RU2168381C1

RU2168381C1 - Tube drawing tool

Info

Publication number: RU2168381C1
Application number: RU2000102822A
Authority: RU
Inventors: Н.Д. Лукашкин; Л.С. Кохан; Н.Г. Манохина; Григорий Александрович Сизоненко; Валентина Дмитриевна Носарь
Original assignee: Московский государственный вечерний металлургический институт
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2001-06-10

Abstract

FIELD: plastic working and manufacture of straight-seamed tubes. SUBSTANCE: tube drawing tool has draw plate with two conical parts, which are joined with their smaller ends to its cylindrical part, and mandrel fixed on retained rod and provided with conical and cylindrical parts arranged in succession. Mandrel adjoins to rod with smaller end of its conical part. Generatrices of conical parts of draw plate have inclination angles of different value, with entrance angle being greater than exit angle. Mandrel is positioned in draw plate cavity on conical part with smaller angle of taper, with inclination angle of mandrel conical part generatrix exceeding inclination angle of draw plate conical part generatrix, and angle of taper of mandrel and of draw plate being oriented in the same direction. Gap between draw plate and mandrel in mandrel conical and cylindrical parts junction plane corresponds to final thickness of tube wall. Tube drawing tool of such construction provides optimum conditions for deformation of seamed tubes with internal flash and allows cold-deformed tubes with faultless surfaces, including surfaces adjoining seam zone, to be manufactured by means of existing equipment in tube drawing shops. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and improved quality of tube surface. 1 dwg

Description

Изобретение относится к трубному производству и может использоваться при обработке давлением сварных труб. The invention relates to pipe production and can be used in pressure treatment of welded pipes.

Известен способ волочения труб с технологическим инструментом, содержащим волоку с конусным участком, сопряженным меньшим основанием с цилиндрической ее частью, и закрепленную на удерживаемом стержне оправку, установленную в полости волоки, причем оправка имеет конусную форму рабочей поверхности с двумя выполненными на ней канавками (патент РФ N 2014925 от 29.09.92 г. , кл. B 21 C 1/24). Параметры инструмента определяются углами наклона α,β,γ образующих рабочего конуса волоки, оправки и второй по ходу волочения образующей кольцевой канавки, а также полем допуска толщины стенки трубы. Недостатками указанного инструмента является сложность его изготовления из-за наличия канавок и возможность получения дефектов труб в виде закатов, рисок, разнотолщинности и гофрирования стенки и т.д. ввиду влияния неравномерности и ускорения выработки канавок. A known method of drawing pipes with a technological tool containing a die with a conical section, paired with a smaller base with its cylindrical part, and a mandrel mounted on a retained rod installed in the die cavity, the mandrel having a conical shape of the working surface with two grooves made on it (RF patent N 2014925 from 09.29.92, CL B 21 C 1/24). The parameters of the tool are determined by the angles of inclination α, β, γ forming the working cone of the fiber, the mandrel and the second along the drawing generatrix of the annular groove, as well as the tolerance field of the pipe wall thickness. The disadvantages of this tool are the complexity of its manufacture due to the presence of grooves and the possibility of obtaining pipe defects in the form of sunsets, scratches, thickness and corrugation of the wall, etc. due to the influence of unevenness and acceleration of grooving.

Наиболее близким по технической сущности является технологический инструмент для волочения труб, содержащий волоку с двумя конусными участками одинаковой конусности, сопряженными меньшими основаниями с цилиндрической ее частью, и закрепленную на удерживаемом стержне конусно-цилиндрическую оправку, примыкающую к удерживаемому стержню меньшим основанием конусной ее части, при этом волока установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси волочения (И.А. Юхвец. "Волочильное производство", Металлургиздат, Москва, 1960, с. 245-247). Данный технологический инструмент обеспечивает обработку труб с периодическим режимом деформации, состоящим из двух не совпадающих во времени операций. Первая операция - раздача трубы при подаче ее на конусно-цилиндрическую оправку. Вторая - обжатие стенки поданного на оправку участка трубы с помощью волоки. The closest in technical essence is a technological tool for drawing pipes, containing a die with two conical sections of the same taper, paired with smaller bases with a cylindrical part thereof, and a conical-cylindrical mandrel attached to the retained rod adjacent to the held rod with a smaller base of its conical part, with this drawing was installed with the possibility of reciprocating movement along the axis of the drawing (I.A. Yukhvets. "Drawing", Metallurgizdat, Moscow 1960, pp. 245-247). This technological tool provides pipe processing with a periodic deformation mode, consisting of two operations that do not coincide in time. The first operation is the distribution of the pipe when it is fed to a conical-cylindrical mandrel. The second one is the compression of the wall of the pipe section fed to the mandrel using a die.

