Технологический инструмент прошивного стана

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4 В 21 В 19/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Фиг. 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности(56) Авторское свидетельство СССРР 590024, кл. В 21 В 19/04, 1976.Матвеев 10.М., Ваткин Я.Л. Калибровка валков и инструмента трубныхстанов. М.: Металлургиздат, 1951с. 127-145.(54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ ПРОШИВНОГО СТАНА(57) Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано при производстве горячекатанных бесшовных труб на трубопрокатныхагрегатах с косовалковыми станками.Целью изобретения является повышениеточности геометрических размеровпрошиваемых гильз путем стабилизацииположения заготовки-гильзы на осистана. Технологический инструментпрошивного стана содержит короткуюпрошивную оправку 1, два симметричнорасположенных вокруг оси оправки,развернутых на углы подачи и раскатквалка, Валки имеют прошивной конус 2увеличивающегося диаметра, цилиндри 13 ческий пережим 3 и раскатный конус уменьшающегося диаметра. Валки снабжены двумя концевыми участками 5 и б переменного диаметра с гиперболической образующей. Переходные конические участки 7 и 8 у валков соединяются меньшими основаниями с меньшими основаниями конусов, и Ьаски 9 и 10 расположены по концам валков, Две желобчатые линейки имеют входной конический участок 11. Примыкающий к нему участок 12 до сечения пережима валков имеет цилиндрическую рабочую поверхность, ось которой совпадает с осью оправки. Выходной Участок 13 линеек выполнен с цилиндрической поверхностью, расстояние до которого от сечения пережима валков определя 21493ется из ссотношения ш = р+(0,5-1,5),15, где и - расстояние междуучастками с цилиндрической поверхностью; р - длина рабочей ;асти оправки;- выдвижение носка оправки за пережим; Й,. - расстояние между линейками на выходном участке с цилиндрической поверхностью;- угол подачи.Длина участка линеек до пережимавалков больше длины прошивного конуса валков до пережима и кратчайшиепоперечные расстояния между концевыми участками валков не превышаютрасстояний между линейками в этих жесечениях. Также задние торцы линеекрасположены в плоскости, удаленнойот задних горцов валков на величинуИзобретение относится к трубному производству и может быть использовано при производстве горячекатаных бесшовных труб на трубопрокатных агрегатах с косовалковыми станами.Целью изобретения является повышение точности геометрических размеров прошиваемых гильз путем стабилизации положения заготовки-гильзы на оси стана, 1 ОНа фиг,1 изображен очаг деформации прошивного стана выше оси заготовки - в плоскости Валков и ниже оси заго товки - в плоскости линеек; на фиг,2 - калибровка валка, вариант;, на фиг,З - 15 калибровка линейки для тонкостенных гильз с отношением диаметра к толщине стенки Р/8=9-22, вариант; на фиг,4 - то же, для особотолстостенных гильз сР/8=2,5-5; на фиг, 5 - поперечная 20 разностенность гильз 1 - полученных с использованием калибровки известного инструмента 2 - полученныхс использованием предлагаемого инструмента.Технологический инструмент содер жит короткую прошивную оправку 1, два симметрично расположенных вокруг оси оправки, развернутых на углы подачи и раскатки валка, имеющих прошивной конус. 2 увеличивающегося диаметра, цилиндрический пережим 3, раскатной конус 4 уменьшающегося диаметрацва концевых переменного диаметра участка 5 и 6 с гиперболической образующей, переходные конические участки 7 и 8, соединяющиеся меньшими основаниями к меньшим основаниям конусов, и фаски 9 и 10 по концам валков. Инструмент содержит и две желобчатые линейки, имеющие входной конический участок 11, примыкающий к нему участок 12 до сечения г ережима валков с цилиндрической рабочей поверхностью, ось которой совпадает с осью оправки, и выходной участок 13 с цилиндрической поверхностью, расстояние до которого от сечения пережима. валков определяется из соотношенияМ = Р - К + (05-1,5) дД, где М - расстояние между участками сцилиндрической поверхностью,мм;Р - длина рабочей части оправки,мм;К - выдвижение носка оправки эа пережим, мм;Й - расстояние между линейкамина выходном участке с цилиндрической поверхностью, мм;- угол подачи, град. При этом длина участка линеек до пережима валков больше длины конуса валков до пережима, и кратчайшие поперечные расстояния между концевыми участками валков не превышают расстоя 1321493ний между линейками в этих же сечениях. Кроме того, задние торцы линеек расположены в плоскости, находящейся на расстоянии (0,4-1,4) пдтд от задних торцов валков. 