RU2580262C2 - Mandrel for calibrating the internal channel pipes - Google Patents
Mandrel for calibrating the internal channel pipes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580262C2 RU2580262C2 RU2014130739/02A RU2014130739A RU2580262C2 RU 2580262 C2 RU2580262 C2 RU 2580262C2 RU 2014130739/02 A RU2014130739/02 A RU 2014130739/02A RU 2014130739 A RU2014130739 A RU 2014130739A RU 2580262 C2 RU2580262 C2 RU 2580262C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mandrel
- pipe
- pipes
- calibrating
- distribution
- Prior art date
Links
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Metal Extraction Processes (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
- Guides For Winding Or Rewinding, Or Guides For Filamentary Materials (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и используется в производстве труб при изготовлении особо точных труб по внутреннему диаметру, и может использоваться, например, при изготовлении биметаллических насосно-компрессорных труб, автомобильных амортизаторов, плунжеров и корпусов глубинных насосов и гидроцилиндров, а также при изготовлении труб для топливопровода высокого давления для дизельных двигателей и капиллярных труб.The invention relates to the processing of metals by pressure and is used in the manufacture of pipes in the manufacture of particularly precise pipes in internal diameter, and can be used, for example, in the manufacture of bimetallic tubing, automobile shock absorbers, plungers and bodies of deep pumps and hydraulic cylinders, as well as in the manufacture of pipes for a high pressure fuel line for diesel engines and capillary pipes.
Широко распространена оправка (Шевакин Ю.Ф. и др. Производство труб. М.: Металлургиздат, 1968), при раздаче на которой труба подвергается деформированию на рабочей части оправки, имеющей вид усеченного конуса с полууглом α при вершине = 8÷12° (фиг. 1). На фиг. 1 изображены: 1 - исходная труба с минимально допустимым внутренним диаметром; 2 - исходная труба с максимально допустимым внутренним диаметром; 3 - оправка с конической рабочей частью; 4 - калиброванная труба с максимальным внутренним диаметром; 5 - калиброванная труба с минимальным внутренним диаметром.A mandrel is widespread (Shevakin Yu.F. et al. Pipe production. M.: Metallurgizdat, 1968), when distributed, the pipe is deformed on the working part of the mandrel, which has the form of a truncated cone with a half-angle α at apex = 8 ÷ 12 ° ( Fig. 1). In FIG. 1 depicts: 1 - the original pipe with the minimum allowable inner diameter; 2 - source pipe with the maximum allowable inner diameter; 3 - mandrel with a conical working part; 4 - calibrated pipe with a maximum inner diameter; 5 - calibrated pipe with a minimum inner diameter.
Особенностями процесса является малая величина степени раздачи (до 10-15%) по внутреннему диаметру, которая ограничивается максимально допустимыми растягивающими тангенциальными напряжениями. Недостатком этого способа являются низкая устойчивость оправки в очаге деформации из-за малой длины контакта lk внутренней поверхности трубы с оправкой при установившемся процессе калибрования и повышенная протяженность зоны внеочаговой деформации. В зависимости от разброса значений радиусов внутренней поверхности исходных труб r0min÷r0max в процессе раздачи наблюдается различная степень внеконтактной раздачи на выходе из очага деформации hmin÷hmax и искажение размеров внутреннего диаметра на выходе, выражаемое диапазоном значений радиусов внутренней поверхности калиброванной трубы δ=rmax-rmin, вследствие чего не обеспечивается необходимая точность внутреннего канала калиброванных труб. При этом с повышением степени раздачи происходит увеличение степени внеконтактной деформации и снижение точности размеров труб. Кроме того, малая площадь контакта снижает устойчивость протекания процесса раздачи и может привести к появлению кривизны и непоправимому браку калиброванной трубы.The process features are a small value of the degree of distribution (up to 10-15%) along the inner diameter, which is limited by the maximum allowable tensile tangential stresses. The disadvantage of this method is the low stability of the mandrel in the deformation zone due to the small contact length l k of the inner surface of the pipe with the mandrel during the steady-state calibration process and the increased length of the zone of extrafocal deformation. Depending on the spread in the values of the radii of the inner surface of the original pipes r 0min ÷ r 0max during the distribution process, a different degree of non-contact distribution at the exit from the deformation zone h min ÷ h max and a distortion of the dimensions of the inner diameter at the outlet, expressed by the range of radii of the inner surface of the calibrated pipe δ = r max -r min , as a result of which the necessary accuracy of the internal channel of calibrated pipes is not provided. In this case, with an increase in the degree of distribution, there is an increase in the degree of non-contact deformation and a decrease in the accuracy of the size of the pipes. In addition, the small contact area reduces the stability of the distribution process and can lead to the appearance of curvature and irreparable marriage of the calibrated pipe.