Недостатком данного инструмента является неодновременное выполнение раздачи трубы и обжатия ее стенки, что делает его малоприемлемым для обработки сварных труб с внутренним гратом, поскольку при обжатии внутреннего грата будет затруднено течение металла сварного шва в окружном направлении, что приводит к образованию на внутренней поверхности труб в районе сварного шва дефектов в виде закатов. Движение волоки также требует увеличения трудозатрат и времени процесса волочения. Кроме того, для использования такого технологического инструмента требуется специальное оборудование, что усложняет процесс деформации. The disadvantage of this tool is the simultaneous execution of the distribution of the pipe and compression of its wall, which makes it unacceptable for processing welded pipes with an internal flange, since when compressing the internal flange, the weld metal flow in the circumferential direction will be difficult, which leads to the formation on the inner surface of the pipes in the region weld defects in the form of sunsets. The movement of the die also requires an increase in labor and time of the drawing process. In addition, the use of such a technological tool requires special equipment, which complicates the deformation process.

Задачей изобретения является усовершенствование технологического инструмента для обработки труб, составляющие элементы которого обеспечивают при волочении оптимальные условия деформации сварных труб с внутренним гратом, что позволит повысить качество поверхности холоднодеформированных труб и изготавливать их на существующем оборудовании трубоволочильных цехов с меньшими затратами труда и времени. The objective of the invention is to improve the technological tool for processing pipes, the constituent elements of which provide optimal drawing conditions for the deformation of welded pipes with internal burr, which will improve the surface quality of cold-deformed pipes and produce them on existing equipment of pipe-drawing shops with less labor and time.

Поставленная задача достигается тем, что в технологическом инструменте для волочения труб, содержащем волоку с двумя конусными участками, сопряженными меньшими основаниями с ее цилиндрической частью, и закрепленную на удерживаемом стержне конусно-цилиндрическую оправку, примыкающую к нему меньшим основанием конусной ее части, согласно изобретению конусные участки волоки имеют углы наклона образующих разной величины, причем на входе больше, чем на выходе, а оправка установлена в полости волоки на участке с меньшей конусностью, на котором конусность оправки больше конусности волоки и направлена в сторону конусности волоки, зазор между волокой и оправкой в плоскости сопряжения конусной и цилиндрической частей соответствует конечной толщине стенки трубы. The problem is achieved in that in a technological tool for drawing pipes containing a die with two conical sections, paired with smaller bases with its cylindrical part, and a conical-cylindrical mandrel attached to the rod held adjacent to it with a smaller base of its conical part, according to the invention, conical portions of the die have angles of inclination of generators of different sizes, and the input is larger than the output, and the mandrel is installed in the cavity of the die in the area with less taper, on which Ohm, the taper of the mandrel is larger than the taper of the die and is directed towards the taper of the die, the gap between the die and the mandrel in the plane of mating of the conical and cylindrical parts corresponds to the final thickness of the pipe wall.

В источниках научно-технической и патентной информации не обнаружено технических решений, содержащих признаки, аналогичные совокупности отличительных признаков заявленного технического решения, следовательно, оно имеет изобретательский уровень. In the sources of scientific, technical and patent information, no technical solutions were found containing features similar to the totality of the distinctive features of the claimed technical solution, therefore, it has an inventive step.

На чертеже представлен общий вид технологического инструмента в разрезе. The drawing shows a General view of a technological tool in section.

