SU1424903A1

SU1424903A1 - Mandrel for drawing tubes

Info

Publication number: SU1424903A1
Application number: SU864048088A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Владимирович Аранович; Валентин Константинович Сидоренко; Лилиана Савватьевна Иванова; Александр Борисович Ламин; Рэм Михайлович Толстиков; Анатолий Иванович Павлов; Владимир Аркадьевич Алешин; Геннадий Васильевич Араптанов; Василий Антонович Систеров
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности
Priority date: 1986-04-03
Filing date: 1986-04-03
Publication date: 1988-09-23

Abstract

Изобретение относитс к обработке -металлов давлением, а именно к ; производству труб волочением на оправке . Цель изобретени - увеличение срока службы. Оправка дл волочени труб содержит хвостовик 1, имеющий на одном конце головку 2, а на другом - резьбов ой участок 3, и установленную на хвостовике между головкой и резьбовым участком с возможностью перемещени втулку 5, имеютую консольную шероховатую наружную поверхность. Втулка обращена меньшим основанием к головке хвостовика, при этом величина шероховатости наружной поверхности от заднего конца втулки на длине, равной 0,13-0,57 прот женности втулки , составл ет 0,10-0,62 величины шероховатости остальной поверхности втулки. 3 ил. SSThe invention relates to the processing of metals by pressure, namely to; pipe production by drawing on the mandrel. The purpose of the invention is to increase the service life. The mandrel for drawing pipes contains a shank 1, having a head 2 at one end and a threaded section 3 at the other, and a sleeve 5 mounted on the shank between the head and the threaded section with a movement, having a cantilever rough outer surface. The sleeve faces the smaller base of the shank head, and the roughness of the outer surface from the rear end of the sleeve over a length of 0.13-0.57 of the sleeve length is 0.10-0.62 of the roughness value of the remaining surface of the sleeve. 3 il. SS

Description

СWITH

I Изобретение относитс к обработке металлов давлением, а именно к производству труб волочением на оправкеI The invention relates to the processing of metals by pressure, namely the production of pipes by drawing on a mandrel.

Цель изоб ретени - увеличение сро ;ка службы оправки.The purpose of the invention is an increase in the service life of the mandrel.

На фиг. 1 представлена оправка в исходном (нерабочем) положении, общи вид; на фиг. 2 схема установки оправки в волоке перед волочением; на фиг. 3 - оправка в процессе работы. ; Оправка содержит хвостовик I,-имеющий на переднем конце головку 2, 1 а на заднем - резьбовой участок 3 дл креплени хвостовика в оправочно стержне 4 волочильного стана. Между головкой и резьбовым участком на хвостовике установлена с зазором h, величина которого составл ет, например , 0,3-0,7 мм, пола конусна втул ка 5, обрашенна меньпгам основанием к головке хвостовика, угол конусности которой к продольной оси оправки равен углу р . Наружна поверхность, полой втулки имеет по длине неодина- ковую шероховатость, меньшую со стороны большего основани втулки на длине 1 и большую - на остальной длине втулки.FIG. 1 shows the mandrel in the original (non-working) position, general view; in fig. 2 scheme of installation of the mandrel in the portage before drawing; in fig. 3 - mandrel in the process. ; The mandrel contains a shank I, having a head 2, 1 at the front end and a threaded section 3 at the rear end for fastening the shank to the mandrel 4 of the drawing mill. Between the head and the threaded section on the shank, there is a gap h, the value of which is, for example, 0.3-0.7 mm, a cone sleeve 5, trimmed with a base to the head of the shank, the angle of taper to the longitudinal axis of the mandrel is equal to the angle R . The outer surface of the hollow bushing has unequal roughness along the length, smaller on the side of the larger base of the bushing on length 1 and larger on the rest of the bushing.

Наружна поверхность втулки на длине 1, сос-тавл ющей 0,13-0,57 длины L втулки, имеет шероховатость, величина которой составл ет 0,1-0,62 величины шероховатости остальной поверхности втулки. Шероховатость по всей длине L втулки выполнена, например , в виде кругообразных рисок, оси окружностей которых совпадают с осью оправки.The outer surface of the sleeve over a length of 1, comprising 0.13-0.57 of the length L of the sleeve, has a roughness, the value of which is 0.1-0.62 of the roughness value of the remaining surface of the sleeve. The roughness along the entire length L of the sleeve is made, for example, in the form of circular scratches, the axes of whose circles coincide with the axis of the mandrel.

