Волока для изготовления профильных труб

)5 В 21 С 1/24,КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 12 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) В.Л.Дылдин, И.С.Снегирев, В.Г,Миронов, Л,А.Алферова, А.И,Поярков, С,А.Дени- скин и В,Н.Мирошин(56) Выдрин В,Н. и др. Производство фасонных профилей высокой точности. - М.; Металлургия, 1977, с,65.Шурупов А.К., Фрейберг М,А. Производство труб экономических профилей. - Свердловск, Металлургиздат, 1963, с,87,(54) ВОЛОКА ДЛЯ ИЗГО ФИЛЬНЫХ ТРУБ(57) Сущность: обжимная зона 1 волоки с поперечным сечением, подобным сечению калибрующей зоны 111, образована наклонными плоскими поверхностями 1. Углы переходной зоны 11, имеющей длину 1, снабжены выемками 2, а грани калибрующей зоны 111 сопряжены между собой по радиусу й, Выемки 2 выполнены дополнительно в калибрующей зоне 11 путем их продолжения из переходной зоны на длину (0,10,5)1 и имеют ширину (0,41,0)В. 2 ил 1 табл.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к волочению,и может быть использовано при изготовлении профильных многогранных труб с повышенной точностью внутреннего каналабезоправочным волочением.Многогранные трубы с повышеннойточностью внутреннего канала изготовляются на станах ХПТР или волочением наоправке. Более производительным является второй способ, однако его широкоеприменение сдерживается высокойтрудоемкостью изготовления и низкойстойкостью оправок, необходимостьюпредварительной формовки круглой заготовки для задачи оправки внутрь трубы, трудоемкостью задачи оправки в длиннуюзаготовку, труднодоступностью внутреннейповерхности длинной заготовки при нанесении смазки,От указанных недостатков свободенспособ безоправочного волочения, Но существующие методы калибровки профиляволоки не обеспечивают повышенную точность размеров канала трубы, в частностине удается получить прямолинейные гранипрофиля и малые (меньшие толщины стенки) радиусы загрукления внутренних углов.Известна волока для получения профильных изделий, у которой входное сечениеподобно поперечному сечению заготовки(обычно круг), а рабочий канал имеет профиль, обеспечивающий переход от сечениязаготовки к сечению калибрующей зоны.При этом профиль рабочего канала (обжимной зоны) рассчитывается математическилибо определяется путем моделирования,Однако при изготовлении волоки неизбежно упрощение идеального профиля, чтосущественно изменяет характер деформации заготовки и приводит к недоформовкевнутреннего канала трубы. Наличие каналаснижает устойчивость сечения при радиальных сжатиях, что ограничивает возможныеобжатия и приводит к недоформовке углов,Известна волока, состоящая из обжимной многогранной зоны, образованной плоскими поверхностями, наклоненными к осиволоки, калибрующей зоны и переходнойзоны. Сечение обжимной зоны подобно сечению калибрующей зоны, а сопряжениемежду ними осуществляется в переходнойзоне,Недостатком этой волоки является низкая точность формы канала при безоправочном волочении толстостенных труб. Низкаяточность выражается в овализации внутренних граней, когда их ширина соизмерима столщиной стенки, и недостаточно малом радиусе закругления углов. Известна волока состоящая из обжимной и калибрующей зон, причем в углах обжимной зоны. выполнены выемки в виде полостей, непрерывно сужающихся и постепенно сходящих на нет к калибрующей зоне.Недостатком известной волоки является низкая точность канала у толстостенных труб, выражающаяся в овализации внутренних граней и. недостаточно малом радиусе закругления углов. Этот недостаток обусловлен тем, что углы обжимной зоны, образованные плоскостями, при волочении толстостенной круглой заготовки не соприкасаются с металлом, поэтому наличие выемок в углах никак себя не проявляет придеформации металла. Целью изобретения является повышение точности канала толстостенных профильных труб при безоправочном волочении.Рабочий канал волоки состоит из обжимной, переходной и калибрующей зон, причем обжимная зона образовна плоскими наклонными поверхностями и имеет сечение, геометрически подобное сечению калибрующей зоны, Грани калибрующей зоны сопряжены между собой по радиусу В,На гранях переходной зоны в местах, примыкающих к сопряжениям граней, волока имеет выемки. Отличительной особенностью волоки является то, что выемки захватывают часть калибрующей зоны, а ширина их выбирается с учетом радиуса сопряжения й,Наличие выемок в калибрующей зоне обеспечивает последовательную формовку элементов профильного канала: сначала формируются его грани, а затем углы. Раздельность формовки позволяет повысить точность формы канала потому, что последняя приобретает законченный вид без подпора со стороны углов, Раздельность формовки обеспечивается при ширине выемок 0,41,0 радиуса Я скругления углов калибрующей зоны,При меньших значениях ширины выемок нарушается раздельность формовки и исчезает положительный эффект, при больших значениях появляется овализация внутренних граней, направленная выпуклостью внутрь профиля, Меньшие значения из указанного интервала следует выбирать при относительно больших значениях радиусов, а большие - при малых,Ширина контакта заготовки с волокой в поперечном сечении увеличивается по направлению к калибрующему участку и в переходной зоне достигает максимума. Здесь. ширина выемок, перекрывающих часть контактной поверхности, существенно влияет5 10 15 20 25 на характер деформации металла, Продолженке выемок в калибрующую зону на велйчину менее 0,1 длины переходной эоны нарущает раздельность формовки, поскольку углы и грани канала формируются практически одновременно. Продолжение выемок на величину более 0,5 длины переходной зоны, переставая влиять на геометрию изделия, приводит к ненужному удлинению калибрующей зоны. На фиг.1 представлена предлагаемая волока, общий вид, на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1.