Технологический инструмент стана винтовой прокатки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 11931246(22) Заявлено 11,1280 (21) 3215361/22-02с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 30,05.82. Бюллетень Мо 20Дата опубликования описания 300582 51 М. Кп. з В 21 В 19/02 В 21 В 27(02 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий. ",(72) Авторыизобретения Московский ордена Октябрьской Революции и вршац Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов(71) Заявитель(54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ СТАНА ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ Изобретение относится к прокатному производству, а именно к технологическому инструменту стана винтовой прокатки.Известен технологический инструмент стана винтовой прокатки, включающий два бочковидных валка и направляющие линейки. Валки и линейки образуют своей поверхностью очаг деформации, симметричный относительно его оси. Валки имеют одинаковый профиль поверхности и линейки также имеют одинаковый профиль, соответствующий профилю валков (1.Недостатком указанного технологического инструмента является то, что он образует осесимметричный очаг деформации. При этом при деформировании металла линии скольжения пересекаются в центре заготовки на протяжении всего очага деформации, что приводит к более интенсивной ппастической деформации центра заготовки и к ее разрушению в центре.Кроме того, неподвижные лииейки оказывают сопротивление перемещению металла в осевом и тангенциальном направлениях. Это приводит к образованию жесткой схемы напряженного состояния в центре заготовки и повы-,шению вероятности вскрытия полостив этой. области заготовки, Такойинструмент нельзя применять при 5прокатке с большими обжатиями сплошных тел вращения.Известен технологический инструмент косовалкового стана, включающий рабочие валки, имеющие различную калибровку с гребнем, причемгребни на валках размещены с осевымсмещением, при этом конец гребняна одном и начало гребня на другом;валке расположены в плоскости, перпендикулярной оси стана (2.Три валка образуют очаг деформации несимметричный относительно его,оси. При этом точки пересечения линий скольжения металла, появляющихсяпод действием валков, располагаютсяна различном расстоянии от центразаготовки в каждом поперечном сече.нии, а также изменяют свое положение по длине очага деформации. Такой характер течения металла позволяет интенсивно проработать структуру деформируемой заготовки, Особенности напряженно-деформированногосостояния, возникающего в металле, при деформировании в калибре, образованном тремя валками, раэвернуты 93124610 25 ми на угол подачи, не позволяютпроработать структуру металла нцентре заготовки.Указанный технологический инструмент может быть применен для производства изделий .сплошного сечения,н двухвалковом стане только в комплекте с направляющими линейкамиспециальной формы, соответствующейкалибровке валков. Применение направляющих дисков в этом случае невозможно. Образующиеся зазоры междуповерхностью валков и дисками, имею"шими одинаковую ширину по всей длине очага деформации, не позволяютполучить замкнутый очаг деформации.Прокатка в этом случае невозможнаиз-за затекания металла в зазорымежду валками и диском.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является технологический инструмент стана винтовой прокатки, включающийдва направляющих диска и два рабочихвалка, имеющих входной участок, пережим, расположенный в осевой плоскости дисков, и выхОдной участок,который у одного валка выполнен конусным, а входной участок второговалка составлен иэ начального конусас прямолинейной и последующего сдугообразной образующими с радиусом,равным радиусу диска, и центром,лежащим н плоскости пережима валкон.Протяженность конуса с дугообразной образующей составляет 0,4-0,8входного участка и оба валка одинаково спрофилированы 31,Известный технологический инструмент позволяет прокатывать металлс коэффициентом овализации, близкимк единице, во всех сечениях очагадеформации, что снижает вероятностьвскрытия полости и устраняет явление образования внутренних плен напрошитых гильзах, этому способствует применение в качестве направляющего инструмента дисков.Недостатком известного технологического инструмента является то,что он образует очаг деформации,симметричный относительно его оси.При этом линии скольжения в каждомпоперечном сечении очага деформациипересекаются н центре эаотовки. Этоприводит к неравномерной проработке структуры по сечению заготовки.Наиболее интенсивно прорабатываетсяструктура центральной части заготовки. При этом повышается вероятность вскрытия полости в центре,что отрицательно влияет на прокаткусплошных заготовок.Цель изобретения - повышениеравномерности проработки структурыметалла посечению заготовки.Поставленная цель достигаетсясозданием технологического инструмента, включающего два направляющих диска и два рабочих валка, имеющихвходной участок, пережим, расположенный в осевой плоскости дисков, и выходной участок, который у одного5 валка выполнен конусным, а входной участок второго валка составлен из начального конуса с прямолинейнойи последующего с дугообразной образующими с радиусом, равным радиусу диска, и центром, лежащим в плоскости пережима валков, у котороговыходной участок второго валка выполнен цилиндрическим с диаметром,равным диаметру пережима, а входной участок валка, имеющего конусный выходной, выполнен конусным с угломнаклона образующей, равным углу наклона образующей начального конуса входного участка второго валка.,20 Такой инструмент позволяет ран номерно проработать структуру металла.