RU2203754C2

RU2203754C2 - Method for making tubes and apparatus for performing the same

Info

Publication number: RU2203754C2
Application number: RU2001114593/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Павлович Алексеев (UA); Владимир Павлович Алексеев; Геннадий Яковлевич Акимов (UA); Геннадий Яковлевич Акимов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Эталон"
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2003-05-10

Abstract

FIELD: plastic metal working, namely processes and equipment for making tubes. SUBSTANCE: method comprises steps of bending blank, shaping, welding, sizing and straightening it; before straightening passing tube through drawing die at deformation degree consisting 4 - 7 %. Apparatus for making tubes includes arranged successively: bending stand, shaping stand, welding stand, sizing stand and straightening stand. Additional stand provided with draw die is arranged in front of straightening stand. Draw die is made of high-strength technical ceramic and it is mounted in holder with percentage interference consisting 0.2 -0.4% of drawing die diameter. Angle of starting cone of draw die consists 5 - 10 degrees. EFFECT: enlarged manufacturing possibilities of tube welding mill. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к обработке материалов давлением, а именно к способам изготовления труб, преимущественно тонкостенных, предназначенных для производства мебели и других товаров бытового назначения. The invention relates to the processing of materials by pressure, and in particular to methods of manufacturing pipes, mainly thin-walled, intended for the production of furniture and other household goods.

В настоящее время представляют интерес способы и устройства, обеспечивающие получение труб с высокой степенью чистоты наружной поверхности. Однако существующие способы отделки труб требуют больших трудозатрат. Currently, methods and devices providing pipes with a high degree of purity of the outer surface are of interest. However, existing pipe finishing methods require a lot of labor.

Известен способ обработки поверхности труб (авт. свид. СССР 1104760, МКИ В 24 В 5/12), при котором готовую трубу перемещают поступательно прямолинейно и обрабатывают ее шлифовальными абразивными кругами. При этом шлифовальные круги совершают сложные движения с вращением резания ω₁ и скоростью обкатывания ω₂.
Известно устройство для осуществления описанного способа (авт. свид. СССР 1104760, МКИ В 24 В 5/12), состоящее из вращающейся центральной гильзы, четырех расположенных в ней шпиндельных гильз с шлифовальными шпинделями, на которых укреплены абразивные круги. На шпиндельных гильзах жестко закреплены зубчатые колеса. Шпиндели установлены в шпиндельных гильзах эксцентрично их осям.A known method of surface treatment of pipes (ed. Certificate. USSR 1104760, MKI V 24 V 5/12), in which the finished pipe is moved forward linearly and processed with grinding abrasive wheels. At the same time, grinding wheels make complex movements with a cutting rotation of ω ₁ and a rolling speed of ω ₂ .
A device for implementing the described method (ed. Certificate of the USSR 1104760, MKI B 24 V 5/12), consisting of a rotating central sleeve, four spindle sleeves located therein with grinding spindles, on which abrasive wheels are mounted. Cog wheels are rigidly fixed on spindle sleeves. Spindles are mounted in spindle sleeves eccentrically to their axes.

В данном случае получение трубы и отделка наружной поверхности разорваны во времени и выполняются на различном оборудовании. In this case, the receipt of the pipe and the finish of the outer surface are torn in time and are performed on various equipment.

Также известен способ обработки поверхности труб, описанный в книге "Отделка профилей и труб давлением". Ю.Л. Семененко, М., Металлургия, 1972, 23 с. , согласно которому обработку поверхности трубы производят полировочными дисками, при этом трубу задают во вращающиеся в одном направлении, слегка выпуклые полировочные диски, несколько выше центров дисков, затем защемляют и полируют. Труба предварительно калибруется во вращающихся дисках, сообщающих ей вращение и поступательное перемещение, и правится во втулках. Also known is the method of surface treatment of pipes, described in the book "Finishing profiles and pipes by pressure". Yu.L. Semenenko, M., Metallurgy, 1972, 23 pp. according to which surface treatment of the pipe is carried out by polishing disks, while the pipe is set into slightly convex polishing disks rotating in the same direction, slightly above the centers of the disks, then it is pinched and polished. The pipe is pre-calibrated in rotating disks, informing it of rotation and translational movement, and is corrected in the bushings.

