Технологический инструмент для винтовой прошивки

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 1753505(22) Заявлено 14,07,78 (2 ) 2642626/22-02 с присоелинением заявки Рй -В 21 19/04// В 21 В 25/00 Государственный комитет(23) Приоритет Опубликовано 07,08.80. Беллетень .% 29 до делам изобретений и открытий(5 З) УДК 621,774, ,353(088.8) Дата опубликования описания 07.08.80 И. Н. Потапов, Б, А. Рома 1 щев, В, А. Попов, А, В, Гопчарук и В. И, Шаманеев(72.) Авторы изобретения Московский ордена Трудового Красного Знвмени институт стали и сплавов(54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ И НСТРУМЕНТ ДЛЯ ВИ НТОВОЙ ПРОШИ ВКИ Изобретение относится к трубопрокатному производству и касается технологического инструмента прошивного стана винтовой прокатки.Известен технологический инструмент 5 прошивного стана, вк;аочающий бочкообразные валки с пережимом и оправку, имеющую на участке, соответствующем пережиму валков, кольцевую выемку Я.Технологический инструмент имеет рядо недостатков: повышенная разностеннссть получаемых гильз, неудовлетворительное качество внутренней поверхности получаемых иэделий, связанное с наличием выемки которая приводит к переносу макси- мальных обжатий в зону раскатного участка.Наиболее близким по технической сущности К заявленному является технологический инструмент для винтовой прошивки,включающий бочкообразные валки, каждый иэ которых имеет входной, выходной конусы и пережим, . оправку, имеющую носик, рабочую часть, раскатной и цилитщрический участки и обратный конус, сумарная длина которых равна 1,7-2,2 диаметра цилиндрического участка оправки, и выдвинутую носиком за пережим валков на величину, равную 0,5-1,2 диаметра оправки, при этом угол наклона образующей раскатного участка равен углу наклона, образующей выходного конуса рабочего вагапа 2Применение такого технологического ,инструмента при прошивке заГотовок приводит также к значительной разностенностй получаемых гильз (обычно 10%), которая обьясняется, в первую очередь, особенностью распределения относительных обжатцй по длине очага деформации. Характер распределения обжатия показывает, что максимальные обжатия стенки гильзы осуществляются на рабочем участке оправки, а на раскатном участке обжатия незттачительны, При .таком характере распределения относительных обжатий оправка на3805 45 50 55 3 75ходится В состоянии неустойчивого динймического равновесия и достаточно прило,жения небольшого возмущающего фактора,например, неравномерности нагрева, физико - механических свойств металла и т,д,как происходит смешение оправки с осизаготовки, ведущее к разностенности гильзы.В связи с этим в процессе прошивкина оправку действует смещаюшая сила тембольшая, чем на большей длине контактной поверхности оправки с металломбудут распределяться относительные максимальные обжатия.Для уменьшения смещающей силы необходимо уменьшить длину участка илиширину контактной поверхности металлас оправкой. Уменьшение ширины контактной поверхности, как показали дополнительно проведенные исследования,является менее рациональным, чем уменьшение длины участка.Цель изобретения - повышение точности гильз путем смещения максимумаобжатий к месту расположения носикаоправки.Поставленная цель достигается созданием технологического инструмента,включающего бочкообразные валки, составленные из входного и выходного конусов и пережима, и оправку, имеющуюносик, рабочую часть, раскатной и цилиндрический участки и обратный конус,суммарная длина которых равна 1, 72,2 диаметра цилиндрического участкаоправки, и выдвинутую носиком за пережим валков на величину, равную 0,51,2 диаметра цилиндрического участкаоправки, образуюшая рабочей части оправки выполнена в виде вогнутой дугирадиуса, равного 0,2-0,5 диаметрацилиндрического участка оправки, центркоторого расположен на перпендикулярек оси оправки в сечении начала ее носика, при этом длина рабочей части составляет 02 - 0,7, а раскатного участка1,5 - 2, О диаметра цилиндрическогоучастка оправки при угле наклона обраозующей ее раскатного участка на 2-4большем угла наклона образуюшей выходного конуса валка.На фиг. 1 представлен технологическийинструментпрошивного стана; на фиг. 2 график распределения относительных обжатий при использовании нового технологического инструмента,Технологический инструмент включаетбочкообразные валки, составленные извходного конуса 1, выходного конуса 2 10 15 20 25 зо З 5 40 фи пережима 3 и оправку, имеющую носик 4, рабочую часть 5 с образующей в виде вогнутой дуги радиуса, равного О, 2- 0,5 диаметра оправки, раскатной участок 6, цилиндрический участок 7 и обратный конус 8, Блина оправки, равная 1,7 - 2,2 диаметра цилиндрического участка оправки, определяющего ее диаметр, составлена в основном из рабочей части, равной 0,2-0,7 диаметра и раскатного участка, равного 1,5-2,0 диаметра.Смещение максимума обжатий к месту расположения носика оправки обеспечивается протяженностью ее рабочей части, равной ( О, 2-0, 7) диаметра оправки (см. фиг. 2), и выполнением образующей в виде вогнутой дуги радиуса, равного 0,2-0,5 диаметра оправки.Уменьшение величины рабочего участка оправки менее 0,2 диаметра может привести к повышенному износу участка перехода от рабочей части к раскатному участку, а увеличение его более 0,7 - к отсутствию смещения максимума обжатий к месту расположения носика оправки.