SU1503924A1 - Способ непрерывной формовки трубной заготовки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, в частности к технологии производства сварных труб. Цель изобретени  - повышение качества формуемых труб. Исходную полосу в первом формующем калибре изгибают в поперечном направлении с приложением усили  на периферийные участки на рассто нии 0,05-0,10 ширины полосы от каждой кромки. После первого формующего калибра величину усили , прикладываемого на периферийные участки по длине очага, измен ют. Изменение усили  производ т по закону синусоиды в системе координат, повернутой на угол α относительно системы координат P -L, где P - усилие формовки

L - длина очага формовки и смещенной по горизонтали на длину полуволны синусоиды. Формовку ведут с возрастанием усили  на периферийные участки до угла сворачивани  160-180°. После сворачивани  до указанного угла усилие, действующее на периферийные участки, уменьшают и перераспредел ют зону приложени  основного усили  на боковые участки. Величину усили , прикладываемого на боковые участки по длине очага формовки, также измен ют по закону синусоиды, симметричной первой относительно оси абсцисс. Приведена математическа  зависимость дл  определени  угла α. Рациональное распределение усили  и изменение его величины по заданному закону по длине очага формовки повышает качество труб, предотвращает смещение кромок перед сварочным калибром, уменьшает неравномерность деформаций по ширине полосы, уменьшает веро тность образовани  гофров. 4 ил., 2 табл.

Description

«Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, в частности К технологии производства сварных труб, преимущественно тонкостенных труб.

Цель изобретени  - повьтение качества формуемых труб путем оптимального распределени  по очагу формовки и изменени  основных усилий изгиба .

На фиг.1-3 показаны наиболее характерные поперечные сечени  трубной заготовки с зоной приложени  основного усили ; .4 - диаграмма, отображающа  характер изменени  усилий на периферийные (крива  1) и боковые (крива  2) участки трубной заготовки по длине очага деформации.

31503

Формовка трубной заготовки по предлагаемому способу позвол ет за счет оптимального расположени  и изменени  основньпс усилий, изгиба, которые вы- ражаютс  в реальном процессе через рациональное расположение и действие., рабочего инстрзтмента, качественно выформовать трубную заготовку с плавным переходом от одного сечени  к дрУ гому. Качественна  формовка всех участков, включа  и периферийные, позвол ет избежать образование крыши , относительного смещени  кромок перед сварочным калибром, а плавность (мононртонность) сечений уменьшает неравномерность деформаций по ширине полосы и длине очага формовки, т.е. уменьшает веро тность образовани  гофров в процессе формовки. Это дости гаетс  тем, что после первого формующего калибра усилие на периферийные участки .полосы па длине очага формовки из1;1ен ют по закону синусоиды в определенной системе координат с возрастанием величины усили  до угла сворачивани  160-180°. Необходимость зтеличени  данного усили  объ сн етс  сложностью выформовки или просто изгиба периферийных участков поло- сы от крытых (незамкнутых) сечений с углом сворачивани  до 160-180 в зависимости от типа калибровки. При двухрадиусной калибровке инструмента с интенсивной подгибкой кромок можно процесс закончить раньше, т.е. при , а при однорадиусной калибровке необходимо придерживатьс  второго предела 180, Полученный график изменени  усилий не подчин етс  закону синусоиды в обычной системе координат , где после достижени  максимального значени  крива  должна уходить в отрицательную зону, т.е. направление усили  мен етс  на противопо- ложное, что не соответствует процессу сворачивани  полосы. Полученна  экспериментальна  крива  изменени  условий на периферийные участки описываетс  синусоидой в повернутой снетеме координат, а так как перва  точка перегиба синусоиды находитс  в зоне первого формующего сечени  в oбьiчнoй системе координат она приходитс  на начало координат), то нова  система координат  вл етс  не только повернутой, но и смещенной на длину, полуволны синусоиды от первой точки пересечени  ее с повернутой снстеу ой

координат (или от оси, соответствующей первому формующего калибру). Смещение оси проводитс  влево, если длину очага формовки по горизонтальной оси отсчитьшать слева направо.