Устройство для осуществления этого способа представляет собой приводные диски для калибровки и полировки, закрепленные на консолях валов фланцевых электродвигателей. A device for implementing this method is a drive disc for calibration and polishing, mounted on the consoles of the shafts of the flange motors.

Недостатками описанных способа и устройства являются:
- дополнительные затраты на специальное оборудование для отделки трубы, так как отделка производится отдельно после изготовления ее;
- неудовлетворительное качество отделки, так как полировка осуществляется за счет проскальзывания поверхности диска относительно поверхности трубы за счет разности скоростей, что не исключает царапины, задиры.The disadvantages of the described method and device are:
- additional costs for special equipment for finishing the pipe, since the finish is done separately after manufacturing it;
- unsatisfactory quality of finish, as polishing is carried out due to slipping of the surface of the disk relative to the surface of the pipe due to the difference in speeds, which does not exclude scratches, scoring.

Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления труб, описанный в книге "Техника прокатного производства", А.П. Грудев, А.Ф. Машкин, М.И. Ханин, М.: Арт-"Бизнес-центр", Металлургия, 1994 г., 656 с., заключающийся в том, что последовательно гнут штрипс, свертывают его, сваривают, формообразовывая трубу, калибруют ее, правят и режут. Closest to the claimed is a method of manufacturing pipes described in the book "Technique of rolling production", A.P. Grudev, A.F. Mashkin, M.I. Khanin, M .: Art- "Business Center", Metallurgy, 1994, 656 pp., Which consisted in the fact that the strip was bent successively, rolled up, welded, shaped pipe, calibrated, straightened and cut.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для изготовления труб, описанное в книге "Техника прокатного производства", А.П. Грудев, А.Ф. Машкин, М.И. Ханин, М.: Арт-"Бизнес-центр", Металлургия, 1994 г., 656 с. Это устройство представляет собой трубосварочный стан, содержащий последовательно расположенные клети - гибочную, формовочную, сваривающую, калибровочную, а также клети правки и резки. Closest to the claimed device is a device for the manufacture of pipes described in the book "Technique of rolling production", A.P. Grudev, A.F. Mashkin, M.I. Khanin, M .: Art - "Business Center", Metallurgy, 1994, 656 p. This device is a pipe welding mill containing sequentially located stands - bending, molding, welding, calibration, as well as dressing and cutting stands.

Известные способ и устройство позволяют получить трубу, однако не предусматривают обработку ее наружной поверхности. The known method and device allow to obtain a pipe, but do not provide for the processing of its outer surface.

Задачей предлагаемых изобретений является расширение технологических возможностей трубосварочного стана за счет обеспечения качественной обработки наружной поверхности трубы путем выполнения дополнительной операции в уже существующей последовательности и введения дополнительной клети в линию стана. The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the tube welding mill by ensuring high-quality processing of the outer surface of the pipe by performing additional operations in an existing sequence and introducing an additional stand in the mill line.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления труб, при котором последовательно гнут штрипс, свертывают его, сваривают, формообразуя трубу, калибруют ее и правят, дополнительно перед правкой трубу пропускают через фильеру со степенью деформации, равной 4-7%. Поставленная задача решается также тем, что в устройстве для изготовления труб, содержащем последовательно расположенные гибочную клеть, формовочную, сварочную, калибровочную, правильную, согласно изобретению, перед правильной клетью установлена дополнительная клеть, снабженная фильерой, выполненной из высокопрочной технической керамики, с углом заходного конуса, равным 5-10^o, и установленной в обойме с относительным натягом, равным 0,2-0,4%.The problem is solved in that in the method of manufacturing pipes, in which the strip is sequentially bent, it is rolled up, welded to form a pipe, calibrated and straightened, additionally, before editing, the pipe is passed through a die with a degree of deformation equal to 4-7%. The problem is also solved by the fact that in the device for manufacturing pipes containing sequentially bending stand, molding, welding, calibration, correct, according to the invention, an additional stand is installed in front of the correct stand, equipped with a die made of high-strength technical ceramics with an angle of the entry cone equal to 5-10 ^o , and installed in the cage with a relative tightness equal to 0.2-0.4%.

