Технологический инструмент прошивного косовалкового стана

Технологический инструмент прошивного косовалкового стана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

<н749469 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07 ° 06 ° 78 (21) 2625959/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230780 Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 250780 51)м ) „Э

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

В 21 В 27/02 (5З) УД) 621. 771. . 07 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И. Н. Потапов, П. И. Полухин, Е. A. Харитонов, В. Я. Зимин и А. К. Гаврилов

Московский ордена Трудового Красного Знаме44 институт стали и сплавов (71) Заявитель

- 1;. ЬД (54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ ПРОШИВНОГО

КОСОВАЛКОВОГО СТАНА

Изобретение относится к обработке металлов давлением, касается технологического инструмента трубопрокатных трехвалковых станов винтовой прокатки.

Известен технологический инструмент прошивного стана винтовой прокатки, включающий рабочие валки, составленные из участка прошивки в виде участков разной по величине, но одинаково 1О направленной конусности, цилиндрического пережима и конического участка раскатки и оправку, выдвинутую носиком за пережимом валков. При этом угол наклона образующих участка прошивки составляет 2-6О (11 .

Процесс прошивки таким технологическим инструментом осуществляется при малых единичных и общем обжатиях 2О на участке прошивки до сечения носка оправки..Как известно, при прошивке в трехвалковом стане основная деформация локализуется в узкой периферийной области и не проникает в 25 центральные слои заготовки. Это затрудняет проработку структуры осевой зоны металла перед носком оправки, ухудшает условия центрирования оправки в очаге деформации, а также небла-ЗО гоприятно сказывается на стабильности окончания процесса.

Наиболее близким к изобретению является технологический инструмент косовалкового прошивного стана, включающий установленные на угол подачи и угол раскатки рабочие валки, бочка каждого из которых составлена из прошивного конуса, имеющего гребни с углом наклона образующей 10-15 пережима и раскатного конуса и оправку, носиком установленную до пережима и после последнего гребня (2) .

Использование такого технологического инструмента позволяет сократить дробность деформации и увеличить обжатие перед носиком оправки до 1015%, что благоприятно сказывается на качестве гильз, получаемых на двухвалковых станах.

Однако процесс прошивки таким технологическим инструментом в трехвалковом стане обладает существленными недостатками. При прокатке в трехвалковом стане в осевой эоне заготовки преобладают поперечные сжимающие напряжения, растягивающие напряжения, способствующие самоцентрированию оправки, практически отсутствуют.

749469

Цель изобретения — повышение точ= ности гильз, уменьшение раэнозернистости путем увеличения обжатия перед носиком оправки до 80% и улучшение окончания процесса прошивки.

Поставленная цель достигается тем, что в технологическом инструменте, содержащем установленные на углы подачи и раскатки бочкообразные валки, бочка каждого из которых составлена из прошивного конуса,.имеющего гребень пережима и раскатного конуса, и оправку, носиком установленную до пережима и после гребня, гребень прошивного конуса выполнен с углом на55

65

В этом случае самоцентриронание оправки может быть осуществлено за счет воздействия кольцевой периферийной зоны, в которой развитие получают интенсивные сдвиговые деформации, а структура проработана в наибольшей степени. Эта зона препятствует смеще.нию оправки с оси прокатки. Величина этой периферийной эоны зависит в оснонном от,общего обжатия перед носиком оправки и частных обжатий на участке прошивки и при прокатке на рассматриваемом инструменте составляет

0,1-0,2 радиуса заготовки, что недостаточно для надежного центрирования оправки. Поэтому получаемые гильзы обладают повышенной раэностен- 15 ностью.

Другим недостатком процесса прошивки, осуществляемого технологическим инструментом с малым углом наклона образующей гребней валков при Щ) малых обжатиях перед носком оправки, является повышенная разнозернистость толстостенных гильз, получаемых из слитков или непрерыннолитых заготовок. 25

В результате недостаточного проникновения пластической деформации проработка и уплотнение структуры происходит вблизи деформирующего инструмента: валков, оправки, т.е. литые зерна на периферии и вблизи прошитого отверстия измельчаются в большей степени, чем н промежуточной между ними области. Полученная раэнозернистость не устраняется при последующих переделах и приводит к снижению эксплуатационных свойств готовых труб.

Кроме того, малые частные и общие обжатия перед носком оправки определяют малую величину, ширину контакт- gQ ной понерхности, а, следовательно. недостаточный запас тянущих сил и неблагоприятные условия окончания процесса прошивки, способствующие частым закатам задних концов гильз. В наибольшей степени это проявляется при прошивке титановых сплавон, характеризующихся пониженным коэффициентом трения на контакте металла с валком и склонных к налипанию на оправку.

50 клона образующей 16-50@ и высотой, составляющей 0,4-0,9 от разницы диаметра пережима и меньшего основания прошивного конуса валка, а положение носика оправки от гребня составляет

0,5-3,0 его высоты.

Это позволяет повысить точность труб, прошиваемых на трехвалковом стане.

На чертеже представлен технологический инструмент трехвалкового стана винтовой прокатки.

Инструмент включает рабочие валки, имеющие раскатной конус 1, пережим 2, прошивной конус, составленный из ряда конусов 3, 4 и имеющий гребень 5, оправку 6, выдвинутую за пережим.

Прошивка гильз в трехналконом стане осуществляется следующим образом.

Нагретый до температуры прокатки слиток или заготонка -задается н прошивной конус 3 валков (часть участка прошивки до гребней), где осуществляется предварительная деформация металла и создаются силы, вращающие и перемещающие заготовку в осевом направлении. Последующая деформация осуществляется на гребне 5, который выполнен с углом наклона образующей к оси прокатки 16-50О. Наличие такого гребня позволяет увеличить обжатие перед носиком оправки от 6% до 80% с одновременным увеличением единичных обжатий на гребне до 20-40%. В этом случае в процессе нинтоной прокатки в трехвалковом стане интенсивная пластическая деформация проникает на значительную глубину. Поэтому до встречи с оправкой 6 у заготовки образуешься кольцевая зона, н которой структура металла проработана и уплотнена в наибольшей степени. Эта зона служит продолжением рабочего инструмента и способа стнует передаче через деформируемый металл силового воздействия налков, которое удерживает выдвинутую за пережим 2 оправку на оси прошивки. Кроме того, кольцевая эона с уплотненной структурой оказывает сопротивление смещению оправки к периферии, что способствует центрированию ее íà оси прокатки. Более устойчивое положение оправки на оси прокатки позволяет снизить разностенность гильз и тем самым повысить точность труб.

Увеличение частных и общего обжатий перед носиком оправки позволяет резко увеличить ширину контактной поверхности и ональность заготовки, что повышает запас тянущих сил как в зоне носика оправки, так и на участке за гребнями у валков до их пережима 2. В связи с этим существенно улучшаются условия окончания процесса прошивки и практически исключаются закаты задних концов гильз на оправке.

Положение зоны интенсивной пластической деформации зависит от режимов деформации и в том числе от величины и характера распределения частного обжатия из общего обжатия перед носком оправки. В свою очередь эти параметры определяются в основном величиной угла наклона образующей гребня к оси прокатки и его высоты. 5

Экспериментальные и теоретические исследования показывают, что для увеличения обжатия перед носком оправки угол наклона образующих гребней следует выбирать в пределах 16-50

<> при этом высота гребня должна составлять 0,4-0,9 от разницы диаметра пережима и меньшего основания прошивного конуса. При малых углах наклона образующих (ниже 16 ) и высоте гребней (ниже 0,4) снижаются частные обжатия и общее обжатие перед носиком оправки.

За счет повышения сопро — èâëåíèÿ со стороны гребня осевому перемещению металла при угле наклона образующей гребня более 50 ухудшаются условия вторичного захвата и стабильного протекания процесса прошивки.

Конкретная величина указанных параметров зависит от качества структуры и физико-механических свойств деформируемого металла, а также от сортамента получаемых гильз. Так при прошивке слитков и непрерывнолитых заготовок, характеризующихся пониженным качеством структуры осевой зоны 30 и при получении толстостенных гильз, необходимо применять гребни с повышенным углом наклона образующих к оси прокатки (30-50< ) и основную часть деформации на участке прошив- 35 ки осуществлять на гребне, т.е. выбирать его высоту, равной 0,7-0,9 разницы диаметра пережима и меньшего основания прошивного конуса валка.

При получении тонкостенных гильз иэ заготовок с предварительно проработанной структурой целесообразно углы наклона образуюших гребней к о оси прокатки выбирать равным 16-30, 45 а отношение высоты гребня — 0,4-0,7.