Между головкой хвостовика и втул- кой установлен упругий элемент (пружина ) 6, служащий дл перемещени втулки вдоль хвостовика, а дл фиксации втулки в рабочем положении упругий элемент свободно охвачен опор- ным кольцом 7 длиной 1, , Длина упругого элемента в сжатом состо нии должны быть равной длине 1| опорного кольца, а в разжатом состо нии - больше длины опорного кольца не ме- нее, чем на величину, равную длине 1 участка втулки с меньшей шероховатостью .An elastic element (spring) 6 is installed between the shank head and the bushing, which serves to move the bushing along the shank, and for fixing the bushing in the working position, the elastic element freely encompasses the support ring 7 with a length of 1, the length of the elastic element in a compressed state must be equal to the length of 1 | the support ring, and in the decompressed state, is longer than the length of the support ring not less than by an amount equal to the length of 1 section of the sleeve with a smaller roughness.

Хвостовик с помощью резьбового участка ввинчиваетс в стержень на такую глубину, чтобы в рабочем положении втулки (втулка прижата к опорному кольцу .7, пружина 6 сжата) ее задний торец находилс от торцаThe shank is screwed into the rod to a depth such that the sleeve is in the working position (the sleeve is pressed against the support ring .7, the spring 6 is compressed) its rear end is from the end

стержн на рассто нии, ра-вном длине участка 1 втулки.rod at a distance equal to the length of section 1 of the sleeve.

Установка оправки в рабочее положение осуществл етс с помощью привода перемещени стержн (не показан), который может быть как ручным, так и механизированным, а также подвижных упоров 8, которые могут переметатьс вдоль оси волочени с помощью отдельного привода (не показан).The mandrel is placed in working position by means of a rod displacing drive (not shown), which can be both manual and mechanized, as well as movable stops 8, which can be moved along the drag axis using a separate drive (not shown).

Оправка предназначена дл волочени трубы-заготовки 9 через волоку 10.The mandrel is designed to drag the workpiece tube 9 through the fiber 10.

Процесс волочени с использованием предложенной оправки осуществл етс следук пим образом.The process of drawing using the proposed mandrel is carried out in the following manner.

С помощью привода перемещени стержн А и подвижных упоров 8 оправка , закрепленна на стержне, устанавливаетс в волоке 10 таким образом, чтобы расчетный диаметр dp втулки 5, равный внутреннему диаметру трубы, после волочени проходил через начало калибрующего участка волоки, (фиг. 2). Затем с помощью стержн оправка отводитс назад на рассто ние,. &ольщее длины трубы- заготовки 9, а подвижные упоры отвод тс назад на рассто ние, равное длине 1 участка тулки с меньшей шероховатостью.Using an actuator for moving the rod A and movable stops 8, a mandrel fixed to the rod is installed in the die 10 so that the calculated diameter dp of the sleeve 5, equal to the internal diameter of the pipe, passes through the beginning of the calibrating portion of the die after drawing (Fig. 2). The mandrel is then retracted a distance, using a rod. & Total length of the pipe-billet 9, and the movable stops are retracted back to a distance equal to the length of 1 section of the tulku with less roughness.

После этого подготовленна к волочению труба-заготовка 9 вводитс закованным концом в волоку, затем при помощи стержн в трубу-заготовку вводитс оправка. При этом втулка находитс в нерабочем положении и пружиной 6 прижата к торцу стержн . Закованный конец трубы-заготовки зак ватьшаетс т нущим устройством волочильного стана и прот гиваетс через волоку. Одновременно с этим стержень на котором закреплена оправка, с помощью привода подаетс вперед до контакта втулки с трубой-заготовкой. При этом перемещение стержн , а следовательно , и оправки ограничено упорами.After that, the preform tube 9 prepared for drawing is inserted into the drag line with a chained end, then a mandrel is inserted into the preform tube with a rod. In this case, the sleeve is in the inoperative position and the spring 6 is pressed against the end of the rod. The clamped end of the pipe billet is captured by the pull device of the drawing mill and is drawn through the draw bar. At the same time, the rod on which the mandrel is fixed is fed forward by means of an actuator until the sleeve contacts the preform tube. The movement of the rod, and hence the mandrel is limited by stops.

