7. Волочение труб

Завершающая операция при производстве холоднодеформированных (тянутых) труб из сталей, цветных металлов и сплавов отличается большим разнообразием технологических схем волочения: безоправочное (осадка); на короткой закреплённой оправке; на самоустанавливающейся (плавающей) оправке; на длинной подвижной оправке; на деформирующемся сердечнике; профилировочное; с раздачей трубной заготовки; в режиме гидродинамического трения.

Основным процессом производства высокоточных труб является волочение на подвижных, неподвижных и плавающих оправках, технологическая схема которого представлена на рис. 26.

Рис. 26. Схема технологии холодного волочения труб

В качестве заготовок применяют бесшовные и сварные трубы. Перед волочением конец трубы длиной 100 - 200 мм обжимается с тем, чтобы его можно было ввести в волоку.

Для производства прецезионных труб больших размеров применяют заготовки, полученные посредством горячей прокатки, прессования или на трубосварочных агрегатах, а для производства труб меньших размеров – после обработки на редукционных станах. Заготовки имеют преимущественно размеры 32 х (3 – 6) мм до 130 х (4,5 – 18) мм, а после обработки на редукционных станах толщина не превышает 2 мм, наружный диаметр - 20 мм. Заготовки труб малых размеров, как правило, получают холодной прокаткой.

При производстве труб из некоторых качественных сталей, а также из цветных металлов, могут быть включены дополнительные операции термической обработки.

Особые технологические процессы разработаны также для производства труб специального назначения.

Безоправочное волочение (осаживание), рис. 27, труб из сталей, цветных металлов и сплавов, заключается в том, что внутренняя поверхность заготовки при протягивании не контактирует с технологическим инструментом. Такое волочение обычно осуществляют в две волоки, первая из которых служит для центровки трубы, а во второй осуществляется основное обжатие трубы по диаметру. Чаще всего его проводят для промежуточных проходов с целью уменьшения диаметра протягиваемых труб. В ряде случаев (трубки малого диаметра) его используют и как отделочную операцию.

(Убрать из рисунка текст)

Рис. 27. Безоправочное волочение

Преимущество:1)организация технологического процесса в комбинации с процессами интенсивного утонения стенки (прокатки, оправочное волочение, прессованные), обеспечивающего получение труб с достаточно точным наружным диаметром и уменьшенной разностенностью; 2)волочение труб малого диаметра, где применение оправочного волочения затруднено из – за малого диаметра внутреннего канала ( например, капиллярные трубы), а также волочение труб большой длины в бухтах.

Недостатки: 1) низкое качество внутренней поверхности труб; 2) большие различия в толщине стенки трубы после волочения; 3) возможность образования продольных складок (смятия) трубы, а при волочении в бухтах - овализация трубы при наматывании ее на приемный барабан.

Волочение на закреплённой оправке, рис. 2,г. Применяется для получения труб со строго лимитированными значениями диаметра и стенки. Закреплённая (короткая) оправка чаще всего цилиндрическая, иногда ей придают цилиндро - коническую форму, что улучшает её центровку. Закреплённые оправки выполняются полыми для труб большого диаметра и сплошными для тонкостенных труб меньшего диаметра.

Преимущества:1)получаются трубы достаточно точных размеров;2)простота их изготовления и относительная несложность настройки процесса волочения.

Недостатки:1)цилиндрическая оправка лимитирует величину внутреннего диаметра;2)приходится применять меньшие обжатия за проход, что снижает производительность;3)Нельзя протягивать свернутую в моток трубную заготовку;4)Для получения труб большой длины приходится использовать волочильные станы с такой же рабочей длиной, что создает определенные неудобства при эксплуатации станов, а также при обработке и транспортировке длинномерных труб

Волочение на самоустанавливающейся оправке, рис. 2, д. В трубную заготовку вместо обычной оправки, прикрепленной к стержню, вводят свободную оправку специальной формы, включающей два цилиндрических участка и расположенный между ними конический участок. Благодаря своей форме оправка под действием сил, возникающих между ней и трубой, автоматически устанавливается так, что между оправкой и волокой образуется кольцевая щель, через которую протягивается труба.

Этот процесс, в связи с его высокой эффективностью, получил большое распространение для волочения труб небольших диаметров, которые можно сравнительно легко принимать на барабаны или катушки. Возможность применения их при волочении труб на «линейных» станах взамен цилиндрических закрепленных оправках. Это позволяет улучшить качество внутренней поверхности трубы в результате уменьшения сил трения, а также разгрузить механизм крепления оправки.

Волочение круглых труб на подвижной оправке, рис. 2, е. Подвижная оправка представляет собой цилиндрический стержень. В трубу вводят круглый стержень из твердой стали с высоким пределом прочности. Длина стержня несколько больше длины протянутой трубы, а диаметр равен заданному внутреннему диаметру этой трубы. Трубу вместе с введенным в нее стержнем протягивают через волоку, после чего стержень извлекают из трубы. Сила волочения обычно прилагается одновременно к трубе и к стержню. Оправка – стержень в этом процессе не деформируется и движется со скоростью, равной выходной скорости движения трубы.

Преимущества:1) уменьшается продольное растягивающие напряжения в деформируемом металле, в результате чего можно осуществить более высокие деформации за переход, чем при волочении на закрепленной оправке.

Недостатки:1)наблюдается некоторая неравномерность деформации, в результате которой скорости выхода трубы на отдельных участках ее поперечного сечения становится разной. Это приводит к вспучиванию металла и появляются на трубе надиры; 2) оправка плотно обхватывает трубу, что требует специальных приемов ее отделения.