Способ скручивания прутков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 21 П 11/1 О НИЕ ИЗОБРЕТЕ Заго ти ОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИз АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРР 730401, кл. В 21 С 1/00, 1977,(54) СПОСОБ СКРУЧИВАНИЯ ПРУТКОВ(57) Изобретение относится к обрабке металлов давлением, а именно кспособам скручивания прутков, и может быть использовано в инструментальном производстве. Целью изобре,ЯО 1328030 и повышение производительности.товка проходит через индукторы, гденагревается до температуры прокатки.Далее она подается в прокатные устройства (ПУ) жесткой конструкции, гдезахватывается и обжимается косо расположенными валками ПУ, получая вращательное и поступательное движения.Вращение заготовки осуществляется водном направлении с разной угловойскоростью в ПУ. При этом происходитскручивание заготовки на участкемежду ПУ. Величина обжатия заготовки в каждом ПУ составляет 7-86%, асоотношение угловых скоростей равно1,003-14. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.80308=3 и где1 2 1 с 1а ф с 1 2 ф а ос соответственно для устройств 5 и 6.Если прокатка осуществляется с вращением обоймы второго по ходу прокатки устройства с большей угловой скоростью, чем первого (в зависимости от направления винтовой линии), И 2 7 ы, , то в формуле (2) берется знак плюс, если иц в , то знак минус. Формула (2) позволяет в зависимости от требуемого угла скручивания выбирать угловые скорости вращения обойм прокатных устройств.При вращении заготовки с большей угловой скоростью во втором прокатном устройстве отношение угловых скоростей вращения заготовки вычисляется по формуле осР 2 352 50с ЧЯц Р 1 Г 1 Я о(- -- + -- Е 8 сф)осЪ, кт 2 "к 2 угловые скорости вращения обойм прокатных устройств соответственно 5 и 6;радиусы валков в выходном сечении; диаметры заготовок и радиусы валков в начале координатных осей прокатныхустройств соответственно 5 и 6;вытяжка в прокатном устройстве 6;угол наклона оси валка к оси заготовки устройства 5;угол наклона касательной к винтовой линии на поверхности заготовки к оси последней (угол скручивания) на участке между прокатными устройствами;коэффициент осевого скольжения в выходном сечении для устройства 5; 2, 1, - коэффициенты тангенциального скольженияв выходном сечении ОС. 4о( = 3 равно 1,003. В 1 7 осрасчетах принято, что в : 1.При вращении заготовки с большейугловой скоростью в первом прокатном устройстве отношение угловых скоростей определяется по следующей за висцмости ы) 1Ц) 2 ос2 1 ---- Е 8т 8 йк15 Минимальное значение отношенияпри= 3 и Ы = 3составляет1,003. Максимальное значение отноошення вычисляется при= 87 и 20 о, = 2 о 48 ; а также пРи с( = 34 ир = 1,075 (см. формулу для определения о(2 ) и составляет 11,88. Таким образом, значение отношения 25угловых скоростей вращения заготовкинаходится в пределах 1,003-14,Прокатка заготовки в устройстве 6осуществляется с большей подачей. Величина подачи определяется углом наклона оси валка к оси заготовки вэтом устройстве, Величина подачи заготовки во втором прокатном устройстве определяется по зависимости Б17 о р , ос(3)где Я - подача во втором устройст 140 ве;Я; - подача в первом устройстве.Из условия постоянства объемовметалла, проходящих через сеченияочагов деформации прокатных устройств45 5 и 6 в единицу времени, .и отношенияугловых скоростей вращения обоймгде 55 Максимальное значение этого отношения при= 87 и 3 = 34сос 12тавляет14 а минимальное приЛ/- угол наклона оси валка коси заготовки устройства 6;- коэффициент осевого скольжения в выходном сечении прокатного устройства 6.328030 6тие составляет 54%. Кривые зависимости обжатий от угла скручивания припрокатке с вращением сечения заготовки с большей угловой скоростью впервом прокатном устройстве по ходупрокатки ( Ф, ) о) ), построенныедля всех других значений параметровв диапазоне о, = 3-34 , о = 3-34,р = 3-86 , расположены ниже кривой,10 приведенной на фиг.З,Из анализа кривых на фиг.2 и 3видно, что в предлагаемом способемаксимальное значение обжатия составляет 86 .Однако на практике целесообразнееиспользовать параметры в следующихдиапазонах: Ы = 7-18 , о( = 7-18;р = 10-45Вычислив обжатие по полученнойформуле для параметров Ы 1= 7,18 о ф= 45 , , получаем максимальное обжатие 55%.Пределы отношения (0,08-10) получены из анализа зависимости для определения Б . При вращении заготовки2с большей угловой скоростью во втором устройстве ( о 1ы 1 ) при= 87 , о 1= 34 и 1. = 1,075 получаем минимальное отношение подач 0,08,1 2 22 - максимальное отношение подач 2,21.