СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ Российский патент 1996 года по МПК B21C1/24 B21C19/00 

Изобретение относится к трубному производству и касается деформации труб волочением с последующей раздачей на оправке.

Известен способ изготовления труб путем раздачи трубной заготовки волочением на цилиндрической оправке, для чего на конце заготовки делают несколько клиновых прорезей и полученные клинообразные концы отгибают в стороны, чтобы в образовавшуюся воронку можно было ввести оправку. Затем отогнутые концы заготовки сжимают в общий узел, образующий захватку, которую зажимают в губках волочильной тележки и проводят волочение [1]
Недостаток аналога заключается в трудоемкости и увеличении времени задачи оправки в заготовку, ввиду предварительной подготовки ее концов путем подреза и отгиба их, ввода в заготовку оправки и последующей заковки этих концов на стане.

Наиболее близким техническим решением к заявленному способу относится способ изготовления труб одновременно через два очага деформации, который включает безоправочное волочение трубной заготовки в волоке, имеющей цилиндрический поясок и угол рабочего конуса, совместно с безоправочным волочением в один цикл осуществляют раздачу труб на неподвижной оправке с двусторонними усеченными конусами и протяженностью цилиндрической оправки меньше длины пояска волоки, устанавливают на выходе трубы из волоки [2]
Недостаток прототипа заключается в недостаточной точности геометрических размеров труб по внутреннему диаметру. Это вызвано тем, что протяженность цилиндрической части оправки меньше цилиндрического пояска волоки. Это не позволяет создать требуемое противонатяжение между этими цилиндрическими поверхностями и тем самым компенсировать влияние остаточных напряжений после безоправочной деформации в волоке. Вместе с тем, несимметричность оправки создает нежелательные условия для ее перекоса в процессе волочения и в свою очередь ведет к нарушению точности внутреннего диаметра труб и повреждению их внутренней поверхности.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность геометрических размеров труб по внутреннему диаметру и обеспечить стабильность волочения.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления труб, содержащем безоправочное волочение трубной заготовки в волоке с цилиндрическим пояском и с углом рабочего конуса и совместную ее раздачу на неподвижной цилиндрической оправке с двусторонними усеченными конусами, которые выполнены симметричными и каждый из них имеет угол при вершине 12-16^o, а протяженность цилиндрической части соответствует протяженности пояска волоки, причем диаметр цилиндрической части волоки меньше диаметра пояска волоки на 0,8-1,2 толщины стенки трубной заготовки.

В источниках научно-технической и патентной информации не обнаружено технических решений, содержащих признаки, аналогичные совокупности отличительных признаков заявленного технического решения, следовательно, оно имеет изобретательский уровень.

Предлагаемый способ за счет симметричного выполнения усеченных конусов оправки с заявленными оптимальными углами при вершине позволяет обеспечить устойчивость ее в процессе задачи в трубу и в процессе волочения, что приводит к повышению точности геометрических размеров труб.

Равенство протяженности цилиндрической части оправки и пояска волоки и соотношение их диаметров позволяет обеспечить противонатяжение в зоне между волокой и оправкой и тем самым стабилизировать свойства металла трубы после волочения.

Оптимальные углы при вершине усеченных конусов оправки выбраны в пределах 12-16^o. Угол при вершине конуса оправки менее 12^o создает трудности при задаче оправки в трубу и приводит к увеличению ее длины и массы, а более 16^o уменьшает поверхность контакта оправки с трубой и устойчивость оправки, что в конечном итоге приводит к снижению качества поверхности трубы.

Величина уменьшения диаметра оправки (0,8-1,2) толщины трубной заготовки является оптимальной с точки зрения стабильного процесса волочения и раздачи, причем величина разницы диаметров волоки и оправки с (0,8 до 1,0)S и используется для толстостенных труб, а выше (1,0-1,2)S для тонкостенных труб.

Разница диаметров волоки и оправки менее 0,85 ведет к проскальзыванию и дрожанию оправки, а при величине более 1,2S происходит обрыв переднего конца трубы в начале процесса.

