RU2690796C1 - Способ производства трубных изделий - Google Patents

Способ производства трубных изделий Download PDF

Info

Publication number
RU2690796C1
RU2690796C1 RU2018130214A RU2018130214A RU2690796C1 RU 2690796 C1 RU2690796 C1 RU 2690796C1 RU 2018130214 A RU2018130214 A RU 2018130214A RU 2018130214 A RU2018130214 A RU 2018130214A RU 2690796 C1 RU2690796 C1 RU 2690796C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
mpa
working channel
angle
voltage
Prior art date
Application number
RU2018130214A
Other languages
English (en)
Inventor
Герман Леонидович Колмогоров
Дмитрий Сергеевич Дудин
Александр Сергеевич Шалимов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Priority to RU2018130214A priority Critical patent/RU2690796C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2690796C1 publication Critical patent/RU2690796C1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для производства трубных изделий волочением. Способ включает предварительное формирование на изделии захватки с заостренным и коническим участками и последующее волочение через рабочий канал монолитной волоки. Снижение напряжения волочения и увеличение единичных обжатий обеспечивается за счет оптимизации угла волоки, который регламентирован математической зависимостью, учитывающей основные параметры процесса волочения при производстве трубных изделий. 1 пр.

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для производства трубных изделий волочением.
Известно, что трубные изделия производят волочением (осаживанием) с применением технологических волок. Предварительно передний конец трубной заготовки заостряют, формируют захватку, которую вводят в инструмент (волоку) и зацепляют зажимом тянущего устройства. При деформировании в волочильном инструменте в трубной заготовке возникает напряжение волочения, которое может приводить к обрыву переднего конца заготовки. Для того, чтобы снизить вероятность обрывов заготовки при волочении, напряжение волочения должно быть меньше сопротивления деформации обрабатываемого материала (см. Перлин И.Л., Ерманок М.З., Теория волочения. - М.: Металлургия, 1971. - с. 17).
Известен способ волочения (см. а.с. СССР №1245375, кл. В21С 1/00, 1986), включающий предварительное формирование захватки с заостренным и коническим участками и последующее волочение через монолитную волоку. Перед волочением заостренную часть захватки вводят в волоку, наносят технологическую смазку и осуществляют захват заостренного конца изделия зажимом тянущего устройства. В начальный момент волочения происходит постепенное деформирование конического участка захватки с переменной вытяжкой. При этом напряжение волочения может достигать критической величины, которое приведет к обрыву изделия. Данный способ принят за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого технического решения, - предварительное формирование на изделии захватки с заостренным и коническим участками и последующее волочение через рабочий канал монолитной волоки.
Недостатком известного способа, принятого за прототип, является то, что он не учитывает геометрию волочильного инструмента, в частности - угол наклона образующей рабочего канала волоки к оси волочения. Угол наклона образующей рабочего канала технологического волочильного инструмента является одним из основных параметров, определяющих напряжение волочения и единичные обжатия при волочении.
Задачей изобретения является оптимизация угла наклона образующей рабочего канала волоки с учетом основных технологических параметров процесса волочения трубных изделий.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе производства трубных изделий, включающем предварительное формирование на изделии захватки с заостренным и коническим участками и последующее волочение через рабочий канал монолитной волоки, согласно изобретению используют волоку, угол наклона образующей рабочего канала к оси волочения которой определяют по формуле:
Figure 00000001
где
Figure 00000002
- средний диаметр трубы на входе в технологический инструмент, мм;
Figure 00000003
- средний диаметр трубы на выходе, мм;
ƒ - коэффициент трения в зоне деформации;
Figure 00000004
- безразмерный параметр, характеризующий толщину стенки трубы;
R1 - внутренний радиус трубы, мм;
