Заготовка для винтовой прошивки

СОЮЗ СОВЕТСНИХОаамлютаеснипРЕСПУБЛИН 09) (11) 1) В 21 В 19 МИТЕТ СССРЙ и ОтнРытий АНИЕ ИЗ ТЕНИ ЬСТВ Вбй кое тевескиаднем тор ем, что, с отно.11 - 27 индриина том уг120. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВ(71) Днепропетровский ордена ТрудовогоКрасного Знамени металлургический институт им, Брежнева и Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и конструкторско-технологическийинститут трубной промышленности(54) (57) ЗАГОТОВКА ДЛЯ ВИНТО ПРОШИВКИ, содержащая цилиндричес ло с центровочными конусно-цилинд ми углублениями на переднем и з цах, о т л и ч а ю щ а я с я с целью обеспечения прошивки гиль шением диаметра к толщине стенки на трехвалковых станах, диаметр цил ческого участка центровощого утлубл выполнен равным 0,8 - 0,95, а его дл 0,3 - 1,75 диаметра заготовки, при э при вершине конуса составляет 60 -568 111 З 1Изобретение относится к обработке метал. лов давлением и может быль использовано при прошивке на трехвалковом стане косойпрокатки тонкостенных гильз с отношением наружного диаметра к толщине стенки 11 - 27. 5При прошивке заготовок в двухвалковом стане косой прокатки перед носком оправки возникает неблагоприятная схема напряженного состояния, характеризующаяся наличием по крайней мере двух главных растя 10 гивающих напряжений, Вследствие этого при прошивке заготовок из мвлопластичных ста. лей, 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 направ. ляющие 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 состоя. ния более благоприятна и разрушения метал. ла перед носком оправки не происходит, чтов 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 Ц .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. 35Однако 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 40 гильзы в средией ее части, так называемый раструб. Величина раструба тем больше, чем больше отношениеДг 5, Наличие раструба не позволяет производить деформацию гильзы на последующих станах трубопрокатного 45 агрегата (ТПА). На заднем ковше 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 дефор. мировать на последующих стенах ТЩ. 55Если по технологическим условиям требуется тонкостенная гильза, то сначала на трехвалковом прошивном стане из этой заготовки прошивают гильзу с отношением3811, а затем эту гильзу раскатывают надополнительно установленном стане косой про.катки до требуемого значения 4 (5Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является заготовка, со.держащая цилиндрической тело с центровочными конусно-цилиндрическими углублениями на переднем и заднем торцах. Глубина1=10 - 15 мм, диаметр О, =10 - 60 мм. Поотношению к наиболее массовым заготовкамдиаметром дз = 100 - 200 мм это составитЬ = (О:05 - 0,075) сэ,д ц = (0,05 - 0,3) Й 3 3.Однако вследствие малого диаметра уг.лубления, т.е. большой толщины стенки цилиндрйческой части и недостаточной ее дли.ны при прошивке заготовки на трехвалковом стане, происходит большая поперечнаяраскатка переднего и заднего концов, чтоприводит к образованию раструба на переднем конце гильзы и трехгранника на заднем,Цель изобретения - обеспечение прошивки гильз с отношением диаметра к толщинестенки 11 - 27 на трехвалковых станах.Поставленная цель достигается тем, чтовзаготовке для винтовой прошивки, содержащей цилиндрическое тело с центровочными конусно.цилиндрическими утлублениямина переднем и заднем торцах, диаметр ци.линдрического участка центровочного углубле.ния выполнен равным 0,8 - 0,95, а его длина0,3 - 1,75 диаметра заготовки, при этом уголпри 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 1с центровочными углублениями на переднеми заднем торцах, состоящими каждое из цилиндрического участка 2, ограниченного линиями а Ъ и а Ь и имеющего диаметрд,= 0,8 - 0,9503 и длину 1 = 0,3 - 1,753и конического участка 3, ограниченного прямолинейными образующими Ьс и Ь с суглом при вершине конуса равным у 60 -120. Соединения между цилиндрическими иконическими участками, а также вершина конуса сглажены дугами окружности, Заднийконец заготовки аналогичен переднему,Цилиндрические участки 2 создают жесткиеконцы, которые препятствуют образованиюраструба на переднем конце и трехгранникана заднем конце гильзы. Толщина стенкицилиндрического участка должна быть такой,чтобы при обжатии заготовки величина поперечной раскатки не превышала раскаткугильзы в средней ее части, а длина цилинд1131568 3рического участка должна обеспечивать достаточную жесткость конца при заданной толщине стенки этого участка,Конические участки углубления необходимы для того, чтобы обеспечить плавное нарастание на переднем, а на заднем концеубывание величины деформации, и предотвратить таким образом отрыв цилиндрическогоучастка центровочного углубления или поменьшей мере образование поперечных разрывов и дефектов в месте перехода от цилиндрического участка к сплошному телу заготовки,Участки 3 могут иметь как прямолинейные образующие Ьс и в с так и криволинейные, например, выполненные дугами Ьс иЬ р с. Такая форма образующей участка тоже обеспечивает плавное нарастание или убывание деформации и может оказаться болеепрактичной при прессовой центровке заготовок,Предлагаемые пределы длины и диаметрацилиндрического участка и утла при вершинеконического участка установлены экспериментально, 25На трехвалковом стане, имеющем валкидиаметром 240 мм в пережиме с угломвходного и выходного конусов 3 30 нрооизводили прокатку нагретых до 1200 С заготовок диаметром 60 мм при углах подачи8, раскатки 7, скорости врашения70 об/мин, на оправках диаметром 45 - 56 мм.Прокатано 3 - 5 образцов каждого варианта.Получены гильзы диаметрами 60 - 70 мм сотношением д 5,: 10 - 27.Заготовки имели на переднем и заднем35торцах центровочные углубления диаметром6, 18, 30, 42, 48, 51, 54 и 57 мм, что составляет соответственно О,И , 0,Зсмк, 0,530,7 с 3, 0,83, 0,85 с 3, 0,9 д, 0,953 З, Длина40цилиндрического 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 с45углом конусности конусного участка центровочного отверстия 30, 60, 90, 120, 150 и180Влияние внутреннего диаметра и длиныцилщдрических участков, а также .угла привершине конусного участка выразилось слеБОдующим образом,Если диаметр цилиндрического участка центровочного углубления меньше 0,84 ,то припрошивке происходит излишняя раскатка диаметра, вследствие чего на переднем концегильзы образуется раструб, а на заднемтрехгранник, Если диаметр цилиндрическогоучастка больше 0,953 з, то при прошивке стенка его раскатывается недостаточно, вслед. ствие 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 не обеспечивается достаточная жест. кость 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, Та. ким образом обеспечивается достаточная жесткость конца. Однако изготавливать цилиндрический участок длиннее 1,753 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 этоого 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 устранения дефектов наружной и внутренней поверхностей и обеспечение возможности получения тонкостенных гильз на трехвалковом прошивном стане, т.е, расшире. ние его технологических возможностей. Пред. лагаемая заготовка позволяет реализовать преимущества трехвалкового стана при изготовлешщ тонкостенных труб из малопласпщных сталей н сплавов, а также при установке его в составе трубопрокатного агрегата, где требуется тонкостенная гильза, например с ав томатстаном.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 мм доли мм 2,9 48 . О,2 5 0 0,85 6, Ильин одписное ф, --- град доли Заказ 9686/5 Тираж 794 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, М( - 35, Раушская иаб., д. 4/5