Инструмент для волочения труб

 

Изобретение относится к производству труб волочением на полой короткой неподвижной оправке. Цель изобретения - повышение стойкости инструмента. Инструмент содержит полую короткую оправку 1, через отверстие которой пропущен болт 2 и закреплен в торце стержня 3, например, посредством резьбового соединения. При этом отверстие оправки и расположенная в нем поверхность болта выполнены коническими, сужающимися в сторону стержня 3 с углами конусности в пределах 1-3°. Угол конусности отверстия оправки на 10-20% меньше угла конусности поверхности болта, а величина микротвердости материала болта составляет 35-60% величины микротвердости материала оправки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4451417/23-02 (22) 07.05.88 (46) 30.11.89. Бюл. № 44 (7l) Днепропетровский трубопрокатный завод им. В. И. Ленина (72) В. К: Сидоренко, В. И. Григорченко, Ю. В. Пивник, A. П. Бардагпевский, А. H. Магрилов и E. А. Рыбкин (53) 62! .774.37.07 (088.8) (56) Розов Н. В. Холодное волочение стальных труб. М.: Металлургия, 1965, с. 100—

102.

Савин Г. А. Волочение труб. М.: Металлургия, 1982, с. 149 -150.

„„SU„„1524954 (5}> 4 В 21 С 3 16, В 21 В 25/02

2 (54) ! НСТРУМЕ НТ Д,. 15I ВОЛО(1!. П ! )1

ТРУБ (57) Изобретение относится к прои.н)одстн труб волочением на полой короткой неподвижной оправке. Цель изобретения повышение стойкости инстр мента. 11нструм» нт содержит пол510 коротк510 oHI)BBIN l, и р«з отверстие которой прояснен бол1 2 H икр«llлен в торце стержня 3. наприм»р, по !)»лсТВоМ резьбовогo соединения. При этом отв(р» ти(. опра вки и располож» ни;)я н H(. м 11о веркность болта выполнены кони и (I HìIH, сужающимися в сторону стержня, 5 с ), Ië;I мп конус ности в и редела к 1-- 3 Угол HoH)» ности отверстия оправки на 10 20",,, и» ньп1» угла конусно TH повер(ности гн лта,;1 в«.1ич и на ми кротвердост1 материала бол г;1 с»)ставляет 35 — 60 (величины микро TBE ð »HE TI» материала оправки 1 ил.

1524954

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к трубному производству, и может быть применено при оправочном волочении труб.

Цель изобретения повышение стойкости инструмента.

На чертеже представлен инструмент, продольный разрез.

Инструмент состоит из полой короткой оправки 1, свободно посаженной на коническую поверхность болта 2. Болт закреплен в резьбовое отверстие торца стержня 3.

Угол конусности отверстия оправки выполнен на 10 — 20 1 меньшим угла Р конусности поверхности болта, а величина микротвердости материала болта составляет

35 — -60О „ величины микротвердости материала оправки. Величины углов (n и P) конусности отверстия оправки и расположенной в нем поверхности болта находятся B пределах 1 — 3 .

Работа инструмента заключается в протягивании в кольцевой полости, образованной внутренней поверхностью волоки 4 и наружной поверхностью полой оправки 1 трубы 5.

Во время работы инструмента стенка трубы обжи мается на участке сопряжения входного отверстия и калибрующего пояска волоки, а также передней частью наружной поверхности полой оправки, Таким образом нагруженной оказывается только передняя по ходу волочения трубы часть полой оправки, которая воспринимает усилия сжатия от обжимаемой стенки трубы. Остальная часть оправки нагрузки не испытывает.

Если нет нагрузки (подпора) изнутри передней части полой оправки, то эта часть оправки, из-за появления растягивающих напряжений в условиях одностороннего сжатия, сравнительно быстро может разрушиться.

П редотвра ща я преждевременное ра зрушение стенок полой оправки, предлагаемый и истру мент обеспечи вает подпор изнутри только в нагруженной снаружи части полой оправки болтом 2. Это достигается тем, что угол я конусности отверстия оправки выполнен на 10 20О!, меньшим угла 1 конусности, расположенной в нем поверхности болта. Во время волочения трубы усилие волочения, направленное вдоль продольной оси болта натягивает оправку на болт и за счет этого передняя часть оправки испытывает подпор изнутри частью конической поверхности болта. Одновременно с этим остальная часть оправки, на которой обжатие стенки трубы не производится, подпора изнутри болта не испытываеT. так как угол х конусностн отверстия оправки на !0 — 20О!, меныпе угла !) кону сности, расположс иной в нем поверхности болта.

Таким образом, во время волочения передняя часть полой оправки находится в бо5

55 лее благоприятных условиях двустороннего сжатия, когда наличие разрушающих напряжений сведено к минимуму, а остальная часть оправки нагрузок не воспринимает.

