Технологический инструмент для винтовой прокатки

(45) Дата опубликования описания 21.11.80(51) М,Кл.з В 21 В 19/02 Госуднрстееиный комитет по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамениинститут стали и сплавов(54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИИзобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к технологическому инструменту двухвалковых становвинтовой прокатки,Известен технологический инструментдвухналковых станов аинтовой прокатки,включающий рабочие валии, имеющие входной и выходной участии, разделенные пережимом, и налравляющие линейки с гребнями, несколько смещенными от йережимавалков Ц.Основным .недостатком такого" технологического инструмента является невозмож;ность осуществлення процесса прокатки проикоэффициенте овализапдеи, близком илиравном единице, Наличие овализации предопределяет возникновение атасных растяпивающих напряжений в осевой зоне заготовки, действующих в,направлении линеек.При пониженной,пластичности металла этн,напряжения могут привести к нарушениюсплошности н образованию осевого разрушения.Известен также технологический инстру"мент для винтовой прокатии, включающийрабоеие валки, имеющие входной и выходной участки, разделенные,пережимом,и направляющий;инструмент, содержащий дварасположенных но разные сгороны бт осипрокатки неприводных диска 12,Процесс прокатки таким технологическим инструментом может быть осуществлен лри коэффициенте овализации,в пережиме, равном единице, что связано с меньшим, чем у линеек, тормозящим воздействием дисков ,на заготовку. При этом в сечении пережима направляющие диски,и валки образуют практически замкнутый очаг деформации, что благоприятно оказывается,на,качестве О получаемого проката.Однако такой технологический и 1 нструмейт:непозволяет вести процесс прокатки с обжатием заготовки по диаметру более15 - 20%. Это обусловлено тем, что лри по стоянной ширине дисков зазоры между ними н рабочими валками нетгрерьгвно возра.стают в направленои от нережима к,входному участку. При увеличенни обжапия по диаметру, происходит затекание металла в 2 О эти зазоры, нарушаются условия вращения,а в ряде случаев поверхностный слой заготовки срезается дисками, Это обстоятельство серьезно сдериивает применение двухвалковых станов для деформации сплоспной заготовки,и ограничивает, их возможности прои прошивке заготовок в,пустотель 1 егильзы.Наиболее близким к изобретенню потехнической сущности является технологический инструмент для окинтовой прокатки,линейку Б,включающий два рабочих валка, имеющихпережим, и два сборных, расположенныхсверху и снизу от оси прокаткинаправляющих инструмента, каждый составленный излинейки и диска 13.Оба диска имеют одинаковую ширину,обеспечивающую в вертикальной плоскостирасположения их осей оптимальные зазорыс валками, По мере удаления от этой,вертикальной плоскости ко входу в очаг дефармации величина зазора с валками растет.В связи с эъим при прокатке из-за затека,ния .металла ,в эти зазоры нельзя вестипроцесс прокатки с обжатием заготовки подиаметру более 20 , Расположенные закаждым диском направляющие линейкипредназначаются для огран 1 ичения раскаткистенки при прошивке тонкостенных гильз.В случае,прокатками сплошной заготовки,когда требуются малые, близкие к 1,0 значения коэффициента овализап 1 ии калибра,такое размещение линеек нецелесообразно.Целью изобретения является обеспечение прокатки оплошной заготовки с обжатием по диаметру более 20 опри,малыхзначениях коэффициента овализации.Эта цель достигаепся созданием технологического инструмента для винтовойлракатки, включающего два рабочих валка, имеющих пережим, и два сборных, расположенных по разные стороны от оси прокаткинаправляющих инструмента, каждыйсаставленный из,линейки и диска, в котором, согласно изобретению, диск одного направляющего инструмента установлен залинейкой, его юсь вращения расположена вплоскости пе 1 режима валков, а у другогоди(ск расположен перед линейкой, имеетбольшую ширину, чем,предыдущий, и егоось вращения смещена от плоскости пережима валков против .направления прокатки, при этом гребни линеек расположены в.вертикальных плоскостях, проходящих через оси вращения,противоположных имдисков, на расстоянии от дисков, равномрасстоянию между валками,Такой технологический инструмент,позв 1 оляет улучшить проработку структурыметалла,заготовки за счет более равномерного распределения деформации по сечению при прокатке с большими обжатиямии малых значениях коэффициента овализации.На фиг. 1 дан продольный разрез понаправляющему инструменту и .рабочим валкам; на фиг, 2 - поперечный разрез попережиму валенков; на фиг. 3 - поперечныйразерев во входном участке валков; на фиг.4 - продольный разерев 1 по направляющему инструменту,Технологический инструмент содержитрабочие валки, имеющие входной 1 и выходной 2 участки, разделенные пережимом3, и два направляющих инструмента, содержащий каждый неприводной диск 4 и 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 стационарно установленнуюимеющую гребень,б,Процесс пракатки осуществляется следующим образом.Нагретая до темле 1 ратуры прокатки заготовка поступает к входному участку 1 рабочих валков, где за счет тянущих сил ейсообщается вращательное и,поступательное.-,вижение, Перемещаясь вдоль очага деформации, заготовка подвергается воздействию части сборного направляющего инструмента в виде линейки 5 и диска 4,противоположно расположенных, где осуществляется обжатие по диаметру равное20 - 25%. Калибровку валков целесообразно .выполнять таким образом, чтобы ввертикальной плоскости, где располоЖеныоси в 1 ращения диска 4 и гребень линейки 5,коэффициент овализации был равен (илиб,"изск) к единице.