Способ прессвалковой прошивки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦ)4 АЛИСТИЧЕСИИХРЕСПУБЛИН щ В 21 В 17 02В 21 ДПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) СПОСОБ ПРЕСС-ВАЛКОВОЙ ПРОШИВКИ, включающий принудительную задачу многогранной заготовки в валки и ее продольную прокатку в валковом калибре на оправке с подпороми отношением осевой скорости гиль"зы к окружной скорости валков повершине калибра,равнык 0,8-0,9 с мо-.мента внедрения оправки в заготовку,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повыаения выхода, годногопутем предотвращения образованияна гильзах торцовых выступов, осуществляют прокатку от момента контакта заготовки с валками до встре.чи с оправкой при отношении скоростей заготовки и валков 1,08-1,3.10 15 25 20 40 45 50 55 60 65 Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к трубному производству, и может быть использовано при изготовлении бесшовных труб иэ заготовок многогран. - ного сечения, например квадратного или прямоугольного. Известен способ производства круг лых тел, включающий заталкиваниезаготовки многоугольного сечения,преимущественно квадратного с вогнутыми гранями, под действием приложенного к ее заднему торцу давленияв приводные валки, образующие круглый калибр, и ее преобразование вгильзу круглого сечения в калибрена оправке, носок которой выдвинутнавстречу заготовке до сечения, вкотором ребра заготовки вступают вконтакт с поверхностью калибра. Осьоправки совмещена с осью калибра,что обеспечивает получение концентричного отверстия. По мере продвижения переднего торца заготовки от сечения захвата на оправку в заготовке образуется отверстие,а снаружи она обжимается валками 1 Ц Вследствие того, что ребра заготовки на переднем ее торце вступают в контакт с поверхностью калибрапервыми, а осевая зона заготовки отстает иэ-эа сопротивления оправки,на переднем торце полученной круглой гильзы образуются клинообразныевыступы по числу ребер, длиной 5080 мм, что ухудшает условия захватагильзы при последующей раскатке и увеличивает расход металла на концевую обреэь.Известен способ пресс-валковой прошивки многогранной заготовки путем обжатия на оправке приводными валками, образующими круглый калибр,с принудительным эаталкиванием ее,когда носок оправки смещен от сечения первичного захвата в направлении линии центров валков. Первичный захват заготовки по ее ребрам происходит при отсутствии сопротивления оправки. Вследствие этого образование клинообразных выступов начинается не сразу, а только после встречи торца заготовки с носком оправки, и длина выступов при этом уменьшается до 20-50 мм 12).Недостатком указанного способа , является снижение выхода годного вследствие того, что выступы на последующих станах трубопрокатной ус-. тановки раскатываются до 300-400 мм, иэ"эа чего увеличиваются отходы металла при обрезке концов труб. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ пресс-валковой прошивки, содержащий принудительную задачу многогранной заготовки в валки и ее продольную прокатку в валковом калибре на оправке с подпором и отношением осевой скорости гильзы к окружной скорости валков по вершине калибра, равным 0,77-1,05 с моментавнедрения оправки в заготовку.Известный способ обеспечиваетнормальное заполнение очага деформации, без пробуксовки, и на снижение давления и крутящего момента навалках в момент заполнения очагадеформации и при установившемся периоде прокатки 1 3 ).. Однако способ не решает проблемуповышения выхода годного.Целью изобретения является повышение выхода годного путем предотвращения образования на гильзах торцовыхвыступов.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу пресс-валковойпрошивки, включающему принудительную задачу многогранной заготовки ввалки и ее продольную прокатку в валковом калибре на оправке с подпороми отношением осевой скорости гильзык окружной скорости валков по вершине калибра, равным 0,8-0,9 с моментавнедрения оправки в заготовку, осуществляют прокатку от момента контакта заготовки с валками до встречис оправкой при отношении скоростейзаготовки и валков 1,08-1,3.Такой режим изменения скоростиперемещения заготовки позволяет избежать образования на торце гильзвыступов и тем самым повысить выходгодного,На фиг,1 приведена схема прессвалковой прошивки (сечение очага деформации вертикальной плоскостью пооси прошивки и направление векторовскорости); на фиг,2 - характер деформации ребер заготовки в момент захвата по известному способу; нафиг.3 - то же, по предлагаемому способу.Предложенный способ состоит в том,что многогранную заготовку 1 задаютпринудительно в валки 2 с круглымкалибром. При встрече заготовки сноверхностью круглого калибра первыми с ним контактируют точки А,В,С,0, соответствующие вершинам углов. заготовки, К ним от поверхности калибра.прикладывается окружная скорость, определяемая вектором Чр,проекция которого на ось прошивки обеспечена вектором Ч . Минимальная ок"ружная скорость Ч имеет место ввершине калибра. В известном способе применяетсяскоростной режим, по которомуЧ 7 Ча поскольку Ч ( Чр, то Чр) Ч,т.е. проекция окружной скорости наось прошивки значительно превышаетскорость Ч подачи заготовки отпресса. Вследствие этого со стороны валка .к точкам.А и С (фиг.2)переднего торца заготовки прикладывается относительная скорость %Ч,вызывающая перемещение точки А и Св положение Аи С за счет смещенияметалла нэ заштрихованных эон вперед, в направлении вектора скорости.