Способ поперечно-клиновой обкатки труб и инструмент для его осуществления

)76 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКР(33(ТИПРИ ГКНТ СССР К А 8 ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) .:110(.;ОБ ПОПЕРЕ 11 О-К,1 ИНОВОГ ОБКАТКИ ТРУБ И ИН(2 ТРУ;ЕНТ Д.1 Я ЕГО О(.:УЦ 1 ЕСТВ.ЕНИЯ(57) Изобретение относится к обрботкс ч(таллов лавлениеч и м б. использовано при за к;(тке ра (ли ч ны.( ли и щ и горловин полых изл((ий, Цель изобретеи 3(я повышение сКСПЛ с) Тс)113 ОН И 01 СТОИКО(.Т И И 1(.Т РЧЧ(. НТс 1. Ш тучной трубной заготовке, закреп;(енной в 13(пи(лег(е, сообщается прап(отельное лви. ЖЕ)ИЕ. Г 1,(с)СТИНЧ ПОЛВОЛ 51 Т Ло КОНТакТН С вращающейся заготовкой. Происходит разогрев заготовки до необходимой темпера гуры пол л(йсгвием сил контактного тр. ния, Г 1 ро(1.с обкстки наи(наетс 53 с по,(вола, 1494996 А форчообр(1.укиго злечеит;3Ф;- 5 к з;3 с)топке со скоростьк, рннНи (, .(г 2) чГ 1 ри эточ вицле обк;3(ки з 1 огнки (пр,).зуется горе)овин;3, которя п)с)е(нино перхолит в лнип(е. П(р(хою чеги,(,(а гор,(.ВИНЫ В ЛНИПИ (По(обСТНЕТ За,ипй у ГО,(радиус зкрг.(ения Ф:-) 5. Ф)рчнбр(.301333.НИ);(ИИ ИЛ 1 З)кс)п 13)В)ЕТСЯ ПРИ ПО,1 ПОЧ С(1 Ь).Каи 3 31 СВ 1 РК( 3(ПУГР(Не( 1 ОНЕР,НОСИ ОР.13Изцбретсние относится к обработке металлов давлением и может быть использованэ при закдтке рдзлцньх лниш и горло- ВИН ПОЛЫ ИЗДЕЛИИ.Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости инструмента.На фиг. 1 изображен инструмент без верхней плиты, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху на нижнюю плиту; на фиг. 3 -- сечение А - А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б - Б на фиг. 2; на фиг. 5 - сечение В - В на фиг. 2; на фиг. 6 - сечение Г - Г на фиг, 2.Инструмент лля поперечно-клиновой обкатки труб состоит из корпуса 1, в котором на осях 2 и 3 установлены обойма 4 и формообразующий элемент 5. Обойма 4 имеет возможность вертикального перемеше. ния под действием силы прижима роли. ком 6. Ролик 6 перемещается штоком 7 пневлоцлиндра 8, ось которого вертикальна и пересекает горизонтальную ось трубы 9. С рсзс Гво,Еея и реЕвд р 33 ьнОГО 3 ГрсВд В 3- пцлнснц В Ниле Вставленной и обойму 4 ил цскцн д р алле.ьной ил дс ги и ы 1 О, с пцсрс лствсннц Ецзлсс 33 нс 3 д троу 9 при нагреве трсниеч. 1 лдстинд 1 О и цр 300 Г- р(зук)ии и .с чс нт 5 прел тдвляет слбцй Гс 1 рц( ьечные рабочие Вк,длыии исрумены, 3.3030 ВГе 333 е из изнсстойкой при нцвыиенны гечиерд) урд,егир(ианной ста,и, терчшбрдбогдннци,е 52 57 НК(; Фцрчццбрдзукший элеменГ 5 выполнен В виде призмы с перелнеи Е и :лис 3;+, ицвер- НОСТямн. 11 СРС,33535) ПОВ(.рХНОСЬ Иск.цн(.Пс К гориннтдльной плоск)сти пцл углцч; и (. Здл)яя 303)срОсть Выполнена нл ) Е,цм и Вертикальой п.нскости, нерпенликулярной )си вр;щения трбыГ 1 ерсдняя Е, задняя Ж и наклондя Л поверности призмы фцрчообрд онс го эле(3Д ) 33 РД К)Т СЕ(0 ВЕс 30 Рц, 3 ПРИ ф)РЛ 0- обрдцвднии,ениц; трубы. 1 р змд Выполи(-с 3 С ) 3;с 3 Сц Л 3 с КР У Г, (. Н И 5, И: М(.Е и К)И Л . Я О М;КС ЧД,ЬНОГО ЗНДЦСНИЯ ЛО НУЛЯ В НД- правлении, противоиоложном ндпрдвлсник ИЕВЕМС И( НИ 5 фцрхццбрс)ЗК)ц(сгц ЭГСЛСНГ 5, т е. К. К )К) К. Для изгговленири:- МЬ ЛОС) 03330 ЗиатЬ МаКСИЧаЛЬНЫй РДЛИ)С закругления К и длину 1. учдсткд, на к- тором с цствляется процссс обкдтк, тдк кдк цбрзук)шми Гризмы 5 В 1 к)тс 5 3 ря - чые,инин. д минимальный рдлис .дкрглсния призмы К)=0)т параметры можно рдссчитд,ь 330 формуламК = (2- -80)лл;031)1.=-,ч л ,Э(э)8(,гле 8 толщина стенки отрубы, мч;1 н а) у ж и ы й лд м ет р) ы, ч ч .1 ризд с 3 у.сВым рдлиусц 1 зскр, си ия3 РСЛСессВЛЯЕТ Сцбои РсжУИЮ КРЧК, КОТОРВЕ,жнт В П,ОСКОСТИ:3 ДНС 3033(Р 30ИЖ, перпендикулярной си врдцени труб 3. 4949964Начало режуцей кролки находится на уровне оси врацения трубы.Способ поперечно-клиновой обкатки трубс нагревом тре 35 ем осуцествляют следук- шим образом.