На чертеже дан инструмент, общий нид.Технологический инструмент нключает дна направляющих диска 1 и два по-разному спрофилированных рабочих валка, один из которых имеетначальный конус 2 с углом наклонаобразующей с, конус 3 с дугообразной образующей, составляющие входной участок, пережим 4, расположенный в осевой плоскости дисков, адругой валок имеет входной конусныйучасток 5 с углом наклона образующей с 0 = д. и равными 2-7 О пережимб и конусный выходной участок 7 суглом наклона образующей с .Диски устанавливают так, что ихосевая плоскость расположена в плос 40 кости пережима валков, Настройкаовализации с:ущестнляется по замерамрасстояния между валками и междудисками в плоскости пережима,Инструмент работает следующим45 образом.Заготовка подается в очаг деформации, попадает н участок захвата,образованный двумя конусами, симметричный относительно оси, Равенст 50 во углов конусности участка захватаобеспечивает осесимметричность этого. участка. Под действием валков заготонка приобретает вращательное ипоступательное движение и деформируется по мере передвижения по очагудеформации. Распределение сил и деформаций на участке захвата носитосесимметричный характер, Линиискольжения металла пересекаются в, центре заготовки. Прорабатываетсяструктура центральной части заготовки. Обжатие металла в этой частиочага деформации незначительно,поэтому разрушения в центре не происходит. Затем заготовка перемещается в участок очага деформации, гдеосуществляется основное обжатие металла. Дугообразный профиль обжимного участка валка играет роль деформирующего гребня, осуществляющего интенсивное перемещение слоев металла в геликоидальном направлении и позволяет плавно распределить деформацию по очагу при неосесимметричной форме очага деформации на этой части входного участка. Это приводит к неравномерности деформаций по сечению заготовки, к искажению картины линий скольжения.Точки пересечения линий скольжения в каждом поперечном сечении заготовки на этой части входного участка очага деформации не совпадают друг с другом. При деформировании в эти точки попадают различные частицы металла, расположенные на различном расстоянии от центра заготовки. Это позволяет более равномерно проработать структуру металла по сечеьлю, а также уменьшить сдвиговые деформации металла в центре и снизить вероятность вскрытия полости. Это дает возможность прокатывать металл с повышенными обжатиями за проход без разрушения в центре.Затем заготовка попадает в осесимметричный участок пережима очага деформации, в котором заготовка принимает окончательный размер. Осесимметричный характер этого участка очага деформации позволяет придать заготовке правильную форму, а также дополнительно проработать структуру центра заготовки.Далее заготовка попадает в калибрующий участок очага деформации. цилиндрический профиль выходного. участка одного валка выравнивает искривленную в очаге деформации заготовку, а также позволяет раскатать образующиеся на поверхности заготовки риски и задиры.Конический профиль выходного участка другого валка позволяет уменьшить обжатия заготовки на вы-. ходе из очага деформации, которые испытывает металл в результате упругого расширения при выходе из участка пережима, и снизитьчисло циклов деформации с малыми обжатиями. Применение цилиндрических участков на обоих валках недопустимо, так как незначительное обжатие из-за Упругого расширения металла и большого количества циклов знакопере" менной деформации С малыми обжатиями приводит к разрушению заготовки в центреПрименение конических выходныхучастков не позволяет получить ровные образцы с гладкой поверхностью.При деформировании сплошных заготовок в очаге деформации, образованном предлагаемым технологическиминструментом, структура сплошногометалла прорабатывается более равномернопо всему сечению.Применение валков с различной 1 О калибровкой в совокупности с направляющими дисками, образующими неосесимметричный очаг деформации,позволяет деформировать металл без разрушения с повышенными обжатиями за 15 проход, что позволяет более эффективно проработать структуру металлаи повысить производительность прокатного оборудования.Экономический эффект от применения предлагаемого технологическогоинструмента по сравнению с известнымсоставляет 33 тыс.руб. в год., 5 Формула изобретения 25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе55 1. Данилов Ф.А. и др. Горячая прокатка и прессование труб, М.,Металлургия, 1972, с. 235-251. 2, Авторское свидетельство СССР 9 556854, кл. В 21 В 27/02, 1975. 3, Авторское свидетельство СССР Р 652987, кл. В 21 В 19/02, 1977.Технологический инструмент станавинтовой прокатки, содержащий дванаправляющих диска и два рабочихвалка, имеющих входной участок, пережим, расположенный в осевой плоскости дисков, и выходной участок,который у одного валка выполнен конусньм, а входной участок второговалка составлен из начального конуса с прямолинейной и последующегос дугообразной образующими с радиусом, равным радиусу диска; и центром, лежащим в плоскости пережимавалков, о т л и ч,а ю щ и й с я 4 О тем, что, с целью повышение равномерности проработки структуры металла по сечению заготовки, выходнойучасток второго валка выполнен цилиндрическим с диаметром, равным 45 диаметру пережима, а входной участок валка, имеющего конусный выходной, выполнен конусным с углом нак.лона образующей, равным углу наклона образующей начального конуса 50 входногоучастка второго валка.931246 оставитЕль Л. Матуринаехред Ж. Каст елевич Редактор С. Крупени оррек Пономаренко дписное ТиражИПИ Государстпо делам изоб5, Москва, жВ 113 П фПатент Ужгор л. Проектная илиад