После соприкосновени втулки с трубой-заготовкой втулка силами трени между ее поверхностью и внут- ренней поверхностью трубы-заготовки вт гиваетс в очаг деформации, сжима пружину до упора в опорное кольцо 7 (фиг. 3). I After the sleeve is in contact with the blank tube, the sleeve is rubbed by forces of friction between its surface and the inner surface of the blank tube to the deformation center, compressing the spring against the stop into the support ring 7 (Fig. 3). I

После того, как втулка уперласьAfter the sleeve rested

в опорное кольцо, начинаетс установившийс процесс нолочени на оправке . При этом устойчивое положение оправки в очаге деформации обеспечиваетс за счет того, что угол конусности р втулки меньше угла трени между наружной поверхностью втулки, имеющей большую шероховатость, и внутренней поверхностью трубы-заготовки .In the support ring, the steady-state nil process on the mandrel begins. In this case, the stable position of the mandrel in the deformation zone is ensured by the fact that the taper angle p of the sleeve is smaller than the angle of friction between the outer surface of the sleeve having a greater roughness and the inner surface of the pipe billet.

При увеличении сил трени между поверхностью втулки, имеющей большую шероховатость, и внутренней поверхно стью трубы-заготовки за счет упругой деформации раст жени стержн и хвос товика 1 втулка вт гиваетс в очаг деформации, т.е. переметаетс относительно волоки в иаправлеиии волочени .With an increase in friction forces between the surface of the sleeve, which has a greater roughness, and the inner surface of the pipe billet due to the elastic deformation of the extension of the rod and tailings, the sleeve 1 is drawn into the deformation zone, i.e. swept over dies in drawing direction.

При этом участок 11 поверхности, втулки, на котором осуществл етс обжатие стенки трубы-заготовки, сметаетс в сторону большего диаметра втулки, приближа сь к участку 1 поверхности с меньшей шероховатостью. При совпадении участка обжати .стенки с участком 1 благодар тому,, .что шероховатость поверхности участка 1 меньше шероховатости ост альной поверхности втулки, коэффициент трени между поверхностью участка и внутренней поверхностью трубы-заготовки становитс меньше коэффициента трени между остальной поверхностью втулки и внутренней поверхностью тру бы-заготовки.In this case, the surface section 11, of the sleeve, on which the wall of the preform pipe is compressed, is swept away towards the larger diameter of the sleeve, approaching section 1 of the surface with a lower roughness. When the section of the wall collapses with section 1 due to the fact that the surface roughness of section 1 is less than the roughness of the remaining surface of the sleeve, the coefficient of friction between the surface of the section and the inner surface of the pipe billet becomes less than the coefficient of friction between the rest of the sleeve -procurement.

В результате этого угол трени между поверхностью участка 1 и внут- ренней поверхностью трубы-заготовки становитс меньше угла конускости /Ь втулки, исчезают силы трени , вт гивающие втулку в очаг деформации, и пружиной втулка перемешаетс поAs a result, the friction angle between the surface of section 1 and the inner surface of the pipe-billet becomes less than the angle of taper / b of the sleeve, the friction forces that pull the sleeve into the deformation zone disappear, and the spring is mixed along the sleeve

хвостовику в исходное положение. Одновременно происходит упруга деформаци укорочени стержн и хвосто вика, в результате чего втулка остаетс прижатой к опорному кольцу.shank to its original position. At the same time, elastic deformation of shortening of the rod and tailing occurs, as a result of which the sleeve remains pressed against the support ring.

Таким образом, осушествл етс саморегулирование положени втулки в очаге деформации, что позвол ет преотвратить захват втулки трубой и вт гивание ее в очаг деформации, об- рьго хвостовика и разрушение втулки.Thus, the position of the sleeve in the deformation zone is self-regulated, which makes it possible to prevent the tube from gripping the sleeve and drawing it into the deformation zone, open shank and destruction of the sleeve.

В то же врем , увелич енна шерохоатость поверхности втулки со стороы ее меньшего основани обеспечиват повьшение устойчивости процесса за счет увеличени сил трени , вт гиающих оправку в очаг деформации.At the same time, an increased surface roughness of the sleeve from the side of its smaller base ensures greater stability of the process by increasing the frictional forces that pull the mandrel into the deformation zone.