Известна сборная оправка для раздачи труб (патент SU 1574326 А1 от 30.06.90), принятая в качестве прототипа, позволяющая повысить устойчивость процесса раздачи и точность калиброванных труб, изображенная на фиг. 2. При протягивании, посредством элемента для соединения оправки с тяговым органом 8 через стержень 1 и гайку 2, через трубу сборной оправки с цилиндрическими направляющими 6, 7 и рабочими элементами 3-5, имеющих коническую поверхность, труба постепенно деформируется на участках 3-5. При этом цилиндрические направляющие 6, 7 расположены после рабочих элементов 3, 4 и 5. Рабочие элементы отделены друг от друга дистанционной втулкой 9. Разброс значений внутренних диаметров уменьшается за счет того, что требуемая степень раздачи дробится на несколько ступеней и на каждой ступени обеспечено снижение интенсивности внеконтактной деформации.Known prefabricated mandrel for the distribution of pipes (patent SU 1574326 A1 from 06/30/90), adopted as a prototype, which allows to increase the stability of the distribution process and the accuracy of calibrated pipes shown in FIG. 2. When pulling, through the element for connecting the mandrel with the
В прототипе для стабильного удержания сборной оправки на оси обрабатываемой трубы используются цилиндрические направляющие с отношением наружного диаметра Dн (dн) к внутреннему диаметру трубы Dт (dт) в зоне расположения направляющей, определяемой по следующей математической зависимости:In the prototype, for stable holding of the prefabricated mandrel on the axis of the pipe being processed, cylindrical guides are used with the ratio of the outer diameter D n (d n ) to the inner diameter of the pipe D t (d t ) in the area of the guide, determined by the following mathematical dependence:
где σт - предел текучести материала трубы;where σ t - yield strength of the pipe material;
Е - модуль упругости материала трубы.E is the modulus of elasticity of the pipe material.
При отношении диаметров больше величины 1 + 0,8 σт/Е затруднено ведение процесса раздачи из-за появления задиров на внутренней поверхности трубы. При отношении диаметров меньше величины 1 - 0,8 σт/Е не обеспечивается устойчивое положение оправки и снижается точность внутреннего канала трубы по овальности и мелкопериодной кривизне. Эта зависимость показывает, что при определенных условиях внутренний диаметр калиброванной трубы может быть как меньше, так и больше диаметра калибрующего пояска (цилиндрической направляющей). При раздаче на конической оправке труб конструкционного назначения было отмечено, что для выполнения условия (1) степень раздачи должна быть ограничена до ~ 1%.When the ratio of diameters is greater than 1 + 0.8 σ t / E, it is difficult to conduct the distribution process due to the appearance of scoring on the inner surface of the pipe. When the ratio of diameters is less than 1 - 0.8 σ t / E, a stable position of the mandrel is not ensured and the accuracy of the inner channel of the pipe is reduced by ovality and small-period curvature. This dependence shows that under certain conditions the inner diameter of the calibrated pipe can be both smaller and larger than the diameter of the calibrating girdle (cylindrical guide). When distributing pipes for structural purposes on a conical mandrel, it was noted that in order to fulfill condition (1), the degree of distribution should be limited to ~ 1%.
Перечисленным способам присущ один и тот же основной недостаток - малая протяженность контакта рабочей части оправки с внутренней поверхностью трубы и большая протяженность зоны внеочаговой деформации вследствие использования рабочих частей с конической поверхностью.The listed methods have one and the same main drawback - the small extent of contact of the working part of the mandrel with the inner surface of the pipe and the large extent of the zone of extrafocal deformation due to the use of working parts with a conical surface.