R2 - наружный радиус трубы, мм;
σs - сопротивление деформации материала трубы, МПа;
σ0 - напряжение противонатяжения, МПа.
Признаки предлагаемого способа, отличительные от прототипа: использование волоки, угол образующей рабочего канала которой определяют по формуле (1).
В реальных условиях напряжение волочения при производстве трубных изделий определяется по формуле (см. Перлин И.Л., Ерманок М.З., Теория волочения. - М.: Металлургия, 1971. - с. 273):
Figure 00000005
где
Figure 00000006
- средний диаметр трубы на входе в технологический инструмент, мм;
Figure 00000007
- средний диаметр трубы на выходе, мм;
ƒ - коэффициент трения в зоне деформации;
σs - сопротивление деформации материала трубы, МПа;
αп - приведенный угол волоки, град;
σ0 - напряжение противонатяжения, МПа;
При этом рекомендуется (см. Перлин И.Л., Ерманок М.З., Теория волочения. - М.: Металлургия, 1971. - с. 272) принимать αп=0,65tgαв (αв - угол наклона образующей конуса волоки к оси волочения).
Недостатком формулы (2) является то, что она не позволяет определить оптимальный угол αв, обеспечивающий минимальное значение напряжения волочения, наличие которого характерно для деформаций в коническом технологическом инструменте, поскольку формула (2) не учитывает дополнительные сдвиговые деформации на входе в инструмент и выходе из него. При этом
Figure 00000008
в формуле (2) выполняет функцию степени деформации при волочении.
Степень деформации при деформации в коническом инструменте (волоках) с учетом сдвиговых деформаций (см. Колмогоров Г.Л., Кузнецова Е.В. Известия ВУЗов, Черная металлургия. - 2000, №21, с. 31-33) равна
Figure 00000009
где
Figure 00000010
- безразмерный параметр, характеризующий толщину стенки трубы;
R1 - внутренний радиус трубы, мм;
R2 - наружный радиус трубы, мм.
С учетом формулы (3) формула (2) примет вид:
Figure 00000011
Как следует из соотношения (4), напряжение волочения зависит от угла наклона образующей рабочего канала волочильного инструмента к оси волочения и от приведенного угла волоки ctgαп. Напряжение волочения определяет полное усилие волочения
Figure 00000012
где F1 - площадь сечения трубы на выходе.
Минимальное значение угла волочения и снижение энергоемкости процесса волочения обеспечивается снижением напряжения волочения до минимального значения, которое определяется из условия равенства нулю производной от напряжения волочения по тангенсу угла наклона образующей рабочего канала инструмента, а именно:
Figure 00000013
Продифференцировав выражение (4) по tgαв и приравняв производную к нулю, после преобразований получим уравнение для определения оптимального значения угла наклона в следующем виде:
Figure 00000014
где
Figure 00000015
- средний диаметр трубы на входе в технологический инструмент, мм;
Figure 00000016
- средний диаметр трубы на выходе, мм;
ƒ - коэффициент трения в зоне деформации;
Figure 00000017
- безразмерный параметр, характеризующий толщину стенки трубы;
R1 - внутренний радиус трубы, мм;
R2 - наружный радиус трубы, мм;
σs - сопротивление деформации материала трубы, МПа;
σ0 - напряжение противонатяжения, МПа.
Соотношение (1) обеспечивает минимальное значение напряжения волочения и минимальную энергоемкость процесса производства трубных изделий. При снижении напряжения волочения появляется возможность повышения обжатий при волочении и снижения при этом кратности маршрутов волочения. Снижение напряжения волочения уменьшает вероятность обрыва переднего конца заготовки, повышая тем самым качество протягиваемых изделий.
Пример реализации предлагаемого способа
Волочению подвергали трубную заготовку с σТС=500 МПа,
Figure 00000018
=0,7 мм, коэффициент трения ƒ=0.05, σ0=10 МПа. При использовании применяется волока с αв=15°. Напряжение волочения составило 393,1 МПа. После расчета по формуле (7)
Figure 00000019
=11°, напряжение волочения составило 335,6 МПа. Таким образом, снижение напряжения волочения оказалось равным 14,6%.
Предлагаемый способ позволяет выбрать оптимальный угол наклона образующей рабочего канала волочильного инструмента из условия достижения минимума напряжения волочения, снизить при производстве трубных изделий напряжение волочения, повысить единичные обжатия, уменьшить обрывность при волочении, повысив тем самым качество металлоизделий.

