Спосіб пресування труб
Використання: зниження рознесеності пресованих труб та зменшення поверхневих дефектів під час виробництва труб на горизонтальних трубопрофільних пресах. Сутність винаходу: спосіб пресування труб містить нагрівання вихідної заготовки, прошивку осьового отвору, механічну обробку, повторне нагрівання, пресування труби в зазор між матрицею та оправкою. При прошивці діаметр осьового отвору виконують менше внутрішнього діаметра труби, що пресується, а на передньому кінці заготовки формують циліндричний виступ з конічною сходинкою переходу від тіла заготовки, причому діаметр виступу більше зовнішнього діаметра труби. Після цього здійснюють механічну обробку заготовки, при цьому циліндричний виступ обточують під конус з діаметром на торці менше зовнішнього діаметра труби. Осьовий отвір розточують таким чином, що на довжині, що відповідає довжині торцевого виступу, діаметр отвору виконують на 1 - 5% менше внутрішнього діаметра труби, а на решті довжини діаметр отвору виконують більше внутрішнього діаметра труби. При подальшому пресуванні використовують оправлення, задній кінець якої виконаний криволінійно розширюється до діаметра, що перевищує внутрішній діаметр труби. Перед початком пресування оправку вводять в осьовий отвір заготовки до пару бічної поверхні переднього кінця з поверхнею осьового отвору заготовки, після чого заготовку торцевим виступом встановлюють по осі кінець оправки разом із пресшайбою центрують по осі контейнера. 2 іл.
Винахід відноситься до обробки металів тиском і може бути використане для отримання труб на горизонтальних трубопрофільнихпреси.
Відомий спосіб гарячого пресування труб, що містить установку втулки на задній кінець оправки до хвостовика і центруючого склянки на передній кінець оправки, установку рухомої оправки в центральний отвір підігрітої заготовки, розміщення заготовки в контейнері преса, центрування переднього кінця оправки зі стаканом зазор між матрицею і оправкою під дією ходу прес-штемпеля [1] У відомому способі завдяки встановленню на оправку втулки і центруючого склянки досягається центрування оправки по осі отвору заготовки, що з одного боку запобігає передчасному перегріву оправки, з іншого боку центруючий стакан пресування забезпечує центрування переднього кінця оправки по осі матриці та підвищує точність переднього кінця труби.
До недоліків відомого способу відноситься відсутність центрування заднього кінця оправлення та заготівлі в контейнері, що призводить до виникнення рознесення по довжині труби і особливо на задньому кінці. Крім того, оправлення запресовується в трубі, і задній кінець готової труби з оправленням необхідно відрізати, що знижує вихід придатного.
Відомий спосіб пресування титанових труб, що включає нагрівання механічно обробленої заготовки, прошивку осьового отвору в заготівлі оправки зі змащенням і теплоізоляцією та пресування труби [2] Недоліком відомого способу є велика різнизна труби при пресуванні та кривизна через рознесеність, що вимагає збільшення припусків для наступноїмеханічної обробки та знижує вихід придатного. Крім того, в початковий момент розпресування мастильна шайба руйнується, зсипається в нижню частину контейнера і при подальшому пресуванні нерівномірно видавлюється в очко матриці, що призводить також до появи дефектів типу втискання і запресування і рознесеності труби.
Завданням, на вирішення якого спрямовано винахід, є підвищення виходу придатного металу при пресуванні труби шляхом елімінації умов виникнення рознесеності труби та поверхневих дефектів.
При здійсненні винаходу досягається точне центрування оправлення та заготівлі по осі пресування протягом всього процесу деформації, вирівнювання температури металу заготівлі та рівномірний розподіл мастила у міру пресування. Крім цього, запобігається утворенню пресостатку, здійснюється гасіння гідродинамічного удару в момент закінчення пресування та спрощується подальше відділення оправки від готової труби.