Такой яе цикл, деформации осуществляется под,воздействием выходного участка 2 рабочих валков и следующей по ходупрокатки части сборного направляющегоинструмента. Ось вращения последнего походу прокатки диска располагают в пережиме валков, что позволяет обеспечить необходимый запас тянущих сил при освобоядении очага деформации.Расчеты и опьнные данные показывают,что при использовании двух сборных направляющих инструментов обеспечиваетсястабильное протекание процесса пдокаткис обжатием за проход 45 - 50(ц, = 4,0),Взаимно противоположное расположение элементов направляющего инструментаотносительно оси,прокатки позволяетупростить конструкцию, повысить компактностьустановки и сократить общую длину очагадеформации, Последнее обеспечивает возможность применения такого инструментана действующих и типавых,проектируемыхстанах без увеличения длины бочки,валков.Для повышения надежности и компактности направляющего инструмента и повышения его стойкости целесообразно диамепр дисков выби 1 рать равным 0,6 - 0,8 диаметра валков в пережиме,При увеличении диаметра диска возникает необходимость увеличения длины бочки валка, а,при его уменьшении затрудняется размещение опор дисков в зазоремежду валками. Для создания замкнутогокалибра ширину диска и линейки в первомпо ходу прокатки комплвкте выбирают в12 - 2,0 раза больше, чем в последующем.При уменьшении этого соотнашения ограничивается,максимальное обжатие заготовки по диаметру за проход, при увеличении - лавышается вероятность затеканияметалла в зазоры между валкамя и дисками, что может привести к нарушению,процесса лрокатки.Применение предложенного технологического инструмента позволяет регулиро5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вать осевые усилия на заготовку, т. е. вести процесс прокатки в зоне действия части на правляющего инструмента (например, последнего по ходу прокатки) с подпором или натяжением. Так, если наиболыший диаметр валков расположен в их пережиме (или за ним), то,процесс прокатки по всей зоне ведется с натяжением. Если наибольший диаметр валков, расположен в сечении перед последним комплектом, то прокатка осуществляется с,подпором.П р и,м е р. На двухвалковом стане винтовой прокатки,МИСиСбыла проведена прокатка заготовок,диаметром 60 мя из стали 45 на трех типах направляющего инструмента. Инструмент первого типа содержал два неприводных диска диаметром 420 лм, второго типа - неприводной диск диаметром 420 лм и установленную по другую сторону от оси,прокатки линейку, инструмент третьего типа включал неприводные диоки и стационарные линейки, установленные взаимно противоположно относительно оси прокатки; сначала выше оси прокатки располагали диск диаметром 270 мм, ниже - линейку, затемниже оси прокатки, располагали диск диаметром ЗОЮ мм, выше оси - линейку. Прокатку вели с максимально возможным обжатием по диаметру при коэффициенте овализации в .пережиме валков равному единице,Полученные результаты показали, что устойчивый процесс прокатки на инструменте первого типа обеопечивается при максимальном обжатии 18% (до диаметра 49 лм), на инструменте, второго типа - при максимальном обжатии 24% (до диаметра 45 мм), на инструменте третьего типа - с обжатием 48% (до диамечра 31 млт).Таким образом, применение;предложенного технологического инструмента позволяет:- увеличить абжатие заготовки по диаметру за проход, при этом не требуется увеличение длины бочки валка по сравнению с действующими и типовыми проектируемыми станами;- обеапечить надежность, простоту и компактность направляющего, устройства;- осуществлять процесс прокатки с заданным силовым воздействием,в осевом направлении (натяжение или подпор) в данном комплекте направляющего инструмента.Технологический инструмент может использоваться,не только при обжатии аплошной заготовки, но и при прошивке ее,в гильзу, а также при редуцировании толстостенных гильз. Применение такого инструмента при,пропьивке за счет возможности увеличения обжатия по диаметру позволяет использовать заготовку большего диаметра, что повышает производительность агрегатов, а также позволяет существенно сократить сортамент исходной трубной заготовки, ограничившись двумя-тремя размсрами.Весьма эффективно применение предложенного технологического инструмента .при редуцировании толстостенных гильз, особенно с малым внутренним диаметром, длина которых ограничивается жесткостью оправочного стержня. В этом случае увеличение обжатия по диаметру за проход при редуцировании позволяет увеличить максимальную длину получаемых труб. Формула изобретения Технологический инструмент для винтовой прокатки, включающий два рабочих валка, имеющих пережим, и два сборных, расположенных по разные стороны от оси прокатки, направляющих инструмента, каждый составленный из линейки и диска, отличающийся тем, что, с целью обеспечения прокатки сплдщной заготовки с обжатием по диаметру более 20% при малых значениях коэффициента овализации, диск одного направляющего инструмента установлен за линейкой, его ось вращения расположена в плоскости пережима валков, а у другого - диск .расположен, перед линейкой, имеет большую ,ширину, чем цредыдущий, и его ось аращения смещена от плоскости пережима валков против направления прокатки, при этом гребни линеек расположены в вертикальных плоскостях, проходящих через оси вращения противоположных им дисков, на раостоянии от дисков, равном расстоянию, между валками. Источники ивформации, принятые во внимание при акспертизе:1. Ф. Л. Данилов и др., Горячая прокатка труб, М., Металлургия, 1962, с. 206 - (226.2. И, Н, Потапов, П. ИПолухин, Новая технология винтовой прокатки, М Металлургия, 1975, с. 112 116.3. Авторское свидетельство385639, кл. В 21 .В 19/ОО, 1971.768496 г иг. 3 Фиг. 4 атурн тор М. Васильев Корректор С. Файн авдо п. Харьк. фил. пред. Патент ставитель ЛТехред О Заказ 1475/1441 Изд, М 536НПО Поиск Государственного комитета ССС113035, Москва, Ж, Рау Тираж 995по делам изобретени кая наб., д. 4/5 Подписноеи открытий