Такие условия работы полой оправки предотвращают ее преждевременное разрушение.

Когда же труба 5 полностью сойдет с оправки, то передняя часть последней благодаря наличию конусности части поверхности болта и внутреннего отверстия оправки сразу же освободится от подпора изнутри путем самопроизвольного перемещения в сторону стержня, т. е, в сторону сужения конусности.

В этот момент как снаружи, так и изнутри нагрузки на полую оправку будут отсутствовать, что предотвратит разрушение полой оправки коническим болтом распором изнутри.

Исследования показали, что при условии, когда углы я и 6 находятся в пределах менее

1, то даже при соблюдении всех остальных условий необходимое распределение величины натяга по длине образующих оправки и болта не выдерживается, так как под воздействием усилия волочения происходит черезмерное смятие поверхности болта более твердой оправкой, при этом оправка будет испытывать одинаковый распор болтом по всей длине образующей, а не только максимальный в месте обжатия стенки трубы, что приводит к ее преждевременному разрушению.

При условии, когда углы м и Р находятся в пределах более 3, нет необходимости натяга полости оправки, на болт в месте обжатия стенки трубы при воздействии усилия волочения, так как отсутствует некоторое продвижение оправки относительно болта н первоначальный момент приложения усилия волочения. Это продвижение должно приводиться к незначительному смятию поверхности болта оправке для установления необходимых величин натяга оправки на болт по длине образующих соприкасающихся их поверхностей. При этом обязательно условие, что величина микротвердости материала болта составляла 35 — 60Я величины микротвердости оправки. Иначе смятие поверхности болта оправкой произойдет или черезмерно, если вели чи на м и кротвердости материала болта составляет менее

35Я> вел ичи ны м и кротвердости материала оправки, или недостаточно, если величина микротвердости материала болта составляет более 60О „ величины микротвердости материала оправки. Ко всему перечисленному исследованиями было также установлено, что при этом угол ч должен быть меньшим угла Р íà 10- — 20О, . Причем при углах, близких к 3, уменьшение угла и относительно !

) стремится к 10О,,. при углах близких к 1 — к 20", „ . Если угол и будет меньшим угла р менее, чем на 10О „, то смятие поверхности

1524954!

О формула изобретения (,оставите.>н 1 (. » <>««н

Редакт<>р И, (<ганина (е ред И. (3< (><- К<>рр< кт<>р 71 ti<. скин

:3<> к><з < 7(, 7 Т и р и кк бп, 3 Il<> <ии н<к

Н(3ИИГ1И Гос(.<арственного комитета ио изобрс>снинм и огкр«>инм ири ГК(1 1 (« .P

I 13(335, Москва, Ж вЂ” 35, Ра3 инск,<н наб., д -(б (lроизводственно-издатель«ни(< комбинат «(1<>т< нт», г. У кг<>род, (.> Гнг:>рин;>, l(>l болта оправкой при прочих оговоренных выше условиях будет избыточным для установления оптимальных величин натяга по длине образующих конических поверхностей болта и отверстия оправки, а если угол а будет меньшим более, чем на 20Я, то смятие будет недостаточным.

Пример. Для волочения стальных труб размером 51Х2,5 мм из заготовки размером

57Х3,5 мм применялась короткая оправка диаметром 46 мм из сплава ВК 20, насаженная на болт из стали ЗОХПА. Внутри оправки выполнено коническое отверстие с углом наклона образующей конической поверхности а=1 40 . Коническая поверхность болта имеет угол наклона образующей р=1 55, что на 15о больше сс. При этом микротвердость оправки равна 61 HRC, а болта

27 HRC, что составляло 44,3Я микротвердости оправки. Стойкость этого инструмента составляла 26 тыс. метропроходов, стойкость же инструмента, выполненного из таких же материалов, но с цилиндрическими, как у прототипа, соприкасающимися поверхностями оправки и болта составляла 20 тыс. метропроходов. Таким образом, из приведенного примера видно, что стойкость инструмента, выполненного по предлагаемой заявке, выше стойкости инструмента, выполненного по прототипу, на 30о.

Предлагаемый инструмент для волочения труб по сравнению с известным позволяет значительно повысить стойкость коротких неподвижных полых оправок при волочении труб за счет наличия подпора внутри. оправки над местом обжатия трубы по стенке.

Инструмент для волочения труб, содержащий стержень с торцовым отверстием, полую короткую оправку, через отверстие которой пропущен болт и закреплен в торцовом отверстии стержня, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, отверстие оправки и расположенная в нем поверхность болта выполнены коническими, сужающимися в сторону стержня, с углами конусности в пределах 1 — 3, причем угол конусности отверстия оправки на

10 — 20 б меньше угла конусности поверхности болта, а величина микротвердости материала болта составляет 35 — 60 г величины микротвердости материала оправки.