RU2690796C1 - Способ производства трубных изделий - Google Patents
Способ производства трубных изделий Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 235000012438 extruded product Nutrition 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
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:
где 
- средний диаметр трубы на входе в технологический инструмент, мм;
ƒ - коэффициент трения в зоне деформации;
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):
где 
- средний диаметр трубы на входе в технологический инструмент, 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 
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
где 
- безразмерный параметр, характеризующий толщину стенки трубы;
R1 - внутренний радиус трубы, мм;
R2 - наружный радиус трубы, мм.
С учетом формулы (3) формула (2) примет вид:
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
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:
Продифференцировав выражение (4) по tgαв и приравняв производную к нулю, после преобразований получим уравнение для определения оптимального значения угла наклона в следующем виде:
где 
- средний диаметр трубы на входе в технологический инструмент, мм;
ƒ - коэффициент трения в зоне деформации;
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, 
=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) 
=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)
- 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
-
- где- средний диаметр трубы на входе в технологический инструмент, мм;
- - средний диаметр трубы на выходе, мм;
- ƒ - коэффициент трения в зоне деформации;
- - 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.
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)
| 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 |
-
2018
- 2018-08-20 RU RU2018130214A patent/RU2690796C1/ru active
Patent Citations (4)
| 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 |
|---|---|---|
| CN113941613B (zh) | 一种镁及镁合金无缝管材螺旋挤压装置及挤压工艺 | |
| JP4766117B2 (ja) | 冷間抽伸法による超薄肉金属管の製造方法 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| RU2707249C1 (ru) | Способ производства трубных металлоизделий тепловыделяющих элементов атомных реакторов | |
| Kliber | Advanced forming technology |