волочения пластины 4 задается труба. происхо jHT ee осадка до контакта внутренней поверхности трубы с оправкой, В последук)щих наклонных пластинах 2 происходит циклическое обжатие частей Ilcðèìåòðà трубы в зонах, прилеГ а ю щ и х к малым 0 с 51 м эл ff 51 I I c 0 13.

Повышение точности труб в процессе,0 оправочного волочения достигается тем, что при обжатии зоны утолщенной стенки периметра трус)ы напряжение переднего подпора со стороны 1;еобжимной части периметра

К((--St) 6(+,ц Е (,(- к) (+ М) — - доля периметра трубы обжичная в отверстии, К(0,5 при я, ограниченном известными пределами (1) и (2);

-- средняя толщина стенки трубы; 50

St — — отклонение толщины стенки трубы;

В(,30 обжатие стенки трубы, равное к,-- л:„ (t-K)(t.-л ) ((с Г ; ()() и>;1 I II(. (Ò и ки Тр<у0)l>l С Xl tt fl),C()1! I>i)1 () 1 К,l()II(>IIII(> >1, P<113110(< х) — Si .>: 5

)ЯК КЯК и .,; (Л(+ )! (» „ i 3! — Sl ) я передний (н)диор х Величина T Iloll(>рс lll()c течение х!(.т()Г!Г!я.

Пс)следоватсл ьнс)с обжятие с 7сн ки px () I, IIo f3I4IlTo(30l1I л и пни Обс с Il(. и и пает 0()il(ft TII( металла по Вссчу периметру трубы, в 01ВСРСТ(IИ ПОС.7(. Лн(>И IIO . О:(Ч ВОЛ() )С 111(Я II, 1<1(. 7 14 Н Ь(ПРО!1 С ХО. (14 Г h (1, f It () P() 131(<1 7 p 3 ()i>1 110 (I l;Iчетрх и стеfff>(к(lclè()p3ющих с)твсрстии чожст быть несколько. !

1ри и 110.11>3013rlfllttt пред l

С)С l tt(E СТВ.7ЯЕТ(Я IIP(. ((3

ТР) ОЫ И фИ К(.14Р3 (OTС Я С(>Ч(111151 ТРХ ОЬI. ВХОДЯп(ис в инструмент относительно Ocii Волочсlll4H, в после (ующем наклонном отвсрс пп! обжимается участок трубы, прилегяюп(ий к х)ас!Ой ос и эллипсII х РазмеРОВ. All<1, 10 Гичн а Я, ((фОР м а ц1151 осуществляется в последующих отверстиях

llëàcòèí. В отверстии после;(ней 110 ходу

Во 70Hef(IIH пластины происходит калибровк

Ои РЯВКИ.

НВКЛОННЫЕ ПГ)аСTliHbl 170 >;073 HO 70(IOItli51 могут иметь различное значение углов

13 пределах. ограниченных форму.н)й (! ) . (1 PI4 I7OCTOH I4 f40ibf Зи а Iеli li li 3 I, IO8 R O()(>СП "I liвастся примерное постоянство уменьшения

7!4аметра отверстий и ябсо IIOTIII ti обж I I »ft в пластинах по ходу волочспия. !

1pI1 иерем Ill!031 значении углов х . ОДЧ ВО 10Ч(!414 Я. 931(III>III210(l(E" (О(. Я I II IICIIII(>

ОТ МаК(!(Ма,1Ь((ОГО:(О Хl liи(IМВ, 1(>II()ГО Зll

T1. 11011 st (I I 0Í НО(. 11() II(. РС

407609

0,510, )". (— и гccos(1

5 г;ц В, D, Фор)!ула изобретения г геометрических 1)d:3 !еров, d знакопеременный многоциклический характер деформации

Определяет равенство остаточных напряжений по периметру трубы и, тем самым, снижение кривизны трубы.

Инструмент для волочения труб, соäcðжащий волоку с рабочей 11013срхНос из набора жестко установленных в корпусе пластин с отверстиями, образун)!цие которых направлены по форме дуги окружности, при этом ось первой и последней !1ластин совпадает с осью волочепия и каждая !ц)с Ic;ix!о(цая пластина повернута относительпо llpc дыдущей в плоскости, перпендикулярной оси волочения, от.!ина!оияи! е)! тем, что, с

ЦЕЛ ЫО IIOI)h»llCПИ 5! ГО:»!!)С1 И Г! ОХ!Е !РНЧЕСК ИХ размеров и снижения кривизны груб, пластины, начиная с второй и дo (н - 11-Й, устаНОВЛЕНЫ ПОД УГЛОМ Я К ОСИ БОЛО ICI»IS! В ПРОтивоположных напра13лениях, вы!)ираемым и пределах

6 !resin (,(drcsin —

0,5В, 0,5В, r, толщина 1-й пластины; минимальный диаметр отверстия

i-й пластины;

)3D, разность минимальных диамет10 ров отверстий i-й и (i — 11-й пластины;

r, радиус кривизны образующей отверстия i-й пластины; и — число пластин, а го.l 1) поворота каждой последующей пластины относитель Io предыдущей в плоскости, перпендикулярной оси волочения, С»СTII и, ЯЕT

20 111)li и.м минимальный диаметр отверстия

ll. I H T H lib!

D, > — — (D,+2r,)соня,— 2r,.

Составите,>ь Е. Воронкова

Тскред И. Верее Корректор с>. Кравцова

Редактор Е. 1!апн

709 Ilодп ион(>с

: 3 I.l 10 Тираж 7

Заказ. та C(ио .LL.лам и.;! с та С Li . ; Ii и>Й»с I c!i>: II il (» il>»i i iiii

Hl III I II III Государственного кочитста С .; и.;! с

113035, Москва. Ж -35. Раушская и,«>, > 5 роизвозс - .; ° ни>ятис, г. Уж"1>l>(>., .. 1!р:к i>lii >я !!роизводственно-но.тигр>>фнческое вреди! ... > и к«,>