Таким образом на переднем торце наместе ребер образуются выступы. Длина выступов после пресс-валковогостана составляет 20-50 мм, а послераскатки на последующих станах300-400 мм.В предложенном способе в моментзахвата устанавливают такое соотношение скоростей, что ЧэтЧ. При этомвектор скорости .ЕЧ перемещения точек А и С заготовки относительноповерхности калибра направлен против хода перемещения заготовки(фиг.3). Вследствие этого. точки А иС после обжатия заштрихованногоучастка металла смещаются противхода прокатки в положение А и С ивыступы на переднем торце не обра.зуются. На практике проще согласовать Чу с Чью, так как при известных размерах валка и скорости еговращения Чвк просто определяются,Условие Чь Чр выпблняется всегда,когда Ч 3 т 1,07 Чэ. Исходя иэ этого,в момент захвата необходимо устанавливатьсоотношение скоростей заготовки и валка в пределах Чэ =(1,08-1,3)Чв. При таком соотно"шенин скоростей по всей контактнойплощадке металл опережает поверхность валка.После того, как передний торецзаготовки доходит до носка оправки,для внедрения оправки в заготовкутребуется увеличение сил, действую"щих в направлении оси прошивки.Дляэтого соотношение скоростей изменяют таким образом, чтобы по всейконтактной поверхности металл заготовки - гильзы отставал от валков, что может быть достигнуто приЧэ (08 Оф 9) ЧвУказанные соотношения скоростейдостигаются двумя способами: а) изменением скорости вращения валковпри постоянной скорости Чз механизма подпора; б) изменением скоростимеханизма подпора при постояннойскорости вращения валков,В технологическом отношении этиспособы равноценны, предпочтениеодному из них может быть сделанотолько исходя из конструктивноговоплощения,После повышения скорости вращения валка скорость 7.Ч перемещенияповерхности калибра по отношениюк металлу заготовки будет направлена, как показано на- фиг.2. Вследствне этого, а также вследствие сопрб"тивления оправки частицы металланаружного контура прошиваемой заготовки смещаются по отношению квнутренним в направлении прошивки.Однако к этому времени передний торец уже в значительной степени обжатвалками и по форме близок к кругу.ВЕличина выступов составляет всего10-15 мм, а после раскатки не пре вышает 100 мм. Таким образом, величина выступов на готовой трубе сокращается на 200-300 мм, вследствиечего уменьшаются отходы металла вобрезь и повышается выход годного.15 П р и м е р 1. (по известной тех"нологии). На действующих станахпресс-валковой прошивки оптимальнаяскорость прошивки (скорость выходагильзы) 300 мм/с. При диаметре вал ков 1280 мм, диаметре калибра 388 мми стороне квадрата заготовки 320 ммкоэффициент вытяжки составляет1,155, число оборотов валков6,6 об,/мин, скорость по вершине ка" 25 либра чв = 308 мм/с, в точке встречи ребер с поверхностью калибраЧ = 555 мм/с, Чр = 332 мм/с, аскорость подачи заготовки Ч= 260 мм/с. Таким образом в моментзахвата 2 Ч = 72 мм/с в направлениипрошивки и способствует образованию острых клиновидных выступов наторцеПример 2 (по предложенному спосо"бу). Способ осуществим в двух вариантах. По первому - при указанныхвыше скоростных параметрах по валку в момент захвата скорость подпора заготовки Ч повышают доЧ 1 = (1,08-1,3)ЧЭк . Примем Ч 3= 1,2Чбк = 370 мм/с. СледовательноТ.Ч = 370-332 = 38 мм/с и направлена против хода прокатки (Фиг.3),поэтоМУ торцы ребер заготовки сме"щаются назад и клиновидные выступы 45 не образуются. После встречи торцазаготовки с носком оправки скоростьЧ 5 снижают до ЧЗ = (0,8-0,9) ЧВПримем значение Ч. 0,87; ЧЭ,= 267 мм/с. При этом с учетом коэф Фициента вытяжки скорость Ч, выходагильзы составит Ч = Ч 5 М2671,155.-308 мм/с, т.е. равна окружной скорости по вершине калибра. Таким об-,разом обеспечивается приложение к 55 заготовке - гильзе максимальныхосевых усилий в течение всего процесса прошивки.По второму варианту скорость.подачи заготовки остается постояв ной, равной, например, 260 мм/с.Перед задачей заготовки в валкискорость их вращения снижают до такойстепени, чтобы обеспечивалось соотношение Ч = (1,08-1,3) ЧК . В дан".65 ном слУчае пРи соблюдении Чэ 1,Уа 2 Ч. Юишк и най исное Покомитета СССи открытийушская наб.,лиал ППП Патент, г. Ужгор Проектная, 4 необходимо, чтобы Ч щ 217 мм/с и и й 4,74 об/мин. После встречи тор-. ца заготовки с носком оправки число оборотов валков повышают до б,б бб/мин.По своим технологическим последствиям оба варианта равноценны.Использование предложенного спосо. ба по сравнению с известньм позволяет предотвратить образование на гильзе торцовых выступов путем регу лирования скоростей обжатияи прошивки заготовки, а следбвательно, повысить выход годного эа счет уменьшения обрезн, что особенно важно при изготовлении труб для 15 нефтегазодобывающей,промышленности, котельных и других.Трубопрокатная установка со станом пресс-валковой прошивки производит в год 500 тыс.т бесшовных 2 О труб диаметроя 152-406 мм с толщиаз 1990/15 Тираж 814 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва Ж, Рной стейки бмм, длиной 12-16 м. Для расчета примем трубу средних размеров 9 2731013000 мм, массой С.Масса .С дополнительной обре" зи, выэванйой образованием клино" образных вЫступов при пресс-валковой прошивке по известному способу определяется как половина массы.куска трубы длиной, равной длине клинообразных выступов, т.е. 350 мм. При пресс-валковой прошивке по предложенному способу длина выступов уменьшается до 100 ю. Следовательно масса,О обреэаемых выступов по предложенному способу в 3,5 раза меньше. Годовой экономический эффектот применения изобретения на однойтрубопрокатной установке составит518,4 тыс.руб.