При вращении заготовки с оольшейугловой скоростью в первом прокатномустройстве ( о 3я 1 ), при = 863 и с = 2,22 (при указанныхзначениях , Ы и с = 34 ) максимальное отношение подач составляет8,88, при Ь= 3 , Ы 1=. Зф и р = 1,075получаем минимальное отношение подачОС 10,08. В расчетах принято,что в " 1,. г-"осОС 1н 1; --- и 1. Таким образом,7 к 2 ьк Зта формула позволяет определить мак 15симально возможное обжатие при Ы = 3и Ы = 34 , а также при вращении заготовки с большей угловой скоростьюво втором прокатном устройстве,Кривая зависимости максимальныхобжатий (предельных значений обжатий) во втором прокатномустройствеот величины угла скручивания ф заготовки (фиг.2) построена для следующих .условий прокатки: 11= 3 , Ы = 34,о о 25и ) о, по ранее приведенной формуле для определения обжатия (вытяжки и). В расчетах принято: 1 К 1 л 1л 1:к Из графика (фиг.2) видно, что с увеличением угла скручивания предельные значения обжатий увеличиваются ипри угле , = 84 максимальное значение обжатия достигает 86Кривые зависимости обжатий от угла скручивания заготовки; построенные для всех других значений параме тров в диапазоне о 1= 3-34оф 23-34, р= 3-84 о (прокатка осуществляется с вращением заготовки с большей угловой скоростью во второмпрокатном устройстве, т.е. Фо 1 ), 45 расположены ниже кривой, приведенной на фиг.2.На фиг.З приведена кривая зависимости максимальных обжатий во втором прокатном устройстве от величины угла скручиванияпри вращении заготовки с большей угловой скоростью в первом прокатном устройстве (т.е. ь ) м у ) для следующих условий;3, Ы: = 34 . Иэ указанной кривой видно, что с увеличением угла скручивания максимальные значения обжатий уменьшаются и при максимальном угле ,ь = 86 максимальное обжаС целью повышения точности шага(угла) скручивания заготовка деформи Руется в каждом прокатном устройствепрофилированной частью валков до получения фасонного винтового профиляс плавным очертанием винтовых выступов и впадин, далее гладкой частью 55 валков прокатывается до круга, постоянного по диаметру. При таком способе прокатки уменьшается скольжение 1заготовки в тангенциальном направлении. 5 1Формула (4) позволяет выбирать угол наклона оси валка (величину подачи заготовки) второго по ходу прокатки устройства 6 в зависимости от угла скручивания д заготовки на участке между прокатными устройствами 5 и 6.После преобразований уравнения (4) получим можно принять пределы отношения подач 0,08-10.7 1П р и м е р. На опытных устройствах прокатывают с кручением заготов ки из стали, Угол наклона оси валков к оси заготовки в первом устроистве составляет 12 , во втором по ходу прокатки устройстве 13. В заходной части валки имеют профилированную поверхность. Количество валков в устройстве равно трем. Прутки диамером 16,5 мм нагревают в электрической камерной печи до 850-900 С и прокатывают в первом устройстве до диаметра 14,6 мм, затем во втором устройстве до диаметру 12,8 мм. Угол скручивания= 32-35 . Прутки прока тывают в первом и втором прокатных устройствах с вытяжками соответственно р,= 1,18 и р = 1,16.Прокатку осуществляют с отношением угловых скоростей вращения эагоМинимальное обжатие 7 . ( р =1,075)Прокатка осуществляется в устройстве с углами наклона осей валков- Ы = 5 . Вращение сечения эаоготовки осуществляется с большей угловой скоростью во втором прокатномустройстве ( ыы), Заготовкадиаметром 12 мм нагревается до 950 -1000 С в камерной печи и подается)в первое прокатное устройство, гдеобжимается до диаметра 11 м. Затемобжимается во втором прокатном устройстве до диаметра 10,6-0,15 мм(х 1,08) со скручиванием сечения заготовки на участке между прокатными устройстВами до угла скручивания 1 332. Максимальное обжатие 86%( " = 7,19),Прокатка осуществляется в прокатных устройствах с углами наклонаосей валков ( = 3 и ) = 34 вращением сечения заготовки во второмпрокатном устройстве с большей угловой скоростью ( ы7 и) . Заготовка диаметром 38 мм, нагретая до1100 С, обжимается в первом прокатном устройстве до диаметра 30 мм,далее во втором прокатном устройстве до диаметра 11,5-0,3 мм со .скручиванием сечения заготовки между прокатными устройствами до угла скручи" Згтовки, равным -- 1,15. При этом угол скручивания р = 32-35 , а соотБдношение подач - - = 1,008. 328030 8вания р = 84 . При этом обжатие вовтором устройстве составляет 86%(ограничивается обжатие до 55 ).3. Обжатие 41% ( и = 1,7).5Прокатка осуществляется в устройствах с углами наклона осей валков Ы, = 11 , а( = 13 с вращениемсечения заготовки во втором устройстве с больрей угловой скоростью Ю (ы 7 ы). Заготовка Д 18 ммнагревается до с = 1100 С и обжимается в первом устройстве до диаметра 15 мм, далее обжимается во втором устройстве до диаметра 11,5 мм - 5 со скручиванием сечения заготовкина участке между устройствами до угла скручивания 77 , Обжатие во втором устройстве 413.4. Минимальное отношение подач.