Труба 9, закрепленной в пдтрне 11 станка с вылетом В сообиьдют вращательное движение сгловой скоростью в=157 с Инструмент перемешают в ндправлении, перпендикулярном оси врдцения трубы со ско ростью1; =-0,01 -0,02 м/с.При вклкчении попсречной подачи инструмента пневмоцилиндр 8 посредством роли.кд 6 и обоймы 4 прижимает пластину 10 15к трубе 9. Конец трубы под действиеч сил контдктного трс ния нагревается ло темперГур горячей леформации (1000 - 1100"С) Быстрая перечена контакта ро с плдсти.нцй сц скоРостью 0,01 ),02 лсс исключает пилиание чдтерид.д т рубы нд н,)астину.20 Л 3 сне 5 коросгь вращения трубы совнд.лдет с напрдвлениеч пц,еч 3 (попутный на; рев трсниеч)Скорцст, и Гс 333( рдтру ирелвдри) ельнцгц нагрева конца трубы ) лц начала илдси сскцй,(сформдции регулируют давл ни(м сжето 0 возлуд в пнсвмоцилиндр( 8 с(сл больше лдв.н ние, тем больше силы грения и тем интенсивнее нагрев загц.цнки. Износ пласгины 30 нс оказывает В.ияния нд режим на рсва, тдк кдк усилие прижима 1 се к гр)це ) Ери пцтоянноч ЛДВ.3(.снЕИ ЕОЗЛУХс В Пн(.ВЧОПИЛИЛРЕ 8 ОСГ(Т- с пц.цянныч 11 нос и,дстины компснс 3- р,тся выдвижением нцкд 7 пневчоцилинл,д. поэтому Выол и: строя пластины Возможен цлькц при полном изн)се ее по 30,щи 3( .,Ч.и 3 3.)д(иныВыбирдк 3, исходя итребучцо времени нагрева, д ширину цт длины ндгревдемцгодсткд кцнид трубь.Негр(ть 33 лц температур горячй лефцрч (и КОН.и "уГ 3 9 ццкдты Вд(тс я форм 040 ОГрсдукИ(Ел Э,(сс 3) 0 5. Тслпсрс 3 турс ) рубы рс.)кц Вцзр,)с гас г,ец 1200 - 1250"С, гдк кдк при перепле ее цт горизонтальной поверхнцси грения с пластиной к 3 еклц 33303 псрслнс й п(верхнцсти Г призмы уве.и,и.даются силы трения. Кроче того, в силовую энс р ик) переходит рдбл д ил(стческцй леорл а 333 трубы.В начальный момет обжатия трубы наклонной передней поверхностью Е призмы нд конце тр)бы образуется гцр,овина 9 д, которая, улеь 3 а 5 сь в диаметре, Гс сс нно переолит в днище 9 б. Переходу мстдллд горлвины в лнице способствует задний уголи радиус закругления К призмы.Вытяжке и утоненик горловины препятствует угол 1) иредней пцвср ности призм ы.55 Фцрл)д днища тр)бь опрелеляетс форлцй здлней поверхности 1. Если задняя нов(рность плоская, то лнише получается плоским нри =0"- и коническим при )О.1494996 5 10 15 20 Формула изобретения 30 35 40 50 55 5Значение г( определяет угол конусности. Изменяя форму задней поверхности, можно получать любую другую форму днища.В процессе обкатки трубы формообразующим элементом 5 деформируемый металлскользит по наклонной 3 и передней поверхности Е за счет того, что линейнаяскорость вращения трубы значительно больше скорости движения формообразующегоэлемента 5. Несмотря на значительные трение и температуру, при скорости движения,равной 0,01 - 0,02 м/с, материал трубы неналипает на формообразующий элемент благодаря быстрой перемене контакта трущих.ся поверхностей и малой плогцадч контакта. Конец трубы в процессе обкатки продолжаег нагреваться, а формообразующийэлемент остается относительно холодным.Формообразование днища трубы заканчивается при полном смыкании и сварксвнутренней поверхности горловины. Оставшаяся часть горловины (необходимый излишек для получения качественного сварногосоединения) отрезается режущей кромкойклина. Сварка внутренней поверхности горловины относится к термомеханическомуклассу сварки давлением металлов в твердом состоянии при температурах горячейдеформации.Износ передней поверхности Б и наклонной Г не влияет на окончательную формуднища трубы, которая определяется формойзадней поверхности Ж. Так как задняя поверхность не контактирует с трубой при об.катке ц це изнашивается, форма и геометрические параметры днища получаются стабильными. Износ передней Е и наклонной 3поверхностей компенсируется их подъемом помере продвижения формообразующего элемента.