Способ прокатки профильных гильз

Сфез СоватскнкСфцнапнстнчесинлРвспубпнн ОП ЙСАИЫЕ Во 2958ИЗОБРЕТЕЙИЯК АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5). л, В г Н 8/ОО 6 ЬеуаерствелыЯ квннтет СССР оо делан изобретений и открыткЯ(54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ПРОФИЛЬНЫХ ГИЛЬЗ Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а точ" нее к способу прокатки профильных гильз, и может быть использовано при производстве полых профильных изделий с утолщенными концами, например бурильных и обсадных труб беэзамковой конструкции, причем утолщения возможны до трех и более раз,Известен способ производства про- О фильных гильз, при котором осуществляют нагрев заготовки, центровку переднего торца заготовки, прошивку заготовки в полую гильзу на оправке между косорасположенными валками, поворот валков в процессе прокатки для изменения наружного диаметра и толщины стенки, причем поворот валков осуществляют на выходной стороне30 стана посредством поворота подвижной обоймы относительно неподвижной вокруг оси, совпадающей с осью прокатываемой заготовки 13. Недостатком известного способа является то, что даже незначительное изменение толщины стенки требует поворота валков, в результате чего резко увеличивается обжатие перед носком оправки, При дальнейшем увеличении угла подачи обжатие может превысить критическое значения, что приводит к вскрытию полости перед носком оправки и браку по внутренним пленам,Из известных способов производства профильных гильз наиболее близким по технической сущности является спо" соб, при котором осуществляют нагрев заготовки, центровку переднего торца заготовки, получение наружного профиля прокаткой с поворотом валков, развернутых под углом к оси заготовки и одновременной прошивкой.Поворот валков осуществляют вокруг оси, скрешивающейся с осью прошивки под прямым углом и лежащей в плоскости нормальной к оси прошивки Ю ,9029 где О - диаметр заготовки;О - угол разворота (подачи)валков;х - координата точки пересечения проекции оси поворота с 50осью прокатки на плоскость,проходящую через ось прокатки;о - угол поворота;)б- угол входного конуса валка, 55На фиг, 1 изображены сечения очага деформации в двух крайних случаях: при прокатке гильзы с максимальным 3Недостаток известного устройствазаключается в том, что изменение положения валка для уменьшения толщиныстенки гильз в средней части до трехраз и более требует значительных перемещений валков и приводит к увеличению обжатия перед носком оправкидо значений больших, чем критическоеобжатие, что приводит к вскрытию по"лости перед носком оправки и браку по 1 Овнутренним пленам.Целью настоящего изобретения является расширение номенклатуры прокатываемых изделий,Поставленная цель достигается тем,что о способе прокатки профильныхгильз, при котором осуществляют нагрев заготовки, центровку переднеготорца заготовки, получение нарунногопрофиля прокаткой с поворотом валков,развернутых под углом к оси заготовки, и одновременной прошивки, получение наружного профиля прокаткойосуществляют в три этапа, на первомэтапе осуществляют Формовку утолщенного конца с переходным участком путем поворота каждого из валков относительно оси заготовки в плоскости,проходящей через ось заготовки и осьвалка в направлении к оси прокатки,на втором этапе утоняют стенку заготовки при постбянном полонении валковотносительно оси заготовки, а натретьем этапе осуществляют формовкузаднего переходного участка с утолщен 35ным концом, разворачивая каждый извалков относительно оси заготовкив направлении, обратном направлениюповорота на первом этапе, причем пространственные координаты оси поворота40каждого валка определяют из следующих зависимостей:х = (03-1,2) О; у = (0,2-2,)О(1,0-1,5)ОЗг = (х - х)С 9 Вр ц =45 О г и минимальным О г диаметрами; наФиг. 2 - изображен в пространственнойсистеме координат О, очаг деформациипри прокатке с одновременной прошивкой толстостенной части гильзы диаметром О и толщиной Ь; на Фиг. 3 то же при прошивке утоненной тонкостенной части гильзы диаметром Оги толщиной стенки Ь; на Фиг,готовое полое профильное изделие;на Фиг, 5 - диаграмма выбора оптимальных координат точки поворота валка,Способ прокатки гильз. с переменным наружным профилем осуществляетсяв три этапа следующим образом.На первом этапе формуют и одновременно прошивают участки гильзы аи 1, (фиг) При этом из сплошной заготовки 1 диаметром О прошиваетсягильза с наружным диаметром О 1, и толщиной стенки Ь, В начале прокатки рабочие валки 2 занимают исходное постоянное полояение показанное пунктирной линиейС О Г Г.С Н (Фиг,1).В этом положении прокатывают участока заданной длины, Участок Ь формуетв результате поворота валков 2 относительно оси заготовки х в плоскостих А А у л (Фиг. 3), расположенной поотношению к оси заготовки под угломподачи валков О, в направлении к осипрокатки, Размеры профиля переходного участка в процессе прокатки иодновременной прошивки изменяютсяследующим образом: наружный диаметргильзы от О до О, а толщина стенкиот Ь до Ь, Следует отметить, чтодлина переходного участка зависитот быстродействия поворота валка 2и скорости прокатки, С увеличениемскорости прокатки длина переходногоучастка увеличивается, уменьшениескорости, наоборот, приводит к умень"шению длины переходного участка.