Именно введение дополнительной клети в известное устройство, размещенной перед правильной клетью, и снабжение ее фильерой, выполненной из высокопрочной технической керамики, позволяет, согласно способу, продавливать трубу через фильеру с определенной степенью деформации и тем самым обеспечивает достижение цели изобретений. Это позволяет сделать вывод о том, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом. It is the introduction of an additional stand into a known device placed in front of the correct stand, and supplying it with a die made of high-strength technical ceramics, which allows, according to the method, to push the pipe through the die with a certain degree of deformation and thereby achieve the goal of the invention. This allows us to conclude that the claimed invention is interconnected by a single inventive concept.

Выбор степени деформации, а именно 4-7%, обусловлен тем, что при большей степени деформации возможны потеря устойчивости трубы, а также пробуксовка валков предыдущей клети. А величина деформации меньше минимального значения граничит с упругой областью. Пределы степени деформации определены опытным путем. The choice of the degree of deformation, namely 4-7%, is due to the fact that with a greater degree of deformation, loss of stability of the pipe is possible, as well as slipping of the rolls of the previous stand. And the strain value less than the minimum value borders on the elastic region. The limits of the degree of deformation are determined empirically.

Кроме того, место расположения дополнительной клети позволяет в некоторых случаях исключить калибровочную клеть. Так, новая клеть либо калибрует и выглаживает наружную поверхность трубы, либо дополнительно калибрует (корректирует) и выглаживает наружную поверхность трубы. При этом в заявляемом решении предложен материал для фильеры и указан угол заходного конуса, параметры которого выбраны из условия обеспечения минимального силового режима, так как величина усилия деформации в зависимости от ее степени и угол воронки фильеры связаны между собой. In addition, the location of the additional stand allows in some cases to exclude the calibration stand. So, a new stand either calibrates and smoothes the outer surface of the pipe, or additionally calibrates (corrects) and smoothes the outer surface of the pipe. At the same time, in the claimed solution, material for the die is proposed and the angle of the entry cone is indicated, the parameters of which are selected from the conditions for ensuring the minimum power regime, since the magnitude of the deformation force, depending on its degree and the angle of the die funnel, are interconnected.

Величина натяга 0,2-0,4% при бандажировании фильеры выбрана опытным путем, при меньшей величине натяга возможно разрушение фильеры при эксплуатации. The preload value of 0.2-0.4% when banding the die is selected empirically, with a lower preload value, the die can be destroyed during operation.

Следует подчеркнуть, что предлагаемые технические решения позволяют совместить процесс отделки трубы с процессом ее изготовления во времени и на существующем оборудовании. Это стало возможным благодаря усовершенствованию известного устройства и применению инструмента, позволяющего повысить качество отделки наружной поверхности трубы. It should be emphasized that the proposed technical solutions allow you to combine the process of finishing the pipe with the process of its manufacture in time and on existing equipment. This was made possible thanks to the improvement of the known device and the use of tools to improve the quality of the finish of the outer surface of the pipe.

Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". А приведенная совокупность существенных признаков заявляемых способа и устройства является достаточной во всех случаях, на которые распространяется объем правовой защиты, так как решает поставленную задачу. Comparison of the claimed technical solutions with the prototype made it possible to establish compliance with their criterion of "novelty." And the given set of essential features of the proposed method and device is sufficient in all cases to which the scope of legal protection applies, since it solves the problem.

Способ изготовления труб осуществляют с помощью устройства, представленного на фиг.1 и 2. A method of manufacturing pipes is carried out using the device shown in figures 1 and 2.

На фиг.1 приведена схема заявляемого устройства. Figure 1 shows a diagram of the inventive device.

