CS247175B2 - Method of ribs forming on tubes - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu tváření žeber na trubkách, zejména žeber o malé rozteči na trubkách z těžko tvářitelných materiálů:.

Dosud se výroba žeber na trubkách tvářením nazývaným také válcováním, prováděla v hlavách, obsahujících zpravidla tři souměrně uspořádané válce, složené z více válcovacích kotoučů. Osa každého válce svírá s osou válcování, která je osou trubky, stálý úhel.

Hodnota tohoto úhlu plyne z geometrických závislostí šroubovicového obrysu žeber, vytvořených na trubce. Válce jsou poháněny otáčivým pohybem, v důsledku čehož po zavedení trubky do pásma jejich činnosti válce přenášející otáčivý pohyb na trubku tváří žebro.

Tváření žeber na trubce je výsledkem toho, že v pásmu činnosti nástroje se vyvolá v v materiálu trubky odpovídající stav napjatosti, způsobující plastické přetvoření. Materiál trubky se deformuje v pásmu činnosti nástroje v osovém a radiálním směru. Radiální přetvoření se projevuje v podobě zvětšení průměru žeber a axiální přetvoření se projevuje v podobě prodloužení trubky.

Prodloužení trubky v průběhu tváření žeber je nevýhodným jevem, protože velikost prodloužení je náhodná proměnná pro každý úsek trubky. Tato skutečnost nutí používat technologických přídavků a tudíž vede ke vzniku odpadu.

Axiální přetvoření trubky jsou vyvolána odpovídajícími axiálními napětími, která nástroj vyvodí v oblasti své činnosti. V důsledku působení těchto napětí je nástroj vystaven velmi vysokým zatížením v osovém směru. Tato zatížení způsobují ohnutí kotoučů, z nichž nástroj sestává. V důsledku toho rozteč žeber není rovnoměrná a je vždy větší než rozteč kotoučů. Podstatným problémem u dosud používaných způsobů tváření žeber je nízká životnost nástroje, jehož kotouče se zničí účinkem ohybových zatížení vyvolávajících únavu.

Polský patentový spis č. 113419 popisuje konstrukci nástroje s použitím přídavného kotouče, který vyztužuje nástroj a zvyšuje jeho trvanlivost. Takové řešení však nevyžaduje prodloužení trubky a je nesnadné takto tvářet žebra velmi malých roztečí na trubkách z materiálů o velkém přetvářném odporu, protože zvětšení zatížení v osovém směru nástroje je značně větší než možnost zvětšení tuhosti nástroje.

Patentový spis USA č. 3 876 593 popisuje způsob výroby dvojvrstvých žebrovaných trubek s použitím blokování možnosti prodloužení trubky, na niž se žebra tváří. Toto blokování spočívá v tom, že se upne konec vnější trubky na vnitřní trubce a pak začne pochod tváření od druhého, volného konce trubky.

Při tváření žeber tímto způsobem je možno pozorovat po délce trubky různé hodnoty osových napětí. V první fázi, když se zahájí tváření žeber od volného konce trubky, osová napětí v nedeformované části trubky soustavně rostou, až dosáhnout v materiálu vnější trubky určitého stavu rovnováhy napětí.

Současně jako důsledek zvětšujících se osových napětí ve vnější trubce z hodnoty O na začátku na hodnotu, odpovídající rovnovážnému stavu, průměr žeber roste z určité výchozí hodnoty na požadovanou hodnotu.

Osek trubky s různými průměry žeber obvykle nesplňuje požadavky kladené na rozměrové tolerance a je to odpadový materiál. Nevýhodným jevem první fáze tváření je také nadměrné ohybové zatížení kotoučů nástroje.

Podstata způsobu tváření žeber na trubkách podle vynálezu spočívá v tom, že materiálu trubky, z níž se tváří žebra, se udělí výchozí tlakové napětí o hodnotě (0,2

0,7)

Fo - Fr

Fo .Re kde Fo značí velikost plochy průřezu trubky před tvářením Fr značí velikost plochy průřezu jádra trubky po tváření žebra a Re je mez kluzu a pak se při zachování výchozího tlakového napětí v materiálu trubky tváří v pásmu činnosti nástrojů žebra.

Zavedením výchozího stavu napětí v tlaku do materiálu deformované trubky se nástroj odlehčí od namáhání ve směru osy, která ohýbají válcovací kotouče, prakticky již v první fázi dotyku nástroje s materiálem. Dalším účinkem zavedení výchozího stavu tlakového napětí, je odstranění osového prodloužení trubky. Za těchto podmínek se práce nástroje omezí na udělení plastické deformace trubce v radiálním směru.

Výrobou žebrovaných trubek popsaným způsobem se získají trubky stejného tvaru v celé délce při zachování vysoké provozní životnosti nástrojů. Nástrojem oproštěným od škodlivého namáhání ohybem je možno tvářet žebra o velmi malé rozteči a velké výšce z materiálu, který má vysokou mez kluzu.

Způsob podle vynálezu к tváření žeber na trubkách je podrobněji popsán podle výkresů, v nichž obr. 1 ukazuje trubku sevřenou šroubem, a diagram tlakových napětí této trubky, obr. 2 je osový řez trubkou a nástrojem v průběhu tváření žeber, obr. 3 je příčný řez trubkou před tvářením žeber a obr. 4 je příčný řez trubkou po tváření žeber.

Trubka 2 před tvářením žeber byla sevřena šroubem 2_, čímž bylo vyvoláno výchozí tlakové napětí určité hodnoty. Hodnota tohoto napětí je s výhodou

Fo

Claims (1)

1. kde Fo je velikost plochy průřezu trubky před tažením, Fr je velikost plochy průřezu jádra trubky 2 P° tváření žebra 4 a Re je mez kluzu materiálu trubky. Po počátečním upnutí trubky _1 šroubem 2 ^se trubka zavede do pásma činnosti poháněných nástrojů 5* opatřených válcovacími kotouči 2· ^při tváření žeber 4_ osová napětí na kotouče 2 nepůsobí, což umožňuje dosáhnout velmi malých roztečí žeber a materiál je vystaven plastickému přetvoření pouze v radiálním směru.

   PŘEDMĚT VYNALEZU Způsob tváření žeber na trubkách nástroji poháněnými otočně, vyznačený tím, že materiálu

   trubky, z níž se tváří žebra, se udělí výchozí osové tlakové napětí o hodnotě (0,2 - 0,7) ^Fo ~ ^Fr . Re,

   Fo kde Fo značí velikost plochy průřezu trubky před tvářením, Fr značí velikost plochy pr‘-ře :u jádra trubky po tváření žebra a Re je mez kluzu, a pak se při zachování výchozí no tlakového napětí v materiálu trubky tváří v pásmu činnosti žebra.