Пропонований спосіб пресування містить нагрівання вихідної заготовки, прошивку осьового отвору, механічну обробку зовнішньої поверхні, повторне нагрівання заготовки та пресування труби в зазор між матрицею та оправкою. На відміну від прототипу при прошивці осьового отвору діаметр виконують менше внутрішнього діаметра труби, а на передньому кінці заготовки, зверненому до матриці, формують циліндричний кільцевий виступ з конічною сходинкою переходу до нього від тіла заготовки. Зовнішній діаметр виступу виконують більше за зовнішній діаметр труби. При подальшій механічній обробці зовнішньої поверхні заготовки циліндричний виступ обточують на конус до діаметра на торці менше зовнішнього діаметра труби. Додатково механічної обробки піддають поверхню осьового отвору: на довжині,відповідної довжині торцевого виступу, діаметр отвору виконують на 15% менше внутрішнього діаметра труби, а на решті довжини заготовки, що відповідає тілу заготовки, діаметр отвору виконують більше внутрішнього діаметра труби. Перед пресуванням оправку вводять в осьовий отвір заготовки таким чином, що її передній кінець щільно встановлюється в осьовий отвір торцевого виступу заготовки, а задній кінець упирається бічною криволінійною поверхнею в ребро осьового отвору заготовки. Після цього заготовку торцевим виступом встановлюють осі пресування в очко матриці, а задній кінець оправки разом з пресшайбою центрують по осі контейнера. У даному способі використовують оправлення, задній кінець якої виконаний криволінійно розширюється до діаметра, що перевищує внутрішній діаметр труби.
Пропонований спосіб забезпечує високу точність центрування оправлення та заготівлі ще до її розпресування в початковий момент руху оправлення, та збереження досягнутої точності центрування оправлення по осі пресування протягом всього процесу деформування. Завдяки виконанню кільцевого торцевого виступу на передньому кінці заготовки і розточування осьового отвору даного виступу до діаметра менше внутрішнього діаметра труби досягається щільна установка переднього кінця оправки в осьовому отворі заготовки і точна установка заготовки безпосередньо в матриці.
Виконання осьового отвору виступу заготовки на 15% менше внутрішнього діаметра труби дозволяє подолати силу ваги оправки при її центруванні по осі пресування. Величина 1% різниці діаметрів є мінімально необхідною подолання ваги оправки, максимальне значення 5% різниці діаметрів встановлено необхідністю невиправданого подовження конічної західної частини оправки.
Конічна сходинка переходу від тіла заготовки до торцевого виступу та конічна форма зовнішньої поверхні самого виступу полегшує введення виступу заготовки в матрицю та центрування заготовки. Задній кінець оправки точно фіксує заготовку за допомогою своєї бічної криволінійної поверхні, що розширюється.
Крім того, виконання сходинки переходу від тіла заготовки до торцевого виступу конічної форми дозволяє "замкнути" мастильну шайбу в замкнутому кільцевому просторі, що запобігає ударному руйнуванню пресувальної мастильної шайби при завантаженні заготовки з оправкою в контейнер і забезпечує рівномірний послідовний розподіл мастила в процесі прес. Це підвищує якість поверхні і точність розмірів труби, що пресується.
У заявляється способі досягається також інший технічний результат: за рахунок торцевого кільцевого виступу на передньому кінці заготовки, бічної поверхні, що розширюється, заднього кінця оправки, що використовується при пресуванні, і механічної обробки поверхні осьового отвору заготовки забезпечується рівномірність бічних зазорів як між заготовкою і контейнером, так і оправкою та заготівлею. Це, у свою чергу, забезпечує вирівнювання температури металу по заготівлі і підвищує точність розмірів труби, що пресується.
Механічна обробка поверхні заготовки, у тому числі і торцевого виступу, конічної сходинки, поверхні осьового отвору, що проводиться перед пресуванням, забезпечує високу якість поверхні труби, що пресується, і дозволяє знизити припуск на подальшу механічну обробку готової труби.
Співвідношення діаметрів торцевого виступу заготовки, осьового отвору заготовки і внутрішнього діаметра труби, а також кути конусності залежать від розміру труби, що пресується,допустимої витяжки при пресуванні матеріалу труби, припусків на подальшу механічну обробку готової труби і складають "ноу-хау" винаходу.
Заявляється спосіб може бути реалізований при прямому та зворотному пресуванні.
Порівняння заявляється способу з відомими технічними рішеннями показує відповідність критерію охороноздатності винаходу "новизна".
Заявляється сукупність суттєвих ознак винаходу, розглянута щодо існуючого рівня техніки, показує відповідність критерію охороноздатності винаходу "винахідницький рівень".
На фіг. 1 показано закінчення процесу прошивки осьового отвору з виконаним циліндричним торцевим виступом; на фіг. 2 центрування оправки та заготівлі у початковий момент пресування.