Периферийные участки трубной заготовки в первой половине очага формовки в большей степени склонны к распружиниванию. В дальнейшем, во второй половине очага формовки в большей степени про вл ют стремление к распружиниванию уже боковые и средние Згчастки по ширине полосы. Поэтому усилие на кромки нужно постепенно уменьшать с одновременным увеличением iero на боковые участки, где после угла сворачивани  280-300 (в зависимости от типа калибровки) должно окончательно преобладать усилие на бокс- вые участки трубной заготовки на длине 0,2-0,3 ширины полосы (В) от каждой кромки. После указанного угла сворачивани  наблюдаетс  самое значительное воздействие боковых участков трубной заготовки на рабочий инструмент . Величина угла 280-300 зависит от типа калибровки валков. Например , при двухрадиусной калибровке с плоским центральным участком необг ходимо придерживатьс  меньшего угла, а при однорадиусной калибровке -.большего . Размер бокового, участка (0,2- 0,3В) объ сн етс  TesM, что при применении роликовых проводок предполагаетс  определенна  площадь контакта, котора  в указанных пределах будет необходима и в то же врем  достаточна . Кроме этого, место приложени  СI усили  зависит от угла сворачивани , причем при меньшем угле сворачива- ; ни  (280). предполагаетс  и меньшее значение предела (0,2 В).

Характер изменени  усилий на боковые участки представл ет собой синусоиду, симметричную первой (дл  усилий .на периферийные участки) относительно повернутой и смещенной оси. Угол поворота (против хода часовой стрелки) от оси абсцисс получаетс  из следующих соотно ений

в(- arctg -- (1)

f

Т

PC -среднеарифметическое

значение уснли  на боковые и периферийные участки в последнем заА

крытом формующем калибре;

длина очага формовки между указанными калибрами;

- среднеарифметическое значение усили  на боковые и цериферийные участки в первом открытом формующем калибре.

Подставл   полученные значени  в формулу (I), получаем необходимое значение

на боковые участки трубной заготовки от первого до последнего формующего калибра , -Pj ; Рр - уменьшение основного усили на периферийные участки трубной заготовки от первого до последнего формующег калибру, dPn Pn-Pn.. Сечение, представленное на фиг,1, соответствует углу:сворачивани  40- 60 (фиг.4), сечение на фиг.2 - углу сворачивани  160-180° (фиг.4), а сечение на фиг.З - углу сворачивани  .280-300 (фиг.4).

Прим ер.,В формовочном стане исходную полосу размерами 204x0,48 мм в первом формующем валково-роликовом .калибре изгибают, прикладьша  усили  изгиба изнутри строго по середине и снаружи на рассто нии 10,1-20,2 мм от каждой кромки (фиг,1, величина которого составл ет 7,5 кг. Далее по ходу сворачивани  трубной заготов- ки (фиг,2-3) в последующих валковых и валково-роликовых калибрах усилие на периферийные участки заготовки фиг.4, крива  1) измен ют по закону синусоиды в системе координат, повернутой на угол относительно координат с осью абсцисс, равной 160 мм и отображающей длину очага

формовки , а осью ординат, равной 50 мм и отображающей величину усили  Р (50 мм соответствует 25 кг) и смещенной по горизонтали на длину полуволны синусоиды, т.е. на 95 мм от первой точки пересесени  ее

с- повернутой осью. Согласно указанной закономерности усилие возрастает до 17 кг, при угле сворачивани  трубной заготовки 180° (фиг.2), пос

W

15

20

25

е

ле чего по этой же закономерности убывает до 8 кг при угле сворачивани  290(фиг.З) и достигает 6 кг в последнем () формующем калибре (фиг.4). Усилие на боковые участки (фиг.4-, крива  2) в последующих калибрах также измен ют по закону синусоиды, согласно которой нагрузка вначале падае- , достига  при. угле сворачивани  180 величины 2,5 кг, затем плавно возрастает до величины 19 кг при угле сворачивани  290°. Вследствие резкого падени  нагрузки на периферийные участки, и такого же резкого возрастани  на боковые участки , зону приложени  нагрузки постепенно перераспредел ют на боковые участки и окончательно там фиксируют после указанного угла на рассто нии 40,4-60,6 мм от каждой кромки (фиг.З и 4). В последнем формующем калибре величина усили  на боковые участки достигает максимальной величины, равной 23 кг.