Относительное обжатие на этом участке возрастает на 30% по сравнению с известным технологическим инструментом, а длина контактной поверхности с максимальными обжатиями снижается на 40-507 о. В связи с этим величина смещающей силы будет меньше на 20-30%,Кроме того, для осуществления центрирования оправки непосредственно в очаге деформации, т. е, стенками гильзы, необходимо чтобы величина относительного обжатия была постоянной на всей цлине раскатного участка. Такое условие выполняется, когда раскатный участок оправки выполнен с уголом наклона образуюшей на 2-4 большим угла наклона образующей выходного конуса валика. Такая величина угла наклона образующей раскатного участка обусловлена тем, что применение угла менее 2 не обеспечит равномерности обжатий и приведет к росту максимальных обжатий у места расположения носика оправки,оа более 4 - к увеличению участка с максимальными обжатиями. Как уменьшение угла, так и его увеличение приведут оправку в состояние неустойчивого динамического равновесия и, как следствие, к повышению разностенности получаемых гильз.Протяженность раскатного участка при этом составляет величину, равную7535 1,5-2,0 диаметра оправки. Уменьшениепротяженности раскатного участка менеечем на 1,5 диаметра оправки не обеспечивает дополнительного центрированияоправки в очаге деформации и, как следствие, получаемые гильзы имеют резистентность, равную 1,0-1,2 мм. В то жевремя, увеличение участка более чемна два диаметра оправки практически неоказывает существенного влияния на ЕОточность получаемых гильз, но приводит к дополнительному расходу металла на изготовление оправки.Процесс прокатки осуществляется следуеощим образом. Нагретую заготовку за- е 5дают, в валеи прошивного стана, имеющеговхое-,.ной конус 1, пережим 3 и выходнойконус 2. Заготовка захватывается валками и, совершая движение по винтовой линии, встречается с носиком 4 оправки, выдвинутой за пережим валков па величиееу,равную 0,5-1,2 диаметра цеелиеедрпческогоучастка 7.Для обеспечения стабигпности протекания процесса прошивки обжатие перед носиком оправки должно составлять 4-8% независимо от ее формы. При таком положении носика оправки относительно валковрабочая часть 5 должна размещатьсяопережима, благодаря чему обжатия локации зуются на сравнительно коротком участкеи, тем самым, пОвышают динамическуюустойчивость оправки в очаге деформации,Кроме того, происходит дополпительпоецентрирование оправки за счет пастоянееой З 5величины обжатия стенки гильзы па длинном раскатном участке 6, Смешение огравки относительно оси заготовки практически исключается.Пример. На полупромышледпом стане 4 ОМИСиСбыла проведена опытная прокатка гильз из стали 60 следующих размеров: наружный диаметр 3.00 ма, внутренний диаметр 60 мм длина 500 мм.Перед прошивкой заготовки были разбиты 45на две партии. Первую партию заготовокпрошивали на известном технологическоминструменте, а вторую - на новом,Прошивку осуществляли валками с симметричной биконической калибровкой (угол 50наклона образующей 2 30) при угле подачи, равном 16 и обжатии в пережимео140 о, аперед носиком 8%. Диаметр валков в пережиме составлял 400 мм, прискорости вращения 40 об/мин, 55При прошивке заготовок первой партиичоименяли известные оправки диаметром 05 658 мм, которые имели длину рабочей части 77,2 мм, а раскатееого участка - 40,5 мм с углом наклона образующей 3 30, а второй - новые оправки диаметром также 58 мм, прп длине рабочей части 25 мм и радиусе образующей 18 мм, а раскатного участка 92 мм с углом наклона образующ,й 6 о.Как показали проведенные исследования гильзы первой опытной партии имели разностенность 10-18 , в то время как рази остенность гильз второй партии не превышала 3-4%,Таким образом использование предложенееого технологического инструмента для прошивки заготовок позволяет существенно повысить точность геометрических размеров гильз. Формула пзобрете ния Технологический инструмент для винтовой прошивки, вкепочаюпеий бочкообразные валки, составлеееные из входного ивыходного конусов и пережима, и оправку, имеющую носик, рабочую часть, раскатной и цилиндрический участки и обраоный конус, суммарная длина которых равна 1,7-2,2 диаметра цилиндрическогоучастка оправки, и выдвинутую носикомза перееким валков па величину, равную0,5-1,2 диаметра цилиндрического участке оправки, о т л и ч а ю ш и й с я тем,что, с целью повышения точности гильзпутем смешеш 1 я максимума обжатий кместу расположения носика оправки, образуюшая рабочей части оправки выполнеееав впде вогнутой дуги радиуса, равееого0;2-0,5 диаметра цилиндрического учась.ка оправки, центр которого расположенна перпендикуляре к оси оправки в сечеепеи начала ее носика, при этом длина рабочей части составляет 0,2-0,7, а раскатного участка 1,5-2,0 диаметра цилиндрического участка оправки при угле наклона образующей ее раскатного участка ееа2-4 большем угла наклона образующейвыходного конуса валка.Источники информации,принятые во внпмапие прп экспертизе3., Патент СССР ЛЪ 341205,кл. В 21 В 19/О.4, 1970,2. Потапов И. НПолухин П, И,Новая технология винтовой прокатки.ММеталлургия, 1972, с. 253,-256прототип) ./6ПНИ 113035гп43 1 Р тель А. МатуринаЛевицкая Корректор М. Пожо Тираж 98 6 Подписное осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий осква, Ж, Раушская наб., 4/5