Пример. Осуществляют способ поперечцо.клиновой обкатки трубы Я 20)(2,2 из стали 2 Х 18 Н 10 Т.Рабочие вкла;гыши инструмента пластинуц форыообрцз юцгцй элечеггт изготовляют изстали Ди 23 (45 хЗВЗ МФС) и термообрабатывают на твердость НРС 52- - 57. Размеры пластины: 1=135 мм, в=12 мм, )з==10 мм. Углы призмы: у=7, р=З, А=3".Наибольший радиус закруглецця ц длину рабочего участка формообраз)юццчо элсмен.та рассчитывают по формулам (1) и (2)К = (25 -30) =3 м,;Э1.= - =543 мм,3(дТрубчатой заготовке, установленной впатроне станка с вылетом Ьо=9 мм, сообщают вращательное движение с угловой скоростью ьг=157 с . Инструмент перемещаютпоступательно в направлении, перпендикулярном оси вращения трубы со скоростью=0,015 м/с. Одновременно с включениемпоперечной подачи инструмента в рабочуюполость пцевмоцили цдра подают сжатый воздух и прижимают пластину к трубе усилием Г=2350 Н. Таким образом осуцгествляют предварительный цагрсв конца трубы до 000 С.,Далее следует цпоцесс обкатки конца трубы формообразующим элементом по образующим перехода днища трубы в горловину. Температура металла поднимается в результате трения и пластической деформа 1 пги до 1200 С. После стыковки и сварки внутренней поверхности горловины образуется герметичное днище трубы. Остаток горловины отрезается режущей кромкой клина.Предлагаемые способ поперечно.клиновой обкатки труб с нагревом трением и уст. ройство для его осуществления обеспечивают следующие преимушества: повышается эксплуатационная стойкость инструмента, так как материал заготовки не налипает на его рабочие поверхности при нагреве и обкатке, а износ этих поверхностей не влияет на геометрические параметры и форм) днигца труб; обеспечивается возможность автоматизации процесса благодаря высокой стойкости инструмента. 1. Способ поперечно-клиновой обкатки труб, включающий предварительный нагрев конца трубы, формирование фланца от места перехода цилиндрической части трубы к днищу с постепенным уменьшением диаметра трубы до нуля, заварку сомкнутых концевых участков трубы и )далецие избыточного объема металла в центре днища, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, формирование днища ведут с уменьшением поверхности контакта инструмента с формоизменяемой частью днища, включая зону его перехода в отформованную часть, путем приложения давления со стороны обкатцого инструмента к формоцзмецяемой части днигца и переходной зогге, прц этом перед формообразогяггцем заготовку дополнительно цодогрс накп 2. Способ по и. 1, тли гаки(ггш.г тем, что формирование днццга ведут со око)гостькк равной 0,010,02 мс. 3. И нструмент для попс речцо-кл ццовой обкатки труб, содержащий установленные в корпусе средство для предварительного нагрева концов труб и формообразукцццй элемент, отличающийся тем, что, целью повышения стойкости, он снабжен силовым цилиндром, формообразуюшии э.гемент выцо,гиен в виде призмы, две смежные грани которой выполнены с криволинейной выцук. лой поверхггостьк) сопряжс цця, прц этом радиус образуюцгих криволццейцсй поверхности выполнен непрерывно умс ггьш гкгш)гмся ио;глине от максимального .паче. ния до нуля в направлении, иротцвоггссгожном направлению перемецццця формообра1494996 зукпщего злемента, а средство для предваритслього нагрс на выполнено в виде пластины,станов.снЙ в корпусс с возможностьо ие 2 Составитеь г, КолпаковТекред И. Верееираж 572 П р г 1, Патай ректисн в тета по изоб а, Ж 35, Р комбинат П ретениям и откра) ш кая наб., атент, г. Ужгор ного ком Москв ательскиРедактор :, 11 атрупп3 коз 4153,61 ИИПИ Государстве130351 роизводственно-изд взаимодействия со штоком силового цилинд ра, ось которого установлена перпендикулярно основани 1 о корпуса. тиям при 1 К 1 Т С;:Г д. 4(5од, ул. Гагарина, 101