Способ изготовления труб на неподвижной оправке

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии производства особотонкостенных труб с конструктивными утолщениями стенки на концах. Сущность изобретения: концы трубной заготовки закрепляют в подвижных захватах, деформацию ее осуществляют при ее реверсивном перемещении по оси в зазоре между неподвижными матрицей и оправкой. Оправки последовательно заменяют, постоянно увеличивая их диаметр. Деформацию заготовки на первой оправке производят на длине: L=(0,97...0.99)·1/μ(A-B), где A - длина готовой трубы, мм; B - суммарная длина участков с утолщенной стенкой, мм; μ - суммарная вытяжка при деформации на оправках начиная со второй. После окончания деформации на оправках заготовки пластически растягивают до заданной длины. Такая совокупность признаков обеспечивает получение особотонкостенных труб с утолщением стенки на концевых участках с жесткими допусками по длине как всей трубы, так и участков с утолщенной стенкой. 1 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии производства особотонкостенных труб с конструктивными утолщениями стенки на концах. К указанным изделиям предъявляются высокие требования по геометрической точности, в частности по осевой длине утолщенных участков и трубы в целом.

Известен способ изготовления труб на неподвижной оправке, включающий закрепление трубчатой заготовки подвижным захватом и деформацию ее стенки при реверсивном перемещении по оси в зазоре между неподвижной матрицей и последовательно заменяемыми с постоянным увеличением диаметра оправками.

Поставленная задача заключается в обеспечении получения особотонкостенных труб с утолщением стенки на концевых участках с жесткими допусками по длине как всей трубы, так и участков с утолщенной стенкой.

Технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления труб на неподвижной оправке, включающем закрепление трубчатой заготовки подвижным захватом и деформацию ее стенки при реверсивном перемещении по оси в зазоре между неподвижной матрицей и последовательно заменяемыми с постоянным увеличением диаметра оправками, деформацию на первой из оправок производят на длине L (0,97.0,99)(A-B) где L длина деформируемой части трубы, мм; A длина готовой трубы, мм; В суммарная длина участков с утолщенной стенкой, мм; μ суммарная вытяжка при деформации на оправках начиная со второй, а после окончания деформации трубы на оправке ее пластически растягивают до заданной длины.

На чертеже приведена технологическая схема осуществления способа.

Заготовка 1 закреплена в конических захватах 2 и 3, имеющих привод осевого перемещения. Деформация стенки заготовки производится в матрице 4 на заменяемых оправках 5,6 Оправка 5 закреплена в средней части стержня 7, имеющего привод от гидроцилиндров 8. Положение захвата 2 контролируется показателем 9. После окончания процесса деформации заготовка 1 обезжиривается в ванне обезжиривания 10, сушится, подвергается отжигу в защитной атмосфере печи 11 и калибруется по диаметру раздачей на конической оправке 12. Далее на концах заготовки наносятся риски 13, 14, отличающие необходимую длину утолщенных участков, после чего она подвергается пластическому растяжению. Необходимая длина контролируется по совпадению рисок и указателей 15, 16, заранее установленных на требуемом расстоянии один от другого с учетом упругого возврата длину трубы после разгрузки. После пластического растяжения производится порезка технологических концов по рискам и готовая труба предъявляется к сдаче.

Деформация трубной заготовки на первой из последовательно заменяемых оправок производится на длине L, определяемой из вышеприведенного соотношения. Это сделано с целью гарантированного получения трубы с минусовым допуском по длине в пределах (1,5-5)% необходимым для последующего дотягивания до размера пластическим растяжением. Из анализа формулы, видно, что выражение в скобках определяют длину средней тонкостенной части трубы.

