Способ поперечно-винтовой прокатки Советский патент 1993 года по МПК B21B19/04 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может найти применение в производстве труб на трубопрокатных установках с залковыми станами поперечно-винтовой прокатки. С меньшей долей вариантов использования может применяться на дисковых и грибовидных станах. На современных станах поперечно-винтовой прокатки используются величины обжатий заготовки пЈред носком оправки до 5-7%, которые предопределяются условиями вторичного захМата и сохраняются неизменными в процессе прошивки. Это обуславливает применение завышенных величин обжатий и овализации заготовки-гильзы и в установившейся части процесса прокатки с неблагопри- ятными условиями конца прокатки. Приведенные параметры процесