Способ поперечно-винтовой прокатки труб или периодических профилей

Способ поперечно-винтовой прокатки труб или периодических профилей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

369967

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Счюз Соеетскит

Сациалиатичеаиив

Реолтблин к АВтОРскОму сви@етельству

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

М, Кл. В 21h 8/00

В 21Ь 19/00

Заявлено 09.111.1971 (№ 1625165. 25-27) с присоединением заявки №вЂ”

П р порт!тет—

Опубликовано 15.ll.19т3. Бюллетсиb № 11

Дата опубликования описания 21.1т .1973

Номитет ло делам изобретеиий и отирытий лри Совете Миииотров

СССР

УДК, 621,771.013(088.8) Авторы изобретения

П. И. Полухин, Кт Ф. Миленный, Р. М. Го. убчик,в ... 1

Московский институт стали и сттлавов библиотека fABA э. ъ чцРК

Заявйтель

СПОСОБ ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОИ ПРОКАТКИ ТРУБ

ИЛИ ПЕРИОДИЧЕСКЙХ ПРОФИЛЕЙ

Изобретение относится к обработке метал""îâ давлением, в частности к производству периодических профилей и труб на станах поперечно-винтовой прокатки.

Известны два основных способа ведения указанных процессов: в двухвалковом стане с двумя (одним) направляющими линейками (роликами) и в TpexBaëêoâîì стане.

При прокатке в двухвалковом стане в осевой зоне заготовки реализуется разноименная схема напряженного состояния: вдоль линии действия рабочих валков возникают сжимающие напряжения „, а в перпендикулярном направлении (линия действия направляющего инструмента) — растягпвающие, При вращении заготовки частицы металла в осевой зоне испытывают знакопеременные нагрузки, что во многом способствует разрыхлению центральной части заготовки и нарушению ее сплошности. Такое самопроизвольное вскрытие полости в практике производства труб приводит к наиболее распространенному виду брака — образованию плен на внутренней поверхности гильз. При производстве периодических профилей это явление приводит к резкому ухудшению механических свойств получаемых изделий. Вероятность разрушения во многом зависит от размаха напряжений в осевой зоне, равного сумме модулей напряжения /а, /+/ а ./.

При прокатке в трехвалковом стане (валки расположе ы иод 120 ) в осевой зоне заготовки реализуется схема двухосного сжатия.

Прп этом пластическое течение металла в

5 центральной части затруднено, а деформация восевой з,опе I ронсхсдит за счет течения периферийных слоев металла в осевом направлении. Все это создает дополнительные напряжения растяжеш;я в осевом направлении, а !

О также требует дополнительных энергозатрат для ведения процесса.

Цель изобретения состоит в разработке такого способа прокатки, который позволяет управлять схемой напряженного состояния цент-!

5 ральной части заготовки, особенно при работе с труднодеформируемыми сталями и сплавами, и обеспечивает повышение качества получаемых изделий и гильз и экономичное ведение процесса.

Это достигается тем, что угол между валками изменяют в зависимости от механических свойств прокатываемого материала в пределах от 0 до 30 для трехвалковых станов и от 0 до 45 — для четырехвалковых станов.

На фиг. 1 показана схема прокатки и напряженно деформированного состояния на четырехвалковом стане; на фиг. 2 — схемы прокатки и напряженно деформированного состояния на трехвалковых станах.

369967

Пример 1. Поперечно-винтовая прокатка с регулированием схемы напряженно деформированного состояния заготовки в стане с четырьмя рабочими валками.

На фиг. 1 схематически представлено решение предлагаемого способа путем регулирования угла сближения р приводных валков в четырехвалковом стане поперечно-винтовой прокатки.

Приводные валки попарно связаны, причем угол р между ними является регулируемы..

Чем меньше угол р, тем меньше отношение горизонтального напряжения ак в осевой зоне заготовки к вертикальному а„. При угле p=30" (см. на фиг. 1 график) напряжение а =0.

В этом случае достигается минимальный размах напряжений, что позволяет вести процесс без самопроизвольного вскрытия полости. При прокатке трудподеформируемых сталей и сплавов угол р следует увеличивать. При р)30 в осевой зоне заготовки возникает схема нерав номерного двухосного сжатия, так как горизонтальное напряжение а,. весьма мало по сравнению с вертикальным а,. Ведение процесса по этой схеме также выгодно с точки зрения уменьшения вероятности самопроизвольного вскрытия полости и снижения энергосиловых параметров процесса.

Предельным значением угла р является 45 .

При этом в осевой зоне заготовки действует схема равномерного двухосного сжатия. При

p<30 в центре заготовки действует разноименная схема напряженного состояния. Однако растягивающие напряжения a„настолько малы, что не могут привести к разрушению заготовки. Угол р <30 устанавливают при прокатке пластичных материалов, Таким образом, изменяя угол р, можно изменять схему напряженного состояния осевой зоны заготовки в пределах, представленных на фиг. 1.

Если принять a„=const, то напряжение ак в горизонтальной плоскости изменяется плавно, при этом a,<а <а„. В частном случае а,.=О.

Размеры рабочего инструмента в предлагаемом способе уменьшаются по сравнению с размерами инструмента при прокатке по существующим способам. Если для существуюd щих способов прокатки i= — <1 (где d—

D диаметр заготовки, D — диаметр валка), то по предлагаемому способу диаметр валка

)О

35 меньше или равен диаметру заготовки, т. е.

i) 1.

Пример 2. Поперечно-винтовая прокатка с регулированием схемы напряженно деформированного состояния заготовки в трехвалковом стане. На фиг. 2 схематически представлено решение предлагаемого способа путем регулирования угла между приводными валками 1 в трехвалковом стане поперечновинтовой прокатки.

Пределами регулирования угла являются

Π— 30 . При этом в центральной части заготовки 2 схемы на пряженно деформированного состояния изменяются так же, как и в примере 1 (см. фиг. 2).

Из фиг. 2 (см. график 1) видно, что в этом случае уменьшаются максимальные напряжения а„„, и а„„,, действующие в поперечном сечении заготовки, а также снижаются действующие напряжения а ц, а „„и в осевой зоне заготовки, что уменьшает вероятность вскрытия полости.

Кроме того, уменьшается размах максимальных напряжений, а „ —, а, (и на""макс макс пряжений, действующих в центре заготовки а„+ la „ j, что существенно влияет на качество получаемых заготовок при циклических нагрузках (см. фиг. 2, II). При этом (см. фиг. 2, III) отношение растягивающих напряжений максимальных а /а, в центре

"макс смакс заготовки к сжимающим а „/a,„ïàäàåò, что снижает неравномерность деформации поперечного сечения заготовки.

Предмет изобретения

Способ поперечно-винтовой прокатки труб или периодических профилей на трехвалковых или четырехвалковых станах, включающий прокатку изделия между расположенными под углом друг к другу в поперечной плоскости прокатки приводными валками, отличаюи1ийся тем, что, с целью регулирования схемы напряженно деформированного состояния при прокатке труб и периодических профилей различных марок сталей и сплавов и повышения качества проката, угол между валками изменяют в зависимости от механических свойств прокатываемого материала в пределах от О до 30 для трехвалковых станов и от О до 45 для четырехвалковых станов.

369967 б„=бу б„« у

Фиг.1 п,z

0 10 20 30

Фиг 2

Составитель М. Мигачева

Техред Л. Грачева

Редактор Л. Народная

Корректор О. Тюрина

Заказ 195/678 Изд. № 222 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/Б

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент»

Яъ, z 0

0 10 20 30 45

0 10 20,30