5Выбранное расположение начала выходного участка 13 соответствует плоскости выхода гильзы из раскатного конуса 4 валков. Смещение начала участка В в любую сторону от указан ного положения приводит к тому, что калибр, образуемый линейками, не соответствует конфигурации деформируемой гильзы. Это снижает эффективность предлагаемого инструмента, Минималь ное значение пределов является для прошивки в толстостенную гильзу, так как при прошивке коэффициент овализации минимален (= 1,04), а максимальнее - для тонкостенных ( =1,1220Уменьшение расстояния от задних торцов линеек до задних торцов валков приводит к снижению тянущих усилий и, как следствие, нарушению процесса прошивки. Увеличение расстояния 25 более (0,4 - 1,4) и г 1,В приводит к повышению вибрации гильзы в очаге деформации, так как снижается длина центрирующего участка 13.1 30Угол наклона образующей между участками 12 и 13 выбирается в зависимости от толстостенности гильзы. Для тонкостенньгх гильз (П/Я = 9-22) образующая должна быть наклонена в35 ту же сторону, что и образующая раскатного конуса валка, а для толстостенных и особотолстостенных гильз (Р/Я = 2,5-.5) прошивка идет с посадом по диаметру, а следовательно, образующая имеет наклон в сторону, противоположную образующей раскатного конуса валка, Отклонения от указанного требования ведут к искажению очага деформации и снижению эффективности работы линеек.Кратчайшие расстояния между валками под концевыми участками не должны превьппать расстояний между линейками на соответствующих участках с цилинд рической поверхностью. Ограничение сделано на следующем основании. Увеличение расстояния между валками больше указанного соотношения приводит к появлению зазора между заготовкой и гильзой с одной стороны и концевыми участками валков с другой стороны. Это приводит к повьппению колебаний заготовки-гильзы в очаге деформации и снижению точности геометрических размеров гильз. При равенстве указанных величин кратчайшее расстояние между валками соответствует диаметру заготовки на входе и диаметру гильзы на выходе Это Ьбеспечивает контактконцевых участков валков с заготовкой и гильзой без их обжатия и позволяет стабилизировать положение заготовки-гильзы в очаге деформации в плоскости валков. Однако дпя осуществления более устойчивого процесса заполнения и освобождения очага деформации концевые участки валков можно использовать для обжатия заготовки и гильзы на 5-102, Для этого расстояние между валками под концевыми учас.тками уменьшает .я до 0,95-0,90 расстояния между линейками под соответствующим цилиндрическим участком,Процесс прошивки заготовок в косовалковом стане с применением предлагаемого технологического инструмента осуществляется следующим образом.Нагретая заготовка задается толкателем в калибр косовалкового прошив-. ного стана, Передний конец заготовки захватывается концевыми участками 5 валков и обжимается на 5-ОЕ, при этом заготовка центрируется на участке 12 в плоскости линеек. После. этого заготовка обжимается на прошивном конусе 2 валков и в нее внедряется носок оправки 1. Образуемая полость в заготовке раскатывается на конусе 4 валков и рабочей поверхности оправки 1, при этом центрирование осуществляется линейками, Сформировавшаяся гильза на выходе из очага деформации центрируется дополнительно концевыми участками 6 валков и выходным участком 13 линеек, при этом гильза обжимается на 5-107.На полупромышленном прошивном стане 30-60 быпа проведена опытная прошивка заготовок сиспользованием предлагаемого технологического инструмента.Предлагаемый технологический инструмент имел следующую калибровку. Валки имели биконическую калибровку с углами входного прошивного и выходного раскатного конусов 3 30 и пережимомошириной 1 О мм, На входе и выходе валков были выполнены концевые участки переменного диаметра с гиперболической образующей, при этом ширина фасо на входе составляла 35 мм, а на выха .5 13214де - 50 мм, Диаметр налка н пережиме240 мм, максимальный диаметр входного концевого участка 234 мм, выходного - 237 мм. Линейки имели три рабочих участка: длина до пережима цилиндрического участка 105 им, выходного - 50 мм, длина участка, расположенного между цилиндрическими участками 55 мм, Для прошивки особотолстостенных гильз (Э/Б = 2,5-5) испольэовались линейки с радиусом 30,5 ммучастка до пережима валков и выходного - 29 мм; для тонкостенных гильз(Р/Б = 9-22) применялись линейки срадиусом цилиндрического до пережима 15участка 30,5 мм и выходного - 32 мм,При этом кратчайшее расстояние междувалками на концевых участках былоравно 60 и 57 мм, 60 и 63 мм. Расстояние между линейками под цилиндрическим участком 61 мм, расположенным допережима валков,Заготовки из стали 20 диаметром60 мм и длиной 180 мм на.