Заготовка для винтовой прошивки Советский патент 1984 года по МПК B21B19/04 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при прошивке на трехвалковом стане косой прокатки тонкостенных гильз с отношением наружного диаметра к толщине стенки 11-27 При прошивке заготовок в двухвалковом стане косой прокатки перед носком оправки возникает неблагоприятная схема напряженного состояния, характеризующаяся наличием по крайней мере двух главных растягивающих 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 рвашеты, гильза бракует ся. Кроме того, трение заготовки о направляющие линейки приводит к порезам и зади рам 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 метал ла перед носком оправки не происходит, что обеспечивает получение гильз с качественной В11 утреш1ей 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 цили щрического тела, в которой на переднем торце вьщолнено центровочное отверстие диаметром и глубиной равными 0,2-0,22 диаметра заготовки соответственно 2, Однако при прошивке из нее на трехвалковом стане гильз с отнощением диаметра к стенке 11 на переднем конце образуется участок с наружным диаметром, значительно (до 50%) превышающим наружный диаметр гильзы в средней ее части, так называемый раструб. Величина раструба тем больше чем больше отношение(Jр/5р , Наличие раструба не позволяет производить деформацию гильзы на последующих станах трубопрокатного агрегата (ТПА). На заднем ковде гильз при этом образуется трехгранник, ребра которого входят в междувалковые промеясутки. Это препятствует вращению гильзы и нормальному ее выходу из очага деформации трехвалкового 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 ТПД. Если по технологическим условиям требуется тонкостешгая гильза, то сначала на трехвалковом прошивном стане из этой заготовки прошивают гильзу с отношением d lSfSJl, а затем эту гильзу раскатывают на дополнительно установленном стане косой прокатки до требуемого значения с)г|5(- Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является заготовка, содержащая цилиндрической тело с центровочными конусно-цилиндрическими углублениями на переднем и заднем торцах. Глубина h 10-15 мм, диаметр J ц 10-60 мм. По отношению к наиболее массовым заготовкам диаметром d 100-200 мм это составит ,Ь (0:05-0,075)dy,ц- (0,05-0,3)3 13. Однако вследствие малого диаметра углубления, т.е. большой толщины стенки цилиндрической части и недостато шой ее длины при прошивке заготовки на трехвалковом стане, происходит большая поперечная разкатка переднего и заднего концов, что приводит к образоваьшю раструба на переднем конце гильзы и трехгранника на заднем. Цель изобретения - обеспечение прошивки гильз с отноше1шем диаметра к толщине стенки 11-27 на трехв4и1ковых станах. Поставле1щая цель достигается тем, что ТТ ъ заготовке для винтовой прошивки, содержащей цилиндрическое тело с центровочными конусно-цилиндрическими углублениями 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 без 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 о b и а Ь и имеющего диаметр ац 0,8-0,950d и длину h 0,3-1,75 d и конического участка 3, ограниченного прямолинейными образующими Ьс и Ьс с углом при вершине конуса равным 1р бО120 . Соединеш1я между цилиндрическими и кошмескими участками, а также вершина конуса сглажены дугами окружности. Задний конец заготовки аналогичен переднему. Цилиндрические участки 2 создают жесткие концы, которые препятствуют образова1шю 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 цилнндрического участка должна обеспечивать доста точную жесткость конца при заданной толщине стенки этого участка. Конические участки углубления необходимы для того, чтобы обеспечить плавное нарастание на переднем, а на заднем конце - убьшание величины деформации, и предотвра тить таким образом отрыв цилиндрического участка центровочного углубления или по меньшей мере образованне поперечных разры ВОВ и дефектов в месте перехода от цилинд рического участка к сплошному телу заготовки. Участки 3 могут иметь как прямолинейные образующие Ь с и Ь с так и криволинейные, например, выполненные дугами Ьрс И Ь р с. Такая форма образующей участка то же обеспечивает плавное нарастание или убы вание деформации и может оказаться более практичной при прессовой центровке заготовок. Предлагаемые пределы длины и диаметра цил1шдрического участка и угла при вершин конического участка установлены экспериментально. На трехвалковом стане, имеющем валки диаметром 240 мм в пережиме с углом и выходного конусов 3°30 производили прокатку нагретых до 1200° С заго товок диаметром 60 мм при углах подачи 8, раскатки 7°, скорости вращения 70 об/мин, на оправках диаметром 45-56 м Прокатано 3-5 образцов каждого варианта. Получены гильзы диаметрами 60-70 мм с отношением rl5f 10-27. Заготовки имели на переднем и заднем торцах центровочные углубления диаметром 6, 18, 30, 42, 48, 51, 54 и 57 мм, что со ставляет соответственно 0, 0,, 0, 0,, 0,8Jj; 0,85dj; 0,, 0,. Длина цилиндрического участка равнялась 10, 15, 18, 30, 45, 60, 75, 90, 105 и 120 мм, что в долях от диаметра заготовки состави ло 0,17; 0,25; 0,3; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; ,1,5; 1,75 и 2. Прокатаны также заготовки углом конусности конусного участка центро вочного отверстия 30, 60, 90, 120, 150 и 180° Влияние внутреннего диаметра и длины цшнпщрических участков, а также . угла при вершине конусного участка выразилось следующим образом. Если диаметр цилиндрического участка це ровочного углубления меньше 0,8 4 л j. о ри прошивке происходит излишняя раскатка ди аметра, вследствие чего на переднем конце гильзы образуется раструб, а на заднем - трехгранник. Если диаметр цилиндрического участка больше 0,,, то при прошивке стенка его раскатывается недостаточно, вследствие чего диаметр гильзы на концах оказьтается меньшим, чем в средней ее части, происходит утяжка, что может привести к застреванию оправки в гильзе. При длине цилиндрического участка меньше 0,3 j а 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 зто ведет к дополнительным затратам, а допольштельного эффекта уже не дает. Если угол при вед)шине конусного участка больше 120°, это вызывает слишком резкое нарастание величины попереч1ЮЙ раскатки при прошивке этого участка, что приводит к отрыву щшиндрического участка в процессе прошивки. Уменьшение же этого угла ниже 60° уже не дает положительного эффекта, является более трудоемким и поэтому нецелесообразным. В табдице приведены соотношения размеров цилиндрических и ко шческих участков центровочных углублений заготовки и толщина стенки Прошитых гильз, сочетание которых обеспечивает получе1ше гильз постоянного по всей длш1е диаметра без раструбов, граненности, утяжки и разрывов-. Другие сочетания размеров приводили к появлению хотя бы одного из перечисленных дефектов. Тех1тческим преимуществом предлагаемой заготовки является улучше1ше качества гильз за счет устранешш дефектов наружной внутренней поверхностей и обеспечение возможности получения тонкостенных гильз на рехвалковом прошивном стане, т.е. расширеие его технологических возможностей. Предагаемая заготовка позволяет реализовать премущества трехвалкового стана при изготоветш тонкостенных труб из малопластичных талей и сплавов, а также при установке го в составе трубопрокатного агрегата, где ребуется тонкостенная гильза, например с авоматстаном. Экономия капитальных вложений за счет сключения из состава ТПА двухвалкового аскатного стана косой прокатки составит 94 тыс. руб., а годовой экономический ффект с учетом окупаемости оборудования 7 тыс. руб.

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