Технологический инструмент содержит волоку (1) с двумя конусными участками (2) и (3), сопряженными меньшими основаниями А-А и Б-Б с ее цилиндрической частью (4), и закрепленную на удерживаемом стержне (5) оправку (6) с конусной (7) и цилиндрической (8) последовательно расположенными частями. Оправка (6) примыкает к удерживаемому стержню (5) меньшим основанием С-С конусной части (7). Образующие конусных участков (2) и (3) волоки (1) имеют углы наклона разной величины, при этом угол α наклона образующей на конусном участке 3 (выход трубы из волоки) меньше угла β наклона образующей на конусном участке 2 (вход трубы в волоку). В полости волоки (1) на конусном участке (3) устанавливается оправка (6), причем угол γ наклона образующей на конусной части (7) оправки (6) больше угла α наклона образующей на конусном участке (3) волоки (1) и конусность направлена в сторону конусности волоки участка (3). Зазор между волокой (1) и оправкой (6) в плоскости сопряжения конусной (7) и цилиндрической (8) частей соответствует конечной толщине стенки трубы. The technological tool contains a die (1) with two conical sections (2) and (3), paired with smaller bases A-A and B-B with its cylindrical part (4), and a mandrel (6) secured to the held rod (5) conical (7) and cylindrical (8) in series. The mandrel (6) is adjacent to the held rod (5) with a smaller base CC of the conical part (7). The generatrices of the cone sections (2) and (3) of the die (1) have tilt angles of different sizes, while the angle α of the inclination of the generatrix on the cone section 3 (pipe exit from the die) is smaller than the angle β of the inclination of the generatrix on the cone section 2 (pipe entry into the die ) A mandrel (6) is installed in the die cavity (1) on the conical section (3), and the inclination angle γ of the generatrix (7) on the conical part (7) is larger than the inclination angle α of the die (1) forming on the conical section (3) and the taper directed towards the taper of the die section (3). The gap between the die (1) and the mandrel (6) in the interface plane of the conical (7) and cylindrical (8) parts corresponds to the final pipe wall thickness.

На первом по ходу волочения конусном участке (2) волоки производится редуцирование трубы по диаметру, что позволяет при волочении подать трубу с заданными параметрами по наружному диаметру - на второй по ходу волочения конусный участок (3) волоки. При этом отпадает необходимость в изготовлении на переднем конце трубы головки уменьшенного размера или нетрадиционной формы и оборудования для ее изготовления (заковочные машины и т.п.). На втором по ходу конусном участке волоки одновременно с раздачей трубы осуществляется обжатие внутреннего грата и стенки внутри трубы конусной частью закрепленной оправки, конусность которой больше конусности волоки и направлена в сторону конусности волоки. Окружные напряжения, возникающие при обжатии, особенно в районе сварного шва, не будут блокировать течение металла стенки и грата в направлении (общем) конусности оправки и волоки, что уменьшит образование таких дефектов, как риски и налипание металла на трубы и инструмент. At the first along the drawing cone section (2) of the die, the pipe is reduced in diameter, which allows the pipe to be fed with the specified parameters along the outside diameter during drawing - to the second conical section (3) of the drawing along the drawing line. In this case, there is no need to manufacture at the front end of the pipe a head of a reduced size or an unconventional shape and equipment for its manufacture (filling machines, etc.). On the second conical portion of the die along with the distribution of the pipe, the inner burr and the wall inside the pipe are compressed with the conical part of the fixed mandrel, the taper of which is greater than the conicity of the die and is directed towards the conicity of the die. Circumferential stresses that occur during crimping, especially in the weld area, will not block the flow of wall metal and burr in the direction of the (general) taper of the mandrel and die, which will reduce the formation of defects such as risks and metal sticking to pipes and tools.

Заданная конусность инструмента определяет граничные параметры очага деформации. Конусные участки 2 и 3 волоки имеют разные значения углов наклона образующих, поскольку оптимальные их значения при редуцировании трубы больше, чем при обжатии стенки. Стенка трубы не будет обжиматься, если угол α наклона образующей на втором по ходу волочения конусном участке волоки будет больше или равным углу γ наклона образующей на конусной части оправки. Только при большей конусности оправки, чем конусность волоки, достигается обжатие стенки, причем величина их разности определяет соотношение между приращением диаметра трубы от раздачи и от обжатия внутреннего грата. The specified taper of the tool determines the boundary parameters of the deformation zone. The conical sections 2 and 3 of the die have different values of the angles of inclination of the generators, since their optimal values when reducing the pipe are greater than when compressing the wall. The pipe wall will not be crimped if the angle of inclination of the generatrix on the second along the drawing cone section of the die is greater than or equal to the angle γ of the inclination of the generatrix on the conical part of the mandrel. Only with a larger taper of the mandrel than the taper of the die, wall compression is achieved, and the magnitude of their difference determines the ratio between the increment of the pipe diameter from the distribution and from the compression of the inner burr.

Предлагаемый инструмент работает следующим образом. The proposed tool works as follows.