Испытание предлагаемого способа формовки при формовке трубы 0 65х хО,48 мм с замером тензометрами продольных деформаций в нескольких точках по ширине полосы и длине очага формовки и одновременным замером спе- 35 циальными штырьевыми месдозами прилагаемых к полосе усилий показало, что в данном случае получаетс  оптимальный вариант силового взаимодействи  трубной заготовки и формующего инструмента с незначительной неравномерностью деформаций по ширине полосы и длине очага формовки и существенным повышением качества формуемой трубы.

В табл.1 и 2 приведены результаты испытаний.

е

50

Предлагаемый способ позвол ет в отличие от известных за счет рационального расположени  и изменени  оновного усили  изгиба по длине очага формовки повысить качество труб любого сортамента и особенно тонкостенных . Кроме этого, способ позво- л ет более обоснованно подходить к проектированию, изготовлению и настройке рабочего инструмента трубо- формовочного стана.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ Непрерывной формовки трубной заготовки в последовательно рас- положенных валково-роликовых калибрах , при котором исходную полосу в первом формующем калибре изгибают в поперечном направлении с приложением усили  снаружи на периферийные участ ки на рассто нии 0,05-0,10 ширины полосы от каждой кромки, а в последующих калибрах измен ют как точку приложени  формующих усилий, так и . их величину, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  качества формуемых труб, после первого формующего калибра величину основного усили , прикладьюаемого на периферий- ные участки, по длине очага формов- ки измен ют по закону синусоиды в системе координат, повернутой на угсш d относительно системы координат P-L где Р - усилие формовки; L - длина очага деформации и смещенной по оси абсцисс на длину полуволны синусоиды причем формовку ведут с возрастанием усили  до угла сворачивани  полосы 160-180° и последующем уменьшением усили  до последнего формующего кали

   5

   г 0 0 30

   5

   ра при одновременном перераспределении зоны приложени  основного усили  на боковые участки, а после угла сворачивани  280-300 на рассто нии .0,2-0,3 ширины полосы от каждой кромки ее окончательно фиксируют, при этом величину усили , прикладываемого к боковым участкам по длине очага формовки измен ют по закону синусоиды , симметричной первой относительно оси абсцисс, а угол поворота а упом нутой системы координат опреде-г л ют по зависимости

   о/ arctg ,

   где Л7f - увеличение основного усили  на боковые участки трубной заготовки от первого до последнего формую- рего калибра;

   dPp - уменьшение основного усили  на периферийные участки трубной заготовки от первого до последнего формующего калибра; А - длина очага формовки от первого до -последнего формующего калибра,

   Т а б л и ц а 1

   45

   7,5

   3

   10

   II 180

   14

   1720

   2,5 15

   Значительное распружинивание полосы, отсутствует качественна  выформовка поперечного сечени 

   Продольные деформации в пределах упругих , качественна  выформовка всего поперечного сечени , распружинивание незначительное

   Продольные деформации превышают величину упругих, после сечени  (калибра) наблюдаютс  гофры

   Отсутствует качественна  вйформовка се -с чени , значительное распружинивание, образование крьши в сформованной трубе Качественна  формовка трубной заготовки Происходит потер  устойчивости боковыми стенками заготовки с вьшучиванием во внутрь, после еечени  наблюдаютс  гофры

   Формовка дает качествецную трубную заготовку без образовани  гофров, относительного смещени  кромок и образов ни  крьшш.

   Периферий-..

   ный,7,5 14 1617 14 10 7,5 6

   Боковой321,6 2,5 7,5 15 21, 23

   Фиг,1

   Продолжение табл. I

   Таблица 2

   фиб.2

   Фиг.З

   tiO BO

   (7 ----- фиг . h

   Составитель З.Шаброва Редактор Т.Парфенова Техред М.Ходанич КорреЛтор л.Вескид

   Заказ 5184/12

   Тираж 693

   ВНИШШ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва Ж-35, Раушска  наб., д. А/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

   т-т 280-300 «JW /

   Подписное