Рабочий канал волоки состоит из обжимной 1, переходной 11 и калибрующей 111 зон. Плоскости калибрующей зоныП параллельны оси ОО. Углы калибрующей зоны имеют радиус скругления В, значение которого в соответсвтии с ГОСТом лежит в пределах не более 1,52,5 Я, где Я - толщина стенки профиля, Обжимная зона 1 образована плоскостями 1, наклоненными под углом а к оси канала. В сечениях, перпендикулярных оси канала, обжимная 1 и калибрующая 11 зоны подобны, Сопряжение обжимной и калибрующей 111 зон происходит в переходной зоне 1. Сопряжение выполняется по радиусу В 1, величина которого подбирается путем пробных протяжек.На участках граней переходной зоны 1, примыкающих к углам, выполнены выемки 2, начинающиеся на стыке зон и 1 и заканчивающиеся в зоне 111. Сечение выемки может быть выполнено(фиг.1) в виде прямоугольника. Чтобы обеспечить наилучшие условия формовки канала, ширина Н грани переходной эоны 11 должна быть примерно равна ширине полки канала изделия, т.е. ширина Ь выемки должна быть равна приблизительно толщине Я стенки профиля.Экспериментально установлено, что оптимальное соотношение между ними нахо дится в пределах Ь = (1,0,1,5)Я. Поскольку В = (1,52,5)Я, то ширина выемки Ь = = (0,41,0)В. Начинать выемку в зоне 1 н имеет смысла из-за отсутствия металла углах этой зоны, а сдвиг ее начала в глубин зоны 11 приводит к преждевременному за полнению углов волоки металлом и появле нию сжимающих напряжений в полка изделий до окончания формовки последних Протяженность выемок в калибрующей зоне 111, равная (0,10,5) длины переходной зоны 1, подобрана на основании экспериментальных исследований, которые показали, что на этом расстоянии заканчивается влияние переходной зоны на пластическую деформацию металла изделия, Меньшие 30 35 4045 е в У50 х55 значения из указанного интервала следует назначать для менее толстостенной заготовки.Волока работает следующим образом, Поперечное сечение толстостенной круглой заготовки при протягивании через волоку сдавливается наклонными плоскими поверхностями 1 обжимной зоны. Формовка идет как под поверхностью контакта, так и внеконтактно (в углах). В переходной зоне И волоки поверхности Н продавливают полку заготовки относительно углов внутрь профиля и формируют внутренний канал, При этом благодаря выемкам 2 углы профиля свободны от усилий, действующих вдоль полок, и внутренние грани в поперечном сечении получаются прямолинейными с малым радиусом закругления между ними. В калибрующей зоне 1 П по мере уменьшения глубины выемок 2 идет формовка внешних углов профиля, не затрагивающая канал изделия. На участке калибрующей зоны 111, свободном от выемок 2, изделие калибруется по всему периметру поперечного сечения, В волоке с неравновеликими гранями возможно выполнение выемок только на коротких гранях. П р и м е р,Предлагаемая волока опробована на опытном стане ЦЗЛ при призводстве прямоугольных профильных труб размером 15,3 х 7.3 х 2 мм. Основное требование, предъявлямое к этим трубам, заключается в обеспечении размеров внутреннего канала 11х 3мм.Ю,24 Ю,25Изготовлена серия твердосплавных волок с обжимной зоной в виде четырех плоскостей, наклонных под углом 20 к оси рабочего канала, Калибрующая зона выполнена в виде прямоугольного канала с размером 15,3 х 7,3 мм и длиной 6 мм, Радиус скругления углов канала равен 0,5 мм. В переходной зоне выполнено сопряжение обжимной и калибрующей зон по радиусу, равному 15 мм, длина переходной зоны равна 5 мм. Волоки отличаются длиной и шириной выемок.В таблице приведены результаты испытаний волок при волочении по маршруту 16 х 2,1-15,3 х 7,3 х 2 мм.Контролируемыми параметрами являются непрямолинейность внутренней грани и радиус внутреннего угла в сечении иэделия, Сравнение с допускаемыми значениями показало, что волоки 2-5 и 8-10 обеспечивают необходимую точность изделия.По сравнению с базовым объектом (волочение на оправке) повышается точность1731329 20 25 30 канала трубы за счет уменьшения радиуса скругления внутренних углов, которое не может быть достигнуто при оправочном волочении из-за налипания металла на острые углы оправки и малой стойкости оправки, Кроме того, снижается трудоемкость подготовки инструмента и трудоемкость производства за счет исключения предварительной формовки заготовки, смазки внутренней поверхности и исключения самой оправки, По сравнению с известной волокой достигается прямолинейность внутренних полок изделия и малые радиусы закругления внутренних углов,Формула изобретения Волока для изготовления профильныхтруб, состоящая из корпуса с рабочим профильным каналом, имеющим обжимную зону, 5 переходную и калибрующую с радиуснымсопряжением сторон, и выполненными в углах переходной зоны выемками, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности внутреннего канала толстостен ных профильных труб, выемки выполненыдополнительно в калибрующей зоне длиной (0,1 - 0,5) длины переходной зоны и шириной (0,4 - 1,0) радиуса сопряжения сторон калибрующей зоны151731329 гЪ Змс Составитель Л.МатуринаТехред М,Моргентал Корре ктор И.Шулл ончаков зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж. ул.Гагарина, 101 Заказ 1533 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5