При винтовой прошивке в трехвалковом стане сплавов, склонных к налипанию на инструмент и с пониженным коэффициентом трения, например титановых следует обеспечить макси-! мальный запас тянущих сил в зоне носика оправки, что достигается при уг.о ле наклона образующих гребней 20-За и отношении 0,5-0,7. В этом случае носик оправки целесообразно устанавливать по ходу прокатки за гребнем на расстоянии 0,5-3,0 его высоты.

При уменьшении этого соотношения. затрудняются условия вторичного захвата, при увеличении снижается ширина

60 контактной поверхности и уменьшается запас тянущих сил в зоне носка оправки.

Пример 1. При п.->ошивке в трехвалковом стане винтовой прокат- 65 ки непрерывнолитой мерной заготовки диаметром 245 мм в гильзу наружным диаметром 110 мм и толщиной стенки

20 мм используется следующий технологический инструмент. Рабочие валки имеют входнои участок прошивного конуса с углом наклона образующей к оси прокатки 6 If высотой 10 мм, гребень высотой 55 мм и с углом наклона 32 а и конический участок до пережима высотой 7 мм и с углом наклона 3 ; Высота гребня составляет 0,80 от разницы диаметра пережима и меньшего основания прошивного конуса валка. За цилиндрическим пережимом расположен раскатной конус с углом = 2 30 . Оправка диаметром 70 мм выдвинута за пережим на 60 ш1.

Процесс прошивки осуществляют с обжатием перед носиком оправки 55% и частных обжатиях до 253, что приводит к образованию перед носиком оправки кольцевой зоны, в которой структура проработана в наибольшей степени. Глубина этой зоны достигает

0,5-0,6 радиуса заготовки, что обеспечивает устоичивое положение оправки на оси прошивки. Разностенность полученных гильз снижается в 1,3-1,8 раза. При этом по всему поперечному сечению гильз наблюдается мелкозернистая макро- и микроструктура.

Пример 2. При прошивке B трехвалковом стане заготовок из титановых сплавов, физико-механические свойства которых (склонность к налипанию на оправку, пониженный коэффициент трения на контакте с валками) способствуют частым закатам задних концов гильз, используется технологический инструмент, обеспечивающий максимальный запас тянущих снл. В этом инструменте рабочие валки имеют за>:затную часть прошивного конуса с углом наклона 5, гребень с углом наклона 25, конус до пережима с наклоном 2 30, цилиндрический пережим и участок раскатки с наклоном 2 30 . Высота гребня составляет 10 мм, а общая высота участка прошивки 20,5 мм. При этом оправка диаметром 55 мм выдвинута носиком за пере><им на 80 мм и отстоит от вершины гребня на расстоянии 15 мм, т.е. на 1,5 его высоты. Процесс прошивки заготовок диаметром 128-132 мм осуще твляется с обжатием перед носиком оправки ЗОВ в гильзу наружным диаметром 94-96 мм и толщиной стенки 15-1 7 мм.

Использование технологического инструмента за счет увеличения ширины контактной поверхности и запаса тянущих сил позволяет практически полностью исключить закаты задних концов гильз.

749469

Формула изобретения

Составитель Л. Матурина

Редактор A. Мотыль Техред Ж. Кастелевич

Корректор Г. Назарова

Подписное

Заказ 4397/2 Тираж 986

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4 5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, применение предлагаеМого технологического инструмента позволяет за счет увеличения обжатия перед носиком оправки повысить точность гильз, получать гильзы с мелкозернистой и однородной структурой и улучшить условия окончания процесса прошивки.

Технологический инструмент прошивного косовалкового стана, содержащий установленные на углы подачи и раскатки бочкообразные валки, бочка каж- дого из которых составлена из прошивного конуса, имеющего гребень пережима,и раскатного конуса, и оправку, носиком установленную до пережима и после гребня, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности гильз путем увеличения обжатия заготовки перед носком оправки, гребень прошивного конуса выполнен с углом наклона образующей 16-50 и высотой, составляющей 0,4-0,9 от разницы диаметра пережима и меньшего основания прошивного конуса валка, а положение носика оправки от гребня составляет 0,5-3,0 его высоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Данилов Ф. A. и др. Горячая прокатка и прессование труб. М., "Металлургия", 1972, с. 235, 2. Авторское свидетельство СССР

9 369946, кл. В 21 В 19/04, 1971.