Произведение (A-B) представляет собой длину средней части трубы после деформации на первой оправке. Коэффициент (0,97-0,99) определяет получение средней части трубы на (1-3)% короче длины готового изделия, что необходимо для дальнейшего пластического растяжения. Практически из-за изменения технологических параметров (температуры, изменения прочностных свойств материала и т. п.) длина трубы колеблется в пределах 0,5-1,0% поэтому интервал получаемых длин несколько шире заданного коэффициента и составляет порядка (0,5-6)% "в минус". В целом выраже- ние L (0,99-0,99)(A-B) представляет собой длину тонкостенного участка деформируемой трубы после первого прохода (длина утолщенных участков принимается до середины переходных участков от толстой стенки к тонкой). Эта длина задается после первого прохода из следующих соображений. Заготовка, поступающая на деформацию, имеет разброс толщины стенки в пределах ±(8-10)% в зависимости от выбранного класса точности. Это приводит к такому же разбросу длин труб после деформации. Следовательно, для получения труб с заведомо минусовым допуском по длине и последующего дотягивания до точного размера необходимо длину трубы после оправочной деформации задавать короче более чем на двойную величину допуска, т.е. минус (16-20)% что недопустимо, т.к. при дальнейшем пластическом расстоянии до точного размера труба получает чрезмерное упрочнение. Кроме того, как показывает опыт, при растяжении более 5-6% наблюдается "утяжка" профиля местное уменьшение диаметра часто с нарушением его геометрии "граненостью". В заявляемом решении заданная после первого прохода длина утоненного участка (согласно выражению для L) задает четко определенный объем металла для последующей деформации практически не зависящий от отклонения геометрии исходной заготовки, что и гарантирует полученные длины средней утоненной части трубы после оправочной деформации на (0,5-6)% "в минус", Таким образом, выполнение оправочной деформации на первом проходе в соответствии с заданным выражением обеспечивает получение необходимого для пластического растяжения минусового допуска по длине, равного (0,5-6)% Допуск в (0,5-6)% является оптимальным для пластического растяжения, т.е. при допуске менее минус 0,5% не обеспечивается наряду с "дотягиванием" до точного размера правка продольной кривизны трубы, возникающей при отжиге и калибровке диаметра. При допуске, большем минус 6% труба получает чрезмерное упрочнение и, кроме того, возникает опасность нарушения сечения трубы из-за "утяжки".

В качестве примера рассмотрим технологию изготовления трубы основы криогенного трубопровода летательного аппарата.

Параметры трубы Внутренний диаметр 40±0,02 мм Толщина стенки средней части 0,1±0,01 мм Толщина стенки утоненных концевых частей 0,5±0,02 мм
Длина утолщенных участков 24±0,5 мм
Длина переходных участков
от толстой стенки к тонкой ≅1,5 мм
Длина трубы A 1250±0,5 мм
Кривизна трубы ≅1,5 мм/м
Оправочная деформация трубы производится по следующим маршрутам:
Длина утоненного участка заготовки после первого прохода, определенная из заявляемого выражения при А 1250 мм,
В 2 х 24 + 1,5 49,5 мм, μ 4,13
L 0,99(1250-49,5) 287,8 мм
Условная длина трубы после оправочной деформации по фактическим замерам партии из 50 труб составила (1238±5) мм. После травления и отжига трубы имели овальность, тонкостенной части до 40% повышенную кривизну, вызванные отжигом в горизонтальном положении. После правки калибровки раздачей овальность труб составила не более 80% кривизна составляла до 15 мм на 1 м. Длина труб после правки калибровки составила (1234±5) мм. Далее на трубы наносились контрольные оттиски, они подвергались пластическому растяжению и производилась порезка технологических концов. Готовые трубы соответствовали заданным параметрам. Использование предлагаемого способа изготовления особотонкостенных труб обеспечивает по сравнению с существующими способами получение супертонкостенных труб с утолщением стенки в концевых частях и с жесткими допусками на геометрические размеры, не имеющие аналогов в практике трубного производства.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ НА НЕПОДВИЖНОЙ ОПРАВКЕ, включающий закрепление трубчатой заготовки подвижным захватом и деформацию ее стенки при реверсивном перемещении по оси в зазоре между неподвижной матрицей и последовательно заменяемыми с постоянным увеличением диаметра оправками, отличающийся тем, что деформацию на первой из оправок производят на длине

где L длина деформируемой части трубы, мм;
A длина готовой трубы, мм;
B суммарная длина участков с утолщенной стенкой, мм;
m суммарная вытяжка при деформации на оправках, начиная с второй,
а после окончания деформации трубы на оправке ее пластически растягивают до заданной длины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 15-2002

Извещение опубликовано: 27.05.2002        

---