ОПРАВКА ДЛЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ С ВНУТРЕННИМИ ПРОДОЛЬНЫМИ РЕБРАМИ Российский патент 2008 года по МПК B21B25/00 

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№ ребра12345Высота ребра (без учета толщины стенки трубы)1,391,391,391,431,43

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№ ребра12345Высота ребра (без учета толщины стенки трубы)0,890,920,920,910,87

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.

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.

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.