Оправка при прошивке не перемещается в осевом направлении и закрепленанеподвино, хотя может вращаться вокруг своей оси, Когда валок закончитпервый элемент поворота и повернетсяна угол ., его рабочая поверхностьзаймет новое постоянное положениепредставленное на фиг.1 и обозначенное сплошной линией ВСОЕГСН, С поворотом валка 2 увеличивается обжатиев пережиме валков Б5 и начинаетсявторой этап прокатки с одновременнойпрошивкой на оправке. При этом Формуют тонкостенную часть с гильзы2958 формула изобретения Способ прокатки профильных гильз, при котором осуществляют нагрев заготовки, центровку переднего торца. заготовки, получение наружного профиля прокаткой с поворотом валков, развернутых под углом к оси заготов" ки и одновременной прошивкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, цто, с целью расширения номенклатуры пронатываемых изделий, получение наружно" го профиля прокаткой осуществляют в три этапа, на первом этапе осуществляют формовку утолщенного конца с переходным участком путем поворота каждого из валков относительно оси 45 50 55 диаметром О и толщиной стенки Ьформовку трнкостенной части с выпал"няют до получения заданной ее длины.Далее осуществляют третий этаппрокатки, заключающийся в формовкезаднего толстостенного конца с переходным участком, аналогично первомуэтапу, Вал 3 в этом случае поворачивают в противоположном направленииотносительно оси заготовки 1 в плоскости хд А у (фиг, 2), Третий этапзавершают получением заднегоутолщенного конца гильзы наружнымдиаметром О и толщиной стенки Ь,Рабочий инструмент состоит из трехвалков 2 и оправки. Валок имеет двухконусную калибровку соответственнона входе и на выходе и с 2, Оправка имеет два калибрующих конуса дляпрошивки соответственно утолщенного конца 1 к тонкостенной среднейчасти гильзы с,Ось поворота валка проходит черезточку центра качания А (фиг. 1, 2),координаты которой определяют относительно начальной точки, образованной пересечением оси прокатки сплоскостью захвата заготовки, причемодна из координат точки центра качания х = (0,3-1,2) 0.3, вторая координата у = (0,2-2,0) О, трет%я координата 2 = (х- х) йцй, где х 1,координата тоцки пересечения проекции оси поворота с осью прокаткина плоскость, проходящую через осьпрокатки 8 - угол подачи, О диаметр заготовки. В этом случаеугол поворота ш = Г(О,с) или(1-1,5)О 59 6.Результат анализа влияния поло.жения центра качания на обжатие передноском оправки 00, угол входного конуса очага деформации сл, угол качания и) приведен на фиг. 5. Принятыследующие ограничительные значенияЦ с 103, с(12, Ю8 , приведеннйе на фиг. 5. В результате координаты у и х, отложенные на осях фиг,5,удовлетворяющие указанным ограничи"тельным значениям, ограничены заштрихованной областью. Для пояснения способа прокаткисгильз переменного сечения рассмотрим конкретный пример, Заготовку ф 120 мм определенной длины подвергают нагреву и центровке переднего торца для обеспечения нормальных 5 10 15 20 25 30 35 40 6условий деформации, Затем заготовку подают к рабочей клети прошивного стана, обеспечивающего поворот валков в процессе прошивки. В первой стадии на оправке ф 93 мм с двумя калибрующими участками прошивают участок гильзы заданной длины наружным диаметром 140 мм, внутренний диаметр гильзы калибруют на конусеооправки с угломЗатем осуществляют поворот валка от исходногооположения на у гол Ф = 7 к оси прокатки, В процессе поворотка валка на угол м = 7 происходит формообразование переходного участка, Длину переходного уцастка можно регулировать быстродействием поворота вал" ков. Окончание процесса поворота соответствует началу прошивки.тонкостенной средней части гильзы Ф 110 мм на меньшем калибрующем конусе оправки с углом 4 , При этом валок находится в постоянном. положении. Получив среднюю часть гильзы необходимой длины осуществляют поворот валков на угол о= 7 в обрат ном направлении от оси прокатки.Процесс поворота сопровождается формообразованием заднего переходно го участка, а затем прошивается задний конец гильзы ф 140 мм. После окончания прошивки гильза выдается иэ рабочей клети прошивного стана.Предложенный способ прокатки про фильных гильз по сравнению с известными позволяет получать гильзы периодически повторяющегося профиля с утолщениями до трех и более раэ с высоким качеством прокатываемой по 1 верхности, 902958заготовки в плоскости проходящей через ось зеготовки и ось валка в направлении к оси прокатки, на втором этапе утоняют стенку заготовки при постоееном положении валков отно" 5 сительно оси заготовки, а на третьем этапе осуществляют Формовку заднего переходного участка с утолщенным концом, равворачивая каждый из валков относительно оси заготовки в на правлении, обратном направлению по" ворота на первом этапе, причем пространственные координаты оси поворота каждого валка определяют из следующих зависимостейх = (913 1 в 2)0 е у = (Оя 2 2 ф 4)01 У (х х)щй; и (10-1, 5) 0суагде 0 Д диаметр заготовки,угол разворота (подачи)валков,координата точки пересеченияпроекции оси поворота с осьюпрокатки на плоскость, проходящуюю через ось прокатки,угол поворотаугол входного конуса валка,хПатент Франции И 1475645,кл. В 21 В, 1967. 2. Патент ФРГ Иф 1211119,кл. В 21 В 19/ 12, 1959 (прототип). Источники информации принятые во внимание при экспертизе902958 Составитель М, Мигачеваоляда Техред Ж.Кастелевич Корректор М.Пожо едакто лиэл ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектн 12515/1 М Тираж 701 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Н, Рауш