Заготовка для винтовой прошивки

О П И СА Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) ЗаЯвлено 080278 (21) 2576718/22-02с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов(54) ЗАГОТОВКА ДЛЯ ВИНТОВОЙ ПРОШИВКИ Изобретение относится к обработ. ке металлов давлением и может быть использовано при получении особоточных бесшовных гильз и труб на станах винтовой прокатки,Известна заготовка, имеющая на переднем торце центрбвочное углубление, диаметр и глубина которого определяются соотношением (0,20-0,22) диаметра заготовки. Заготовки с такой глубиной и диаметром центровочного углубления используются на большинстве заводов 11,Применение этих заготовок для прошивки требует отклонения торца заготовки от перпендикулярности к оси заготовки (до 2-Зо) и равномерного нагрева. Неперпендикулярность торца более 2-Зо приводит к повышенной разностенности передних концов гильз и дефектам на внутренней поверхности передних концов гильз, а таких заготовок обычно более 50%.25Известна также заготовка, имеющая цилиндрическое тело и на переднем торце центровочное углубление, профиль которого соответствует контуру прошивной оправки 2. Однако равенство диаметров контура центровочного углубления с соответствующими диаметрами прошивной оправки приводит к тому, что в момент вторичного захвата происходит уменьшение внутреннего диаметра центровочного углубления и контакт металла с оправкой осуществляется только торцовой кромкой. Наличие такого контакта приводит к образованию дефектов в виде кольцевой плены на внутренней поверхности гильзы и повышенному износу оправок в месте касания торца углубления.Выполнение центровочного углубления на расчетную глубину при неперпендикулярном торце заготовки приводит к повышенной разностенности передних концов гильз. Это связано с тем, что передний неперпендикулярный торец заготовки в момент заполнения очага деформации, перемещаясь через щель, образованную валком и оправкой, в геликоидальном направлении обжимается по толщине и удлиняется по периметру. Наличие неперпендикулярного торца приводит к разности контактных площадей металла с оправкой и, как следствие, к появлению смещающей силы, которая вызываетповышенную разностенность переднихконцов гильз,Цель изобретения - повышениеточности передних кольцов гильз путем снижения влияния косины торцапри контакте с прошивной оправкой.Укаэанная цель достигается тем,что в заготовке для винтовой прошивки, имеющей цилиндрическое тело ина переднем его торце центровочноепрофильное углубление, радиальныеразмеры центровочного углубления выполнены равными 1,05-1,50 радиальных размеров передней части прошивной оправки, равной протяженностиуглубления, составляющей 0,3-0,8диаметра цилиндрического тела.На фиг.1 представлена заготовкас центровочным углублением на переднем торце , на фиг,2 -очаг деформации и график изменения ширины б контактной площадки по длине прошивнойоправки, полученный эксперименталь. -но и на основании известных литературных данных, гдеи СЭ-величинацентровочного углубления в моментвторичного захвата, а 5-минимальнодопустимая величина центровочногоуглубления; на фиг,3 - график влияния глубины центровочного углубленияна точность геометрических размеровпередних концов гильз при радиальныхразмерах контура центровочного углубления равных 1,05-1,50 радиальныхразмеров прошивной оправки.Заготовка имеет цилиндрическоетело 1, на переднем торце 2 которого выполнено центровочное углубление 3.Минимальная ширина контактнойповерхности металла с оправкой расположена на раскатном участке, амаксимальная - на рабочем участке.Кроме того, раскатный участок характеризуется меньшими удельными усилиями по сравнению с рабочим. В связи с этим следует, что смещающаясила, действующая на оправку со стороны металла, при деформации неперпендикулярного торца на раскатномучастке меньше, чем на рабочем. Этосвязано с тем, что величина смещающей силы равна произведению удельного усилия на разность контактныхплощадей из-за косины торца,Рассмотрим два случая деформациинеперпендикулярного торца с различной величиной центровочного углубления; начало деформации неперпендикулярного торца 2 на рабочем участкеоправки при меньшей глубине центровочного углубленияпервый случай)и раскатном участке прошивной оправки при большеЙ величине центровочногоуглубления 6 (второй случаЯ).В первом случае смещающая силаР равнаьР =15Где р 1 - удельное усилие,5 - разность контактных площадей из-за неперпендикулярности торца.Во втором случае, когда неперпендикулярный торец 2 начинает деформи" роваться на раскатном участке, смещающая сила ЬР равнадР 2 = Р 1 В этом случае 5 на раскатном участке во много раз меньше 5 рабочего участка, следовательно пйм.