Задачей изобретения является повышение точности и качества внутреннего канала труб. Это достигается за счет того, что оправка для калибрования внутреннего диаметра труб, имеющая рабочую часть и расположенную за ней калибрующую часть в виде цилиндрического участка, отличается тем, что рабочая часть оправки выполнена в виде двух последовательно расположенных по оси оправки участков, первый их которых имеет параболическую форму поверхности, а расположенный за ним участок - коническую форму поверхности с полууглом при вершине, равным 1÷3°, а также тем, что оправка имеет входную направляющую втулку из эластичного материала.The objective of the invention is to improve the accuracy and quality of the internal channel of the pipe. This is achieved due to the fact that the mandrel for calibrating the inner diameter of the pipes, having a working part and a calibrating part located behind it in the form of a cylindrical section, is characterized in that the working part of the mandrel is made in the form of two sections successively arranged along the axis of the mandrel, the first of which has the parabolic shape of the surface, and the portion located behind it - the conical shape of the surface with a half-angle at the apex equal to 1 ÷ 3 °, and also the fact that the mandrel has an input guide sleeve of elastic material.
Сущность изобретения поясняется схемой на фиг. 3, на которой изображена схема раздачи трубы оправкой, с предлагаемым профилем рабочей и направляющей части. Оправка 3 имеет входную направляющую втулку из эластичного материала 2, рабочий элемент, состоящий из участка 4 и 5, и калибрующий участок 6. Участок 4 имеет параболическую форму поверхности и предназначен для деформации труб при относительно больших степенях деформации, а участок 5 имеет коническую форму поверхности с полууглом α при вершине, равным 1-3° и предназначен для деформации труб при малых степенях деформации.The invention is illustrated by the diagram in FIG. 3, which shows a diagram of the distribution of the pipe mandrel, with the proposed profile of the working and guide parts. The
После установки трубы 1 в волочильный стан и нанесения смазки на внутреннюю поверхность, в полость трубы вводят оправку 3, соединенную через штангу с тяговым органом. Направляющая втулка из эластичного материала 2 обеспечивает равномерное распределение смазки по внутренней поверхности трубы, а также соосность процесса раздачи. В процессе раздачи труба последовательно деформируется по участкам 4-6, имеющим длину А, В и С. При этом исходная труба 1, имеющая значение внутреннего диаметра до раздачи dвн0, деформируется сначала на участке 4, имеющем параболическую поверхность, затем на коническом участке 5 и после этого на калибрующем пояске 6 с диаметром наружной поверхности dопр и на выходе из очага деформации, после упругой разгрузки калиброванная труба 7 имеет значение внутреннего диаметра dвн1. Минимальное значение разброса значений внутреннего диаметра труб, и, следовательно, технический результат достигаются за счет осуществления деформации трубы сначала на параболическом участке 4, затем на коническом участке 5 и после этого на калибрующем пояске 6, что обеспечивает минимальную степень внеочаговой деформации.After installing the
Геометрические параметры параболической поверхности участка 4 подбираются в зависимости от диапазона значений внутренних диаметров исходных труб так, чтобы обеспечить максимальную длину контакта внутренней поверхности трубы с оправкой. Полуугол при вершине конического участка 5, равный 1-3°, обусловлен тем, что при меньшем значении полуугла возможны случаи отсутствия контакта внутренней поверхности трубы с коническим участком 5, а при большем не обеспечивается контакт внутренней поверхности трубы с калибрующим пояском 6.The geometric parameters of the parabolic surface of
Конкретный пример использования способа раздачи труб при калибровании трубы из углеродистой стали (ГОСТ Р 52203 - 2004) 73×5,5 на внутренний диаметр 62,5. У калиброванных труб фиксировались значения внутренних диаметров в двух взаимоперпендикулярных направлениях, а также значения микрошероховатости. Результаты контроля геометрических размеров и значений микрошероховатости приведены в таблице. В качестве критерия точности был принят коэффициент вариации внутреннего диаметра , где - среднее значение внутреннего диаметра, S - среднеквадратическое отклонение dвн, которое рассчитывается по формуле . Этот показатель учитывает статистическое распределение размеров, поэтому является наиболее объективной формой оценки точности труб. Из рассчитанных показателей точности следует, что при калибровании труб по прототипу повышение точности достигается в 6,54 раза, а по предлагаемому способу - в 18,9 раза.A specific example of using