Способ изготовления профильных многогранных труб

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частнос ти к технологии изготовления профильных труб. Цель - повышение точности геометрических размеров изготовляемых труб. При изготовлении профильных труб заготовку 1 в виде полого цилиндра деформируют последовательтельессти .Брудазго0- абоНЫХ аносфильсти яельго льно по участкам. В процессе профилирования к участку заготовки прикладывают одновременно деформирующие усилия Р , действующие изнутри в нанйправлении формуемых ребер, и Pj, действующие снаружи в направлении формуемых граней. Затем снимают усилия Р и натягивают заготовку 1 на профильную оправку, перемещая заготовку на шаг t вдоль оправки. Процесс повторяют до лолного натягивания всей заготовки на оправку. Полученную деформированную трубу вместе с оправкой подвергают вибрационной нагрузке PJ. Нагрузку Р определяют из условия создания напряжений в стенках трубы, близких к пределу текучести материала трубы. После деформации нагрузкой РЗ в стенках готовой трубы не остается остаточных напряжений и она сохраняет полученную форму. Даны расчетные зависимости между усилиями Р, и Р, . Обработка заготовки по пред- li ложенной схеме усилиями Р, Р и Р обеспечивает изгиб без изменения параметра заготовки. 4 ил., 1 табл. iiiHn / 47 e (Л со S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1417952 А 1 (51)4 В 21 С 37 15

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4209832/23-27 (22) 09.01.87 (46) 23.08.88. Бюл, М 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (72) А.В.Юков, А.А.Шкуренко, Е.А,Бруева и Л.Н.Загорулько (53) 621.774.2(088.8) (56) Разработка технологии и создание лабораторной установки для изготовления тонкостенных профильных труб из труб с замковым швом 4 100820 мм. Отчет о научно-исслед. работе. Гос. per. У 70037004, 1970, с. 20-23. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ

МНОГОГРАННЫХ ТРУБ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии изготовления. профиль ных труб. Цель — повьппение точности геометрических размеров изготовляемых труб. При изготовлении профильных труб заготовку 1 в виде полого цилиндра деформируют последовательно по участкам. В процессе профилирования к участку заготовки прикла дывают одновременно деформирующие усилия Р, действующие изнутри в нанаправлении формуемых ребер и Р действующие снаружи в направлении формуемых граней. Затем снимают усилия Р, и натягивают заготовку 1 на профильную оправку, перемещая заготовку на шаг t вдоль оправки. Процесс повторяют до полного натягивания всей заготовки на оправку. Полученную деформированную трубу вместе с оправкой подвергают вибрационной нагрузке

РЭ Нагрузку РЭ определяют из услови создания напряжений в стенках трубы, близких к пределу текучести матери- ® ала трубы. После деформации нагрузкой Р3 в стенках готовой трубы не остается остаточных напряжений и она С сохраняет полученную форму. Даны расчетные зависимости между усилиями P

1 и Р . Обработка заготовки по предложенной схеме усилиями P Р и P

1> 1 Э обеспечивает изгиб без изменения па-. раметра заготовки. 4 ил., 1 табл.

1417952

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии производства профильных труб.

Цель изобретения — повышение точности геометрических размеров изготовляемых труб.

На фиг. 1 показаны четыре позиции профилирования трубы (поз, l — размещение заготовки на профилирующем устройстве, присоединение к нему оправки, поз. ТТ вЂ” профилирование заготовки на участке 1; поз. ТТ1 — перемещение заготовки на шаг i; поз. IV установка профилирующего устройства в исходное положение, отсоединение от него оправки с передельной трубой); на фиг. 2 — схема приложения сил при профилировании согласно предлагаемо- 2п му способу; на фиг. 3 — три позиции при прохождении оправки с передельной трубой через валки калибрующей клети (поз..Т вЂ” установка оправки в ли.— нию калибрующей клети; поз. Tl — об- 25 работка передельной трубы, поз. ТТТ снятие оправки с готовой трубой, возврат оправки на поз, T профилирования); на фиг. 4 — схема приложения вибрационной нагрузки при калибровке. 31)

Способ осуществляется следующим образом.

Полую цилиндрическую заготовку 1, размещенную на профилирующем устройстве 2 последовательно, по участкам

3 подвергают воздействию изгибающих усилий Р„ и P . При этом усилия Р прилагают изнутри заготовки 1 в направлении ребер 4 получаемой передельной трубы 5, а усилия Р прилагают 4а снаружи заготовки 1 в направлении граней 6 получаемой передельной трубы

5. Усилия Р, и Р прилагают одновременно. К ребрам 4 усилия P подводятся при помощи, например, плашек 7, которые расположены на штанге 8 про филирующего устройства 2. Плашки 7 при помощи привода перемещаются радиально и обеспечивают усилия Р, .при их разведении от оси, К граням 6 усилия Р> подводятся при помоги плашек

9, расположенных в обойме 10. Плашки

9 при помощи отдельного привода перемещаются радиально и обеспечивают усилия Р при их сведении к оси. Число

55 плашек 7 и 9 равно числу ребер и граней передельной трубы 5.

Соотношение усилий Р и P „, дей— ствующих снаружи и изнутри на заготовку 1, должно быть таким, чтобы при изгибе было обеспечено равенство периметров исходного и конечного контурон. При малых деформациях, которые обеспечивают шаговыми перемещениями заготовки 1 на величину шага t соотношение сил определяется условием возникновения в сечениях граней 6 момента, не превышающего момента в сечениях ребер 4. Зто условие определяется неравенством

h — 6 211 где 6 — предел текучести материала заготовки I; и h — диаметр и толщина стенки за1 готовки 1;

Р— внутреннее усилие в направ1 ленин ребер 4;

Р— внешнее усилие в направлении граней 6;

n — число граней получаемого ю профиля.