При вьшолнёнии поверхности втулок с шероховатостью Rg менее 0,16 мкм (Rg/Rg 0,62) процесс волочени с идет неустойчиво вследствие вт гивани либо выталкивани оправок из очага деформации, В результате вт гивани оправок в очаг деформации происходит обрьш хвостовиков и раз10 рушение втулок на внутренней поверхности труб возникают дефекты в виде поперечных рисок. При выталкивании оправок из очага деформации процесс волочени нарушаетс и про15 текает без обжати стенки (волочение без оправки).When executing the surface of the bushing with a roughness of Rg less than 0.16 µm (Rg / Rg 0.62), the dragging process is unstable due to drawing or pushing of the mandrels from the deformation zone. As a result of the mandrels being drawn into the deformation center, there is a loss of shank and destruction of the bushing On the inner surface of pipes, defects appear in the form of transverse scratches. When pushing mandrels out of the deformation zone, the process of drawing is broken and flows without the wall being compressed (drawing without a mandrel).

При выполнении поверхности втулок с шероховатостью Ко более 1,0 мкм (, О, 10) и при длине участкаWhen performing the surface of the sleeves with roughness To more than 1.0 μm (, O, 10) and with the length of the section

20 1 менее 5,2 мм (L/L .-0,13) происходит вт гивание оправок в очаг деформации , кроме этого, на поверхность втулок налипает металл трубы, в результате чего на внутренней поверх25 ности труб образуютс дефекты в виде продольных рисок.20 1 less than 5.2 mm (L / L. -0.13), the mandrels are drawn into the deformation zone; in addition, metal of the pipe sticks to the surface of the sleeves, resulting in defects on the internal surface of the pipes in the form of longitudinal marks.

Таким образом, пределами отноше- .ни Кд /RO обеспечиваютими отсутствие выталкивани оправки из очага де3Q формации и налипани металла трубы : на втулку, вл ютс 0,62 и 0,10.Thus, the limits of the ratio of Cd / RO to ensure the absence of the extrusion of the mandrel from the source of the 3 Q formation and the sticking of the metal of the pipe: on the bushing, are 0.62 and 0.10.

При выполнении поверхности втулок с участком 1 длиной более 23 мм (1/L 0,57) процесс идет устойчиво, на трубах дефектов нет, но толтина стенки трубы после волочени находитс за пределами отклонений от номи- ;- нального значени , допускаемых ГОСТом (±10%).When the surface of the sleeves with section 1 is longer than 23 mm (1 / L 0.57), the process proceeds steadily, there are no defects on the pipes, but the toltin of the pipe wall after dragging is outside of the deviations from the nominal value allowed by GOST (± ten%).

Следовательно, пределами отношени 1/Т.,, обеспечивающими отсутствие вт гивани оправки в очаг деформации и получение труб заданных размеров, вл ютс 0,13 и 0,57. ,е Испытани показьшают, что срок службы предложенной оправки по срав - нению с известной увеличен в 2,3 раза .. Это объ сн етс тем, что конструкци предложенной оправки обеспечивает предотвращение вт гивани оп равки в очаг деформации при установившемс процессе волочени и последующего обрыва хвос говика с р 1зруше- нием втулки.Consequently, the limits of the ratio 1 / T ,, ensuring the absence of the mandrel being drawn into the deformation center and the production of pipes of specified sizes are 0.13 and 0.57. The tests show that the service life of the proposed mandrel is 2.3 times increased compared to the known one. This is due to the fact that the design of the proposed mandrel prevents the tool from being pulled into the deformation zone during a steady drawing process and subsequent breakage the tail of the govik with p 1 collapse of the sleeve.

Claims

55 claims

I.

Mandrel for drawing tubes containing a shank, impe on one

40

end of the head, and at the other - a threaded section, and a sleeve mounted on the shank between the head and the threaded section, with the possibility of moving the sleeve with a rough outer surface, which in order to increase the service life, the sleeve is conical

the outer surface facing the shank head with a smaller base, with this outer surface roughness value from the rear end on a length equal to O, 13-0.57 of the sleeve length, is 0.10-0.62 of the roughness value of the remaining surface of the sleeve .