Заявляється спосіб реалізується в такий спосіб.
Заготовку 1 (відрізок кованого прутка) з віддаленими дефектами, що утворюються при куванні, нагрівають, розміщують у контейнері 2 і здійснюють наростаючу прошивку осьового отвору прошивником 3, діаметр d1, якого менше діаметра отвору труби dт. У процесі прошивки на кінці заготовки, зверненому до матриці, формують циліндричний виступ 4 з конічною сходинкою переходу від заготівлі тіла. Діаметр циліндричного виступу D1 більший за зовнішній діаметр труби Dт. В кінці процесу прошивки відокремлюють випресовування-пробку 5. Потім прошиту заготовку 1 вилучають з контейнера преса і проводять механічну обробку бічної поверхні заготовки, торців заготовки, виступу циліндричного і розточування осьового отвору. Циліндричний виступ обточують на конус 6 під кутом 3 до діаметра на торці D2 менше за зовнішній діаметр труби Dт. Розточування осьового отвору на довжині 7, що відповідає довжині l2 торцевого виступу, виробляють до діаметраd3 на 1 5% менше внутрішнього діаметра труби dт (на фіг. не показаний), а на решті довжини 8 заготовки, що відповідає довжині l1 тіла заготовки, діаметр отвору виконують більше внутрішнього діаметра труби. Конічну сходинку переходу від тіла заготовки до торцевого виступу обробляють під кутом 1, рівним або більше кута пресової матриці 2. Потім заготовку нагрівають, розміщують у контейнері шайбу мастила 10 і заготовку. В осьовий отвір заготовки вводять оправку 9, при цьому передній кінець оправки щільно встановлюється на довжині l2 і точно центрується по осі заготовки, задній кінець оправки ділянкою, криволінійно-розширюється до діаметра більше внутрішнього діаметра труби, центрують задній кінець заготовки осі контейнера . При просуванні оправки із заготівлею циліндричний виступ за рахунок зовнішньої конічної поверхні центрує заготівлю і оправку по осі пресування. При цьому мастильна шайба 10 щільно по всій поверхні замикається між матрицею і конічною торцевою поверхнею заготівлі (сходинкою) в осьовому напрямку і між циліндричним виступом заготовки і стінкою бічної стінки контейнера в радіальному напрямку. Крім того, між бічними поверхнями оправки та осьового отвору заготовки, а також між бічними поверхнями заготівлі та контейнера утворюються рівномірні зазори, що забезпечує вирівнювання температури металу та підвищує точність геометричних розмірів труби при пресуванні.
Пропонований спосіб пресування труб дозволяє виробляти труби з ексцентричною розносимістю 5 7% в той час, як ексцентрична різниця при використанні відомого способу досягає 20 25% Завдяки такому зменшенню рознесеності досягається зниження припусків на механічну обробку і зниження витратного коефіцієнта10 15%
Спосіб пресування труб, що включає нагрівання вихідної заготовки, прошивку осьового отвору, механічну обробку бічної поверхні і торців заготовки, повторне нагрівання заготовки та пресування труби в зазор між матрицею і оправкою, який відрізняється тим, що при прошивці діаметр осьового отвору виконують менше внутрішнього діаметра а на передньому кінці заготовки формують торцевий циліндричний виступ, діаметр якого більший за зовнішній діаметр труби, і конічну сходинку переходу від тіла заготовки до торцевого виступу, при подальшій механічній обробці циліндричний виступ обточують під конус з діаметром на торці менше зовнішнього діаметра труби, осьовий отвір розточують отримання його діаметра на довжині, що відповідає довжині циліндричного виступу на 1 5% менше внутрішнього діаметра труби, а діаметра на решті довжині більше внутрішнього діаметра труби, при пресуванні використовують оправлення, задній кінець якої виконаний криволінійно-розширюваним до діаметра, що перевищує внутрішній діаметр труби, при цьому перед початком пресування оправку вводять в осьовий отвір заготовки до сполучення бічної поверхні переднього кінця оправки з поверхнею осьового отвору торцевого виступу і контакту бічної криволінійної поверхні заднього кінця оправки з ребром осьового отвору заготовки, після чого заготовку торцевим виступом а задній кінець оправки разом із прес-шайбою центрують по осі контейнера.