г Зависимость между внутренним диаметром гильзы и диаметром заготовки 0 определяется законом постоянстваЪагсекундных объемов 60 Влияние неперпендикулярности торца при глубине центровочного отверстия, обеспечивающей начало его деформации на раскатном участке, во многораз меньше, чем при начале его деформации на рабочем участке. Исходяиз вышеизложенного, величину центровочного углубления следует выбиратьтаким образом, чтобы начало деформации неперпендикулярного торца осуществлялось на раскатном участке.На основании экспериментальныхданных установлено, что минимальнаяпротяженность центровочного углубления равна расстоянию Г от носка оправки до сечения на раскатном участке30 прошивной оправки, которое соответствует 20 максимальной ширины контактной площади рабочего участка.Кроме того, от момента входа металлав валки до момента встречи его с35 носком оправки передний деформируемыйторец получает вытяжку и соответственно увеличивается глубина центровочного углубления. Поэтому исходнаяпротяженность центровочного углубле 40 ния должна быть меньше на величинувытяжки,О и равна1Как показали эксперименты МИСиС ипроведенный сравнительный анализдля различных диаметров оравок45 1=п опр,где И = 0,5-0,9.Внутренний диаметр гильзы приа,нимают равным,Овн.г = К 3 опр50 где К = 1,0-1,2 - коэффициент, учитывающий "разбой" гильзы.Протяженность центровочногоуглубления, выраженная через внутрен 55 ний диаметр гильзы, определяется вы- ражением,О - коэффициент вытяжки при прошивке.Практически даметр заготовки и наружный диаметр гильзы связаны соотношением через коэффициент, который может изменяться в пределах 0,9-1,17.Окончательно протяженность центровочного углубления определяется выражением10ОК М Р о,АЭВ пределах допустимых используемых значений различных коэФАициентов Ь составляет С;3-0,8 Эаг.Процесс прокатки заготовки осуществляется следующим образом.Нагретая цилиндрическая заготовка с углублением 3 на торце 2 задается 20 в валки, захватывается ими, совершая винтовое движение в очаге деформации. Перемещение заготовки от момента контакта с валками до момента встречи с оправкой сопровождается формоизмене нием наружного диаметра и , как следствие, центровочного отверстия, Как показывают проведенные исследования, диапазон уменьшения диаметра центровочного отверстия составляет 1,05 - 30 1,50, а вытяжка, получаемая деформируемым концом - 1,02-1,1 от первоначальной длины.В связи с этим контур и глубину центровочного углубления необходимо 35 наносить перед прошивкой с учетом коэффициента редуцирования 1,05 1,50 и коэффициента вытяжки Оо 1,02- 1,1. Это обеспечивает соответствие в момент вторичного захвата контура оправки и центровочного углубления, а также размещение начала деформации неперпендикулярного торца на раскатном участке. При начале деформации неперпендикулярного тоРца заготовки на прошивной оправке смещающая сила, действующая на оправку со стороны металла, незначительна и позволяет осуществлять прошивку особоточных гильз при косине торца 6-8 и повысить тем самым процент получаемых точных гильз. П р и м е р, . Заготовки диаметром 110 мм из Ст 45 Х 1, имеющие неперпендикулярность торца 6-8 , разделяют на две партии. Заготовки первой и второй партии нагревают в индукторе до 1180-1200 С и прошивают с вытяжкой,Оо= 1,05 О = 1,51 в двухвалкбвом стане на прошивной оправке диаметром 60 мм. Коэффициент К принимают равным 1,07; 1=1,0; П =0,65,тогда0,34. После нагрева заготовки первой партии эацентровывают на глубину 37 мм, радиальные размеры центровочного углубления при этом в 1,6 раза больше соответствующих размеров прошивной оправки, Заготовки второй партии зацентровывают на глубину 25 мм, радиальные размеры углубления равны соответствующим размерам прошивной оправки. Раэностенность пере-;них концов гильз первой партии (фиг.31 составляет + 3 , а второй - 10-20. Кроме того, на передних концах гильз второй партии имеются дефекты в виде кольцевой плены, а на гильзах первой партии их нет.Предлагаемая заготовка позволяет обеспечить получение более точных гильз.Формула изобретенияЗаготовка для винтовой прошивки,имеющая цилиндрическое тело и на переднем его торце центровочное профильное углубление, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения точности гильз путем снижения влияниякосины торца при контакте с прошивной оправкой, радиальные размерыцентровочного углубления выполненыравными 1,05-1,5 радиальных размеровпередней части прошивной оправки,равной протяженности углубления, составляющей 0,3-0,8 диаметра цилиндрического тела.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Данилов Ф.А. и др. Горячая прокатка и прессование труб.М., "Металлургия", 1972, с,156-157.2. Авторское свидетельство СССРР 263540, кл. В 21 В 19/04, 1969.741968О 6НИИПИ Заказ 3563/ Тираж 986 Подписное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4