Заготовка для винтовой прошивки

 

О П И С А Н- И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 1741968

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

\ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)/ . Кл.2

В 21 В 19/04 (22) ЗаЯвлено 080278 (21} 2576718/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2506.80. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 250680 (53) УДК 621 . 774 . 02 (088. 8) И.Н.Потапов,В.A.Ïoïoâ,Á.A.Ðoìàíöåâ,À.Â.Ãoí÷àðóê, А.Д.Шейх-Али и В.И.Шаманаев (72) Авторы изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (71) Заявитель (54) ЗАГОТОВКА ДЛЯ ВИНТОВОЙ ПРОШИВКИ

Изобретение относится к обработке 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 2-3 ) 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%.

Известна также заготовка, имеющая цилиндрическое тело и на переднем торце центровочное углубление, профиль которого соответствует контуру прошивной оправки E2j.

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 появле741968

Влияние неперпендикулярности торца при глубине центровочного отверстия, обеспечивающей начало его деформации на раскатном участке, во много раз меньше, чем при начале его деформации на рабочем участке. Исходя из вышеизложенного, величину центровочного углубления следует выбирать таким образом, чтобы начало деформации неперпендикулярного торца осуществлялось на раскатном участке.

На основании экспериментальных данных установлено, что минимальная протяженность центровочного углубления равна расстоянию Г от носка оправки до сечения на раскатном участке

30 прошивной оправки, которое соответствует 20Ъ максимальной ширины контактной площади рабочего участка.

Кроме того, от момента входа металла в валки до момента встречи его с

35 носком оправки передний деформируемый торец получает вытяжку и соответственно увеличивается глубина центровочного углубления. Поэтому исходная протяженность центровочного углубле40 ния должна быть меньше на величину вытяжки Р и равна

Как показали эксперименты МИСиС и проведенный сравнительный анализ для различных диаметров о равок

45 Eq =>. onp где И = 0,5-0,9.

Внутренний диаметр гильзы прио нимают равным, овн.г = 3опр

50 где К = 1,0-1,2 — коэффициент, учитывающий "разбой" гильзы.

Протяженность центровочного углубления, выраженная через внутрен55 ний диаметр гильзы, определяется выражением нию смещающей силы, которая вызывает повышенную разностенность передних концов гильз.

Цель изобретения — повышение точности передних кольцов гильз nyrer4 снижения влияния косины торца при контакте с прошивной оправкой.

Укаэанная цель достигается тем, что в заготовке для винтовой прошивки, имеющей цилиндрическое тело и на переднем его торце центровочное профильное углубление, радиальные размеры центровочного углубления выполнены равными 1,05-1,50 радиальных размеров передней части прошивной оправки, равной протяженности углубления, составляющей 0,3-0,8 диаметра цилиндрического тела.

На фиг.1 представлена заготовка с центровочным углублением на переднем торце, на фиг.2 †оч деформации и график изменения ширины 5 контактной площадки по длине прошивной оправки, полученный экспериментально и на основании известных литературных данных, где и СЭ-величина центровочного углубления в момент вторичного захвата, а -минимально допустимая величина центровочного углубления; на фиг.3 — график влияния глубины центровочного углубления на точность геометрических размеров передних концов гильз при радиальных размерах контура центровочного углубления равных 1,05-1,50 радиальных размеров прошивной оправки.

Заготовка имеет цилиндрическое тело 1, на переднем торце 2 которого выполнено центровочное углубление 3.

Минимальная ширина контактной поверхности металла с оправкой расположена на раскатном участке, а максимальная — на рабочем участке.

Кроме того, раскатный участок характеризуется меньшими удельными усилиями по сравнению с рабочим. В связи с этим следует, что смещающая сила, действующая на оправку со стороны металла, при деформации неперпендикулярного торца на раскатном участке меньше, чем на рабочем. Это связано с тем, что величина смещающей силы равна произведению удельного усилия на разность контактных площадей из-за косины торца.

Рассмотрим два случая деформации неперпендикулярного торца с различной величиной центровочного углубления: начало деформации неперпендикулярного торца 2 на рабочем участке оправки при меньшей глубине центровочного углубления первый случай) и раскатном участке прошивной оправ- gp ки при большеЙ величине центровочного углубления В> (второй случай).

В первом случае смещающая сила

5,Р равна Р = 1 5

Где р1 — удельное усилие, 5„ — разность контактных площадей из-за неперпендикулярности торца.

Во втором случае, когда неперпендикулярный торец 2 начинает деформироваться на раскатном участке, смещающая сила дР равна

ЬР2= Р,. S .

В этом случае 5 на раскатном участке во много раз меньше S рабочего участка, следовательно

Зависимость между внутренним диаметром гильзы и диаметром заготовки

0 определяется законом постоянства

Ъаг секундных объемов

741968 где юг — наружный диаметр гильзы,,Π— коэффициент вытяжки при прошивке.

Практически д;;аметр заготовки и наружный диаметр гильзы связаны соотношением через коэффициент, который может изменяться в пределах

0,9-1,17.

Окончательно протяженность центровочного углубления определяется выражением

i к V D,= Ý,.

В пределах допустимых используемых значений различных коэффициентов

4ñîñòàâëÿåò 0,3-0,8 1 дгПроцесс прокатки заготовки осуществляется следующим образом..

Нагретая цилиндрическая заготовка с углублением 3 на торце 2 задается в валки, захватывается ими, совершая винтовое движение в очаге деформации.

Перемещение заготовки оТ момента контакта с валками до момента встречи с оправкой сопровождается формоизмене- 2S 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 Фо 1,021,1. Это обеспечивает соответствие в момент вторичного захвата контура 40 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 ïîâûсить тем самым процент получаемых точных гильз.

Пример, . Заготовки диаметром 110 мм из Ст 45Х1, 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,Од= 1,05,,О = 1,51 в двухвалкбвом стане на прошивной оправке диаметром 60 мм. Коэффициент К принимают равным 1,07; 1=1,0, h =0,65,тогда

0,34. 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 изобретения

Заготовка 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 влияния косины торца при контакте с прошивной оправкой, радиальные размеры центровочного углубления выполнены равными 1,05-1,5 радиальных размеров передней части прошивной оправки, равной протяженности углубления, составляющей 0,3-0,8 диаметра цилиндрического тела.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Данилов Ф.A. и др. Горячая прокатка и прессование труб.Х., "Металлургия", 1972, с.156-157.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 263540, кл. В 21 В 19/04, 1969.

741968

Ф

В

В

В

o,s

ЦНИИПИ Заказ 3563/2 у

Тираж 986 Подписное 0

ФО бО

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4