B случае невыполнения неравенства к отдельным участкам периметра заготовки 1 будут прикладываться излишние напряжения, что приведет к появлению остаточных напряжений в стенках трубы. Для осуществления шагового перемещения заготовки 1 на величину шага t сначала снимают .усилия P u заготовку, зажатую усилиями Р, перемещают на величину шага t, которую выбирают не более половины длины 1 участка 3. При этом передельная труба 5 натягивается на оправку 11, присоединенную к профилирующему устройству 2. Возможность выполнения этой операции обеспечена тем, что обойма

IO с плашками 9 выполнена в осевом направлении.

Операции профилирования по участкам повторяются до тех пор, пока вся заготовка I не будет спрофилирована в передельную трубу 5 и натянута на оправку 11. После этого оправку 11 отсоединяют от профилирующего устройства.2 и пропускают через калибрующую клеть 12 с приложением вибрации к ее валкам !3. Валки 13 передают вибрационную нагрузку Р> к граням 6 передельной трубы 5, а, при необходимссти, и к ребрам 4. Нагрузку .P выбирают из условия создания напряжений в стенках трубы 5, близких к

2 39 (6» .с tP;7>l76 )

2п

=51,6 кгс;

6 — -=)2п с

Р,(†. — ) (51 6(—.

1дР/ь 2 и 2sin и/ь

0 25

-2500

2 ° 17

Р 25,5 кгс =А.

В таблице приведены данные дования граничных соотношений усилиями Pr и P2 ° исслемежду

Обработку передельной трубы необходимо проводить с частотой вибрации

300 в минуту и амплитудой 0,2-0,3 мм.

Отклонение rro плоскости граней передельной трубы (снятой с оправки) составляло 2-1 5 мм, а у граней готовой трубы 0,4 мм, в то время как известный способ дает отклонение, равное 5 мм.

Таким образом, применение предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет повысить точность размеров профильных труб. Это связано с тем, что при профилировании с приложением усилий, изгибающих стенки трубы изнутри в направлении ребер

3 14! пределу текучести 4, материала трубы.

При обработке вибрационной нагрузкой

Р в стенках готовой трубы не остает3 ,ся остаточных напряжений и она после снятия с оправки сохраняет получен.ную форму. Оправка ll возвращается на позицию профилирования трубной заготовки l..

По предлагаемому способу проведены эксперименты на моделях и теоретические исследования. Они показали, что для получения шестигранной трубы с толщиной стенки 0,25 см из цилиндрической трубной заготовки 4 170 мм (17 см) из стали 20 усилия Р, и Р2 определяют следующим образом: предел текучести стали 20 Ь =2500 кгс/см

2 число ребер и граней профильной трубы п=6; толщина стенки исходной трубы 11=0,25 см, диаметр исходной трубы

D=17 см, тогда предельный момент, необходимый для гиба

2500 0 25

М = — — — — — =39 кгс . см

"Р 4

2М

P = и ctp77n >

Т(,п

Фор мул а и з о бр е т ения

Способ изготовления профильных многогранных труб, включающий деформирование полой цилиндрической заготовки путем натягивания ее на профильную оправку при приложении деформирующих усилий изнутри и последующий обжим трубы по периметру, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппения точности геометрических размеров изготовляемых труб, перед натягиванием на профильную оправку заготовку профилируют. путем одновременного приложения к обрабатываемому участку деформирующих усилий изнутри в направле30 нии формуемых ребер и снаружи — в направлении формуемых граней, натягивание деформированного участка на профильную оправку производят при снятии деформирующих усилий, действующих изнутри, путем шагового перемещения заготовки по оправке, а обжим трубы осуществляют на оправке приложением вибрирующих. нагрузок, при этом в процессе профилирования деформирующие усилия, прилагаемые в направлении формуемых ребер и в направлении формуемых граней, определяют иэ соотношения

I n 1 и

45 Р2 (.t ly- " 2=) Pl (g =7 7 4

1 2 т р усилие изнутри в направлении ребер; усилие снаружи в направлении граней; предел текучести материала за готовки; диаметр заготовки; число граней получаемого профиля, толщина стенки. где Р!

D п

7952

4 и снаружи в направлении граней, изгиб осуществляется без изменения параметра заготовки, т.е. с минимальными внутренними напряжениями, а при применении калибровки с вибрационным приложением нагрузки, создающей напряжения, близкие к пределу текучести, происходит раэукрупнение зерен металла,увеличение числа дислокаций и, как следствие, снимаются внутренние напряжения, которые искажают форму профиля.

1417952

P езультат от величи ны А, % на,кгс

Р 7 А

28,2

25,5

10 (А

A=25,5 Отклонение ВеличиБольное пластическое течение металла. Потеря формы и периметра. Результат отрицательный.

Нормальная формовка граней и ребер. Отклонение периметра и формы не наблюдается, Pезультат положительный.

Нормальная формовка граней.

Небольшое утонение ребер.

Отклонение формы не наблюдается. Отклонение периметра в пределах допуска. Результат положительный.

Составитель B.Øàáðîâà

Г

Редактор В.Бугренкова Техред М.Ходанич корректор М.Пожо

Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по деЛам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4095/8

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4