Вытяжная трубка с различной толщиной стенок

Хотя волочение трубы с целью изменения ее размеров не является чем-то новым, волочение с помощью жестко контролируемой динамической оправки представляет собой уникальную технологию, которая позволяет придавать различную толщину стенок.

Примечание редактора: в этой статье рассматривается конкретный процесс рисования труб. Обзор чертежей см. в разделе «Принципы рисования труб».

Рисование трубки на волочильном станке не является чем-то новым. Независимо от того, использует ли стенд каретку, тянутую цепью, или использует гидравлическую систему для управления вытяжной кареткой, этот процесс может изменить внешний и внутренний диаметр трубы, а также толщину стенки. Рисование также может улучшить качество поверхности и даже улучшить зернистую структуру.

Самый простой процесс волочения, продавливание, уменьшает наружный и внутренний диаметр и может изменить толщину стенки в зависимости от конструкции матрицы и отношения D/t трубы. Оператор оборудования использует процесс заострения, чтобы уменьшить внешний диаметр трубки на одном конце, а затем пропускает заостренный конец через матрицу. Остальное делает волочильный стол, протягивая трубу по всей длине через матрицу.

«Вытяжные трубы существуют уже сто лет», - сказал Пол Руссо, президент и совладелец компании George A. Mitchell Co. «Вытягивание с помощью плавающей оправки, полуплавающей или полностью плавающей, также существует уже много лет». В других распространенных процессах волочения используются фиксированные оправки. Оправка, иногда называемая заглушкой оправки, вставляется внутрь заостренной трубки, продвигается вперед до тех пор, пока не приблизится к подшипнику матрицы, и занимает неподвижное положение в начале вытяжки.

Хотя этих процессов более чем достаточно для многих приложений рисования, инженеры компании George A. Mitchell Co. нашли способ разработать вариацию традиционного процесса рисования. Этот инновационный процесс включает в себя перемещение оправки для изменения внутреннего диаметра по мере вытягивания трубы.

Хотя многие продукты изготавливаются из материала с постоянной толщиной стенок, будь то плита, лист, труба, труба или профиль, многие продукты также выигрывают от наличия разной толщины стенок. Использование самого легкого материала для большей части изделия и более тяжелого материала только там, где это необходимо — для прочности, для сварки с другой заготовкой, для нарезания резьбы или для каких-либо других конструктивных характеристик — позволит оптимизировать расход материала и вес изделия.

Чтобы изменить внутренний диаметр трубы, инженеры Mitchell придумали оправку на стержне оправки, запрограммированную на динамическое движение. Матрица имеет встроенный угол и прямой подшипник, а оправка имеет строго спроектированную конусность. Движение оправки точно контролируется в процессе вытяжки, в результате чего получается труба, специально предназначенная для ее применения — трубка с различной толщиной стенок.

«В перемещении оправки нет ничего нового», — сказал Руссо. «Контроль статического положения оправки — например, для компенсации износа — уже давно осуществляется с помощью устройств регулировки винта оправки».

Хотя эта технология имеет потенциал для бесчисленных применений, сотрудники Mitchell нашли наибольшее применение в автомобильной промышленности.

Хотя волочение трубы с целью изменения ее размеров не является чем-то новым, волочение с помощью жестко контролируемой динамической оправки представляет собой уникальную технологию, которая позволяет придавать различную толщину стенок.

«Многие спортивные автомобили имеют алюминиевые трубчатые приводные валы», — сказал Руссо. «Уменьшение веса по длине трубы помогает снизить вес автомобиля, и эта технология может утолщать ее на концах, где требуется прочность для крепления к трансмиссии и дифференциалу», — сказал он.

Использование тонкостенной алюминиевой трубки для приводного вала может показаться верным рецептом катастрофы, особенно с учетом крутящего момента, обычно развиваемого высокопроизводительным автомобилем, но это не так.

«Жесткость зависит от диаметра, который гораздо больше, чем от толщины стенки», — сказал Руссо. «При расчете жесткости диаметр возводится в четвертую степень».

По крайней мере, в одной конструкции автомобильного наконечника для раздавливания используется тянутая трубка со стенками различной толщины. Наконечник, также известный как краш-бокс, расположен между бампером и шасси и поглощает часть энергии удара, чтобы меньшая часть этой энергии передавалась в пассажирский салон. Это как амортизатор, который срабатывает только один раз.