На фиг.2 показана дополнительная клеть с фильерой. Figure 2 shows an additional stand with a die.

Устройство для изготовления труб содержит гибочную клеть 1 (фиг.1), формовочные клети 2 и 3, сваривающую клеть 4, калибровочные клети 5 и 6 и клеть для правки трубы 7. Между последней калибровочной клетью 6 и правящей клетью 7 установлена клеть 8 для выглаживания трубы, содержащая фильеру 9 (фиг. 2), выполненную из высокопрочной технической керамики, изготовленной, например, на основе диоксида циркония (ZrО₂), угол заходного конуса которой равен 5-10^o, при этом фильера установлена в обойме 10 с относительным натягом, равным 0,2-0,4% от диаметра фильеры. Обойма 10 с фильерой 9 установлена в корпусе 11 (фиг.2), закрепленном в раме 12, при помощи гайки 13. В промежутке между приводными валками клетей 1 и 2, 2 и 3, 4 и 5, 5 и 6 установлены клети с неприводными валками 14.A device for manufacturing pipes includes a bending mill 1 (Fig. 1), molding stands 2 and 3, a welding stand 4, calibration stands 5 and 6, and a stand for straightening the pipe 7. A stand 8 is set between the last calibration stand 6 and the governing stand 7 for smoothing a pipe containing a die 9 (Fig. 2) made of high-strength technical ceramics made, for example, based on zirconium dioxide (ZrО ₂ ), the angle of the entry cone of which is 5-10 ^o , while the die is mounted in a ferrule 10 with relative interference equal to 0.2-0.4% of the diameter of the die. The cage 10 with die 9 is installed in the housing 11 (figure 2), mounted in the frame 12, with a nut 13. In the gap between the drive rolls of stands 1 and 2, 2 and 3, 4 and 5, 5 and 5, stands with non-drive stands are installed rolls 14.

Диоксид циркония отличается высокими значениями прочности и трещиностойкости, повышенной твердостью, ударной вязкостью, низкой теплопроводностью, химической и коррозийной стойкостью, отсутствием сродства с металлами, что обеспечивает работу фильеры без применения смазки, изготовленной из ZrО₂, и высокое качество отделки поверхности трубы, так как практически исключаются задиры из-за схватывания материала трубы с материалом инструмента.Zirconia is characterized by high strength and fracture toughness, increased hardness, impact strength, low heat conductivity, chemical and corrosion resistance, lack of affinity for metals, which ensures the operation of the die without the use of grease made from ZrО ₂ , and high quality finish of the pipe surface, since seizures are virtually eliminated due to the setting of the pipe material with the tool material.

Проведенные нами сравнительные испытания в линии трубосварочного стана американской фирмы RAFTER показали, что при выглаживании трубы с использованием фильеры из твердого сплава ВК6М происходило налипание металла на фильеру после прессования 10-12 м трубы. При использовании керамической фильеры, после отделки 10000 м трубы отсутствовали какие-либо признаки ее износа, при этом поверхность фильеры оставалась зеркальной, а качество обработанной наружной поверхности трубы было превосходным. Our comparative tests in the line of the tube welder of the American company RAFTER showed that when smoothing the pipe using a VK6M carbide die, metal adhered to the die after pressing a 10-12 m pipe. When using a ceramic die, after finishing 10,000 m of the pipe there were no signs of wear, the surface of the die remained mirrored, and the quality of the treated outer surface of the pipe was excellent.

Claims

1. A method of manufacturing pipes, including sequentially bending the strip, shaping the pipe by folding the strip and welding, calibrating the pipe and straightening, characterized in that before editing the pipe is passed through a die with a degree of deformation of 4 ÷ 7%.

2. A device for the manufacture of pipes containing sequentially located bending, molding, welding, calibration and leveling stands, characterized in that in front of the correct stand is installed an additional stand equipped with a die made of high-strength technical ceramics with an angle of entry cone of 5 ÷ 10 ^o , and installed in the cage with a relative tightness of 0.2 ÷ 0.4% of the diameter of the die.