гревали до01200 С и прошивали при углах подачиоовалков 8, углах раскатки 0 и,час -тоте вращения валков 50 об/мин, наоправках диаметрами 25-56 мм. 93 бта, составила 13,6 , для партий гильз, прошитых с использованием предлагае- мого инструмента, - 6,2 , Раэностенность гильз снизилась на 54%, при этом значительно снижена длина участков с понышенной концевой разностенностью, Снижение продольной кривизны составляет 87%.Таким образом, использование предлагаемого технологического инструмента для прошивки заготовок в косовалковом стане позволяет существенно повысить точность геометрических размеров гильз за счет стабилизации положения заготовки-гильзы на оси прошивки, Поперечная разностенность гильз снижается более чем в дна раза, продольная кривизна - в 8-9 раз, Это позволит снизить расход металла за счет уменьшения концевой обрези готовых труб, а также эа счет уменьшения номинальной толщины степки готовых труб. Это приведет к соответствующему повышению производительности трубопрокатного агрегата,Формула и з о б р е т е н и яПри прошивке с использованием известного технологического инструмента задняя часть находящейся в очаге деформации заготовки имела перекос с осью прошивки. Внешним проявлением этого было биение заднего конца эа 35 готовки, особенно после выхода его из входной воронки, Отклонения выходящей иэ очага деформации гильзы от оси прошивки сдерживались стержнем, но искривленная гильза оказывала боковое 40 давление на стержень, нарушая стабильное положение оправки и устойчивость стержня, При прошивке толстостенных гильз в некоторых случаях это служило причиной поломки стержня. Обследование недокатов показало следующее, Угол между осью заготовки и осью гильо зы находится н пределах 3-5 , при этом длина контактной площадки во входном конусе с левым валком в 2,1 раза больше, чем с правым.Усредненная по сечениям относительная поперечная разностенность партий гильз(по 12 штук), прошитых с использованием известного и предлагаемого технологического инструмента, показаны на фиг,5. Средняя величина разностенности партии гильз, прошитых с использованием известного инструменТехнологический инструмент прошивного стана, содержащий оправку, два симметрично расположенных вокруг ее оси развернутых на углы подачи и раскатки, валка, имеющих пережим и дна конуса, две желобчатые линейки, каждая иэ которых имеет до пережима валков участок с цилиндрической рабочей понерхностью, ось которой совпадает с осью оправки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности геом трических размеров прошинаемых гильз путем стабилизации положения заготовки-гильзы на оси стана, каждый валок выполнен с двумя концевыми переменного диаметра участками с гиперболической образующей, примыкающими меньшими основаниями к меньшим основаниям конусов, каждая линейка выполнена с выходным участком с цилиндрической поверхностью, расстояние до которого от сечения пережима валков определено иэ соотношения:М: Р - К + (0,5-1,5) , аР где М - расстояние между участками сцилиндрической поверхностью,ммьР - длина рабочей части оправки,мм;1321493 8ные расстояния между концевыми участками валков не превышают расстояний между линейками в этих же сечениях. К - выдвижение носка оправки запережим, мм;с 1 - расстояние между линейкамина выходном участке с цилиндрической поверхностью, мм;- угол подачи, град, при этом длина участка линеек до пережима валков больше длины конуса валков до пережима и кратчайшие попереч 2, Инструмент по и,1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что задние торцы линеек расположены в плоскости, размещенной на расстоянии (0,4-1,4)х х ц с 1,Ср Р от задних торцов валков.1321493 0 ЯЮ ЯОО юиюа гаями,/ф ИьЪ Редактор А.Воров Тираж 480 НИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб, аказ 2701/6 одписно 4/ иэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4вЬЬТ Составитель В.ЮсуповТехред И.Попович Корректор А.Ильин