Волоку 1 и закрепленную на удерживаемом стержне 5 оправку 6 устанавливают на волочильный стан (стан на чертеже не показан) и настраивают таким образом, чтобы зазор между волокой 1 на конусном участке 3 и оправкой 6 в плоскости сопряжения конусной части 7 с цилиндрической 8 соответствовал конечной толщине стенки трубы. The die 1 and the mandrel 6 fixed on the holding rod 5 are mounted on a drawing mill (the mill is not shown in the drawing) and adjusted so that the gap between the die 1 in the conical portion 3 and the mandrel 6 in the plane of mating of the conical part 7 with the cylindrical 8 corresponds to the final thickness pipe wall.

После настройки технологического инструмента трубу 9 одевают на стержень 5 с закрепленной оправкой 6, задают в волоку 1 и протягивают. After setting up the technological tool, the pipe 9 is put on the rod 5 with the fixed mandrel 6, set in the die 1 and pulled.

При протягивании труба (9) на конусном участке (2) волоки (1) подвергается редуцированию по диаметру без обжатия стенки до заданных параметров по наружному диаметру. Оправка (6), перемещаясь вместе с трубой в осевом направлении, устанавливается в полости волоки (1) на втором по ходу волочения конусном участке (3) и удерживается в этом положении стержнем (5) от дальнейшего перемещения, здесь труба подвергается раздаче с обжатием внутреннего грата сварного шва (10) и стенки изнутри трубы конусной частью (7) оправки. When pulling the pipe (9) on the conical portion (2) of the die (1), it undergoes a reduction in diameter without compressing the wall to the specified parameters for the outer diameter. The mandrel (6), moving along with the pipe in the axial direction, is installed in the die cavity (1) in the second conical section (3) along the drawing and is held in this position by the rod (5) from further movement, here the pipe is subjected to distribution with compression of the inner the weld bead (10) and the walls from the inside of the pipe with the conical part (7) of the mandrel.

Пример. Сварную прямошовную трубу размером 42х2,5 мм с высотой внутреннего грата 0,5 мм протянули через двуконусную волоку диаметром 39 мм и углом наклона образующей на выходе α = 4^° и на входе β = 16^°, в полости которой устанавливается закрепленная конусно-цилиндрическая оправка диаметром 35,1 мм и углом наклона образующей γ = 8^° с кольцевым зазором 2,2 мм между волокой и оправкой в плоскости сопряжения ее конусной части с цилиндрической. После волочения получены трубы размером 39,5х2,2 мм с одинаковой толщиной по всему периметру без дефектов поверхности, в т.ч. и в районе сварного шва.Example. A welded straight-seam pipe with a size of 42x2.5 mm and a height of 0.5 mm inboard was drawn through a two-cone fiber with a diameter of 39 mm and an inclination angle of the generatrix at the exit α = 4 ^° and at the input β = 16 ^° , in the cavity of which a fixed conical-cylindrical mandrel is installed with a diameter of 35.1 mm and an inclination angle of the generatrix γ = 8 ^° with an annular gap of 2.2 mm between the die and the mandrel in the plane of conjugation of its conical part with the cylindrical one. After drawing, pipes of 39.5x2.2 mm in size with the same thickness along the entire perimeter without surface defects, including and in the weld area.

Таким образом, предлагаемый технологический инструмент обеспечивает при волочении оптимальные условия деформации сварных труб с внутренним гратом, что позволяет изготавливать холоднодеформированные трубы с высоким качеством поверхности на существующем оборудовании трубоволочильных цехов. Thus, the proposed technological tool provides, when drawing, the optimal conditions for the deformation of welded pipes with internal burrs, which makes it possible to produce cold-deformed pipes with high surface quality on the existing equipment of pipe-drawing workshops.

Claims

A technological tool for drawing pipes, including a die with two conical sections, paired with smaller bases with a cylindrical part thereof, and a conical-cylindrical mandrel fixed to a supported rod adjacent to it with a smaller base of its conical part, characterized in that the conical sections of the fiber have tilt angles generators of different sizes, with the input more than the output, and in the die cavity in the area with less taper, a mandrel is installed, and the taper of the mandrel is larger than the taper of the die and is directed towards the taper of the die, the gap between the die and the mandrel in the interface plane of the conical and cylindrical parts of the mandrel corresponds to the final pipe wall thickness.