Прокатка осуществялется в прокатных устройствах с углами наклона осейвалков к оси заготовки , = 34ис = 3 с вращением сечения заготовки во втором устройстве с большей уг ловой скоростью ( ид , ) . Заготовка диаметром 14 мм нагревается до1100 С и прокатывается в первомустройстве до диаметра 11 мм, затемво втором устройстве до диаметра10,5 мм со скручиванием сечения заготонки между прокатными устройствамидо угла сркучивания р = 87 . Отношение подач составляет 0,08.5. Максимальное отношение подач.Прокатка осуществляется в двухпрокатных устройствах с углами наклона оси валков Ы,= 3.и ) = 34с вращением сечения заготовок с большей угловой скоростью в первом уст 4 ц ройстве ( Исор). Заготовка диаметром 15,8 мм нагревается до1100 фС и прокатывается в первомпрокатном устройстве до диаметра14 мм, далее во втором устройстве до 45 диаметра 11,5 мм со скручиванием сечения заготовки до угла скручивания= 86 30. Отношение подачи приэтом составляет10,5,6. Значение отношения подач 1.Заготовка прокатывается в пРокатных устройствах с углами наклона осейвалков = 114 и= 12 с вращением сечения заготовки во второмустройстве с большей угловой скоро 55 стью ( иФ 1 7 ( )Заготовка диаметром 15 мм нагревается до с1100 С и прокатываоется в первом устройстве до диаметра13 мм, далее во втором устройстве до40 45 9 132803 диаметра 11,5 мм со скручиванием сечения заготовки до угла скручивания 53 . Отношение подач при этом составляет 0,994 " 1.Прокатка с минимальным отношением угловых скоростей.Прокатка осуществляется в прокатных устройствах с углами наклона осей валков Ы = 3 ,= 4 с вращением сечения заготовки во втором устройст ве с большей угловой скоростью ( ыц). Нагретая до С = 1100 С заготовка диаметром 12,8 мм прокатывается в первом устройстве до диаметра 12 мм и во втором устройстве до 15 диаметра 11 мм со скручиванием сечеО ния заготовки до угла скручивания 3 Отношение угловых скоростей составляет 1,003.8. Прокатка с максимальным отноше нием угловых скоростей.Прокатка осуществляется в прокатных устройствах с углами наклона осей валков Ы = 34, 0 = 4 с вращением сечения во втором устройстве 25 (а) ы, ). Нагретая до 1100 С заготовка прокатывается в первом устройстве с диаметра 15 мм до диаметра 12 мм, далее во втором устройстве до диаметра 10,5 мм со скручиванием ,З 0 сечения заготовки до угла скручивания= 87 . Отношение угловых скоростей составляет 14.9. Среднее значение отношения угловых скоростей. 35 Заготовка прокатывается в устройствах с углами наклона осей валков24 и Ы= 6 с угловыми скоростями вращения сечения заготовки я 1 ы, . Нагретая до= 1100 С заготовка прокатывается в первом устройстве с диаметра 15 мм до диаметра 12 мм и во втором устройстве до диаметра 10,5 мм со скручиванием заготовки= 85 . Отношение угловых скоростей составялет х 6. 0 10Предлагаемый способ позволяет прокатывать со скручиванием точные заго товки с большими степенями деформации из труднодеформируемых материалов. Применение предлагаемого способа в инструментальном производстве по сравнению с известным позволит Получить на каждой тонне быстрорежущей стали экономический эффект 800 руб, за счет снижения трудоемкости и повышения производительности процесса. Формула изобретения 1. Способ скручивания прутков,включающий нагрев и одновременнуюдеформацию заготовки в двух последовательно установленных инструментах,каждый из которых сообщает заготовкеугловую скорость вращения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения трудоемкости и повышенияпроизводительности, заготовку деформируют винтовой прокаткой, а вкачестве инструмента берут две парыкосо расположенных профилированныхвалков, прокатку осуществляют с обжатием 7-86% в каждой паре валковс вращением заготовки в одном направлении, но с разными угловымискоростями, отношение которых равно1,003-14, а отношение величин подачи заготовки во втдрой и первой парахвалков по ходу прокатки равно 0,0810, при этомугол скручивания обратно пропорционаленвеличине подачи вовторой паре валков при угловой скорости вращения заготовки во второйпаре валков, большей, чем в первой,и наоборот,2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что заготовку в каждой паре валков прокатывают сначалапрофилированной частью валков до пополучения фасонного винтового профиля, а затем гладкой частью валков дополучения круга,1328030 ю го зо чо ло ю иЧгоп снручцбания б, ераЪв 8 И ЮО Угол сгруиРааог,6,Составитель Е.ШвецЯю 3Техред А.Кравчук Корректор М тор В.Петраш и Подписноета СССРытийнаб., д,4/5 ко отк шская изводственно-полиграфическое предприятие, г.ухгород, ул.Проектная,Заказ 3428/11ВНИИПИ Госупо делам113035, Мос ирак 731рственногобретений а, Ж,0 бОРЯ