the method of distributing pipes when calibrating carbon steel pipes (GOST R 52203-2004) is 73 × 5.5 for an inner diameter of 62.5. The calibrated pipes recorded the values of internal diameters in two mutually perpendicular directions, as well as the values of micro roughness. The results of the control of the geometric dimensions and values of micro roughness are given in the table. The coefficient of variation of the inner diameter was adopted as a criterion of accuracy. where is the average value of the inner diameter, S is the standard deviation of d ext , which is calculated by the formula . This indicator takes into account the statistical size distribution; therefore, it is the most objective form of pipe accuracy assessment. From the calculated accuracy indicators it follows that when calibrating the pipes according to the prototype, an increase in accuracy is achieved by 6.54 times, and by the proposed method - by 18.9 times.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130739/02A RU2580262C2 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Mandrel for calibrating the internal channel pipes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130739/02A RU2580262C2 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Mandrel for calibrating the internal channel pipes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014130739A RU2014130739A (en) | 2016-02-10 |
RU2580262C2 true RU2580262C2 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55313242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014130739/02A RU2580262C2 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Mandrel for calibrating the internal channel pipes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2580262C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1574326A1 (en) * | 1988-01-08 | 1990-06-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности | Method of expanding tubes |
EP1457273A2 (en) * | 2003-03-14 | 2004-09-15 | SMS Meer GmbH | Method and device for producing a tube with an inner profile |
RU2378063C1 (en) * | 2009-03-24 | 2010-01-10 | Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") | Mandrel of rotary piercer |
-
2014
- 2014-07-24 RU RU2014130739/02A patent/RU2580262C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1574326A1 (en) * | 1988-01-08 | 1990-06-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности | Method of expanding tubes |
EP1457273A2 (en) * | 2003-03-14 | 2004-09-15 | SMS Meer GmbH | Method and device for producing a tube with an inner profile |
RU2378063C1 (en) * | 2009-03-24 | 2010-01-10 | Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") | Mandrel of rotary piercer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014130739A (en) | 2016-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5012304B2 (en) | Cold drawn plug and metal tube manufacturing method | |
RU2323058C1 (en) | Outer thread forming method on end portion of tube blank | |
JP7092200B2 (en) | Manufacturing method of steel pipe | |
RU2474485C2 (en) | Method of combined pipe end upsetting | |
RU2580262C2 (en) | Mandrel for calibrating the internal channel pipes | |
US10702902B2 (en) | Method of manufacturing flaring-processed metal pipe | |
US20120131981A1 (en) | Cold Forged Stub End | |
RU2414983C2 (en) | Method of oilwell tubing pipe-end upsetting | |
JP6665643B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for expanded pipe parts | |
Xu et al. | A newly developed plug in the drawing process for achieving the high accuracy of aluminum rectangular tube | |
WO2011016434A1 (en) | Plug for expanding end of metal pipe, method for expanding pipe using plug, and method for manufacturing metal pipe | |
RU2559623C1 (en) | Forming of thin-wall tee-bands | |
WO2011093055A1 (en) | Manufacturing method for small diameter thin-walled pipe | |
RU2461436C1 (en) | Method of producing variable cross-section thin-wall shells | |
WO2009078405A1 (en) | High-pressure fuel injection pipe having connection head, and its manufacturing method | |
RU2690766C1 (en) | Method of forming pipes with conical ends | |
RU2645839C2 (en) | Punch for dispensing end of pipe of oil sortament | |
RU2545980C1 (en) | Method to make steeply curved setsquare | |
RU2323059C1 (en) | Inner thread forming method on end portion of tube blank | |
US7861571B1 (en) | Trapped ball draw process for reducing the diameter of tubing | |
RU2528928C1 (en) | Method of making flexible return bends | |
KR101680805B1 (en) | Drawing method for seamless tube | |
RU2599467C2 (en) | Method of combined pipe end upsetting | |
RU2622552C1 (en) | Method of manufacturing tube metalware by plastic deformation | |
RU2332273C1 (en) | Drawing instrument |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160725 |