На фиг. 1 представлена схема осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед началом волочения выбирают размеры волоки 1 и оправки 2 с таким расчетом, чтобы рабочий диаметр волоки Д_в или цилиндрический поясок ее был равен сумме величин диаметра Д_о и 0,8-1,2 толщины стенки S трубной заготовки, а длины пояска l_в волоки и цилиндрической части l_o оправки были равны.

Трубную заготовку надевают на стержень 3 с закрепляемой на нем оправкой, имеющий двусторонние усеченные симметричные конуса с углом при вершине 12-16^o. С помощью не указанного на чертеже механизма перемещения стержня трубную заготовку с закованным концом задают в волоку и протягивают через нее вместе с оправкой, после чего стержень с оправкой, благодаря упору 4, останавливается в заданном при настройке положении, при этом оправка занимает фиксированное положение на некотором расстоянии от выходной стороны волоки. С этого момента начинается установившейся процесс безоправочного волочения трубной заготовки в волоке с цилиндрическим пояском длиной l_в и с углом рабочего конуса β = 20-30^° и совместную в один цикл раздачу на неподвижной цилиндрической оправке с двусторонними усеченными конусами и диаметром ее цилиндрической части меньшим диаметра пояска волоки на 0,8-1,2 толщины стенки трубной заготовки.

Пример: волочение осуществляли по маршруту 83х2,95-71(вн)х3 мм в волокно с цилиндрическим пояском, имеющим диаметр Д_в 74 мм и длину пояска l_в 5 мм. Угол рабочего конуса волоки составлял 26 ^o.

При этом использовали оправки c Д_о 70,10; 70,46; 71,05; 71,64; 71,09 мм. Величина разности диаметров волоки и оправки соответственно составляла 3,9; 3,54; 2,06; 2,36; 2,10, а длина цилиндрической части оправки составляла l_o 2,4; 5,0; 9,5 мм. Оправки были выполнены с симметричными усеченными двусторонними конусами (передний и задний), каждый из них имел углы при вершине α = 11^°; 12^°; 16^° и 20^°
Кроме того, использовали оправку с неодинаковыми углами при вершине, передний из которых выполнен в виде фаски с углом 60^o, а задний - 16^o.

Результаты испытаний сведены в таблицу.

Из таблицы следует оптимальными условиями параметров использования способа являются равенства длин поясков оправки и цилиндрической части волоки (вариант 2), величина углов при вершине конусов оправок в пределах 12-16^o (вариант 5, 6) и разность между диаметрами волоки и оправки в пределах 0,8-1,2 толщины стенки (варианты 10, 11, 12).

Предложенный способ изготовления труб позволяет обеспечить стабильность процесса волочения и повысить качество внутренней поверхности изготавливаемых труб.

(57) Использование: повышение точности геометрических размеров труб по внутреннему диаметру в трубном производстве и повышение стабильности процесса деформации труб волочением с последующей раздачей на оправке. Сущность: способ заключается в том, что трубную заготовку подвергают безоправочному волочению в волоке с цилиндрическим пояском и с углом рабочего конуса и последующей ее раздаче на неподвижной цилиндрической оправке с двусторонними усеченными конусами. Новым в способе является то, что усеченные конуса оправки выполнены симметричными, и каждый из них имеет угол при вершине 12-16^o, а протяженность цилиндрической части оправки равна протяженности пояска волоки. Кроме того, новым является и то, что диаметр цилиндрической части оправки меньше диаметра пояска волоки на 0,8-1,2 толщины стенки трубной заготовки. 1 ил., 1 табл.

Способ изготовления труб, включающий безоправочное волочение трубной заготовки в волоке с цилиндрическим пояском и рабочим конусом и последующую ее раздачу на неподвижной цилиндрической оправке с двусторонними усеченными конусами, отличающийся тем, что раздачу производят на оправке с симметричными усеченными конусами, углы которых при вершинах составляют 12 16^o с шириной цилиндрической части, равной ширине пояска волоки, и диаметром цилиндрической части, меньшим диаметра пояска волоки на величину 0,8 1,2 толщины стенки трубной заготовки.