Claims (10)

  1. Способ производства трубных изделий, включающий предварительное формирование на изделии захватки с заостренным и коническим участками и последующее волочение через рабочий канал монолитной волоки, отличающийся тем, что используют волоку, угол наклона образующей рабочего канала к оси волочения которой определяют по формуле
  2. Figure 00000020
  3. где
    Figure 00000021
    - средний диаметр трубы на входе в технологический инструмент, мм;
  4. Figure 00000022
    - средний диаметр трубы на выходе, мм;
  5. ƒ - коэффициент трения в зоне деформации;
  6. Figure 00000023
    - безразмерный параметр, характеризующий толщину стенки трубы;
  7. R1 - внутренний радиус трубы, мм;
  8. R2 - наружный радиус трубы, мм;
  9. σS - сопротивление деформации материала трубы, МПа;
  10. σ0 - напряжение противонатяжения, МПа.
RU2018130214A 2018-08-20 2018-08-20 Способ производства трубных изделий RU2690796C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130214A RU2690796C1 (ru) 2018-08-20 2018-08-20 Способ производства трубных изделий

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130214A RU2690796C1 (ru) 2018-08-20 2018-08-20 Способ производства трубных изделий

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2690796C1 true RU2690796C1 (ru) 2019-06-05

Family

ID=67037438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018130214A RU2690796C1 (ru) 2018-08-20 2018-08-20 Способ производства трубных изделий

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2690796C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1245375A1 (ru) * 1984-10-29 1986-07-23 Куйбышевский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Им.Акад.С.П.Королева Способ волочени изделий
US5357776A (en) * 1993-06-16 1994-10-25 Avibank Mfg., Inc. Method of forming bushing rings
RU2101108C1 (ru) * 1995-10-17 1998-01-10 Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов Способ волочения изделия (варианты)
RU2126731C1 (ru) * 1998-04-27 1999-02-27 Пермский государственный технический университет Способ волочения изделий

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1245375A1 (ru) * 1984-10-29 1986-07-23 Куйбышевский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Им.Акад.С.П.Королева Способ волочени изделий
US5357776A (en) * 1993-06-16 1994-10-25 Avibank Mfg., Inc. Method of forming bushing rings
RU2101108C1 (ru) * 1995-10-17 1998-01-10 Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов Способ волочения изделия (варианты)
RU2126731C1 (ru) * 1998-04-27 1999-02-27 Пермский государственный технический университет Способ волочения изделий

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4766117B2 (ja) 冷間抽伸法による超薄肉金属管の製造方法
CN113941613B (zh) 一种镁及镁合金无缝管材螺旋挤压装置及挤压工艺
CN101406906A (zh) 连续转角剪切的挤压整形制备镁合金型材的方法及模具
WO2010064523A1 (ja) フローティングプラグを用いた超薄肉継目無金属管の製造方法
RU2690796C1 (ru) Способ производства трубных изделий
Lezhnev et al. Development and research of combined process of “equal channel angular pressing–drawing”
CN103962403B (zh) 大口径管材挤拔减壁方法
RU2404873C1 (ru) Способ волочения прутковых и проволочных изделий
RU2310533C1 (ru) Способ волочения изделий
RU2669260C1 (ru) Способ производства триметаллических прутковых и проволочных изделий
WO2009064217A1 (fr) Procédé de fabrication de produits semi-finis allongés à grain ultrafin
RU2126731C1 (ru) Способ волочения изделий
RU2101108C1 (ru) Способ волочения изделия (варианты)
RU2492011C1 (ru) Способ производства триметаллических прутковых и проволочных изделий
RU2480301C1 (ru) Способ волочения биметаллических прутковых и проволочных изделий
CN208758348U (zh) 一种消除钢管内螺旋的冷拔内模
RU2553747C1 (ru) Способ деформирования монометаллических прутковых и проволочных изделий
RU2536849C1 (ru) Способ волочения полиметаллических многослойных прутковых и проволочных изделий
RU2675710C1 (ru) Способ производства прутковых и проволочных металлоизделий
RU2622552C1 (ru) Способ производства трубных металлоизделий пластической деформацией
CN108637155B (zh) 一种螺栓生产用模具、生产方法及制造出的螺栓
RU2580263C2 (ru) Способ многократного пластического деформирования осесимметричных прутковых и проволочных металлоизделий
RU2461436C1 (ru) Способ изготовления тонкостенных корпусов переменного сечения
US3724254A (en) Extrusion of seamless tubing
RU2759820C1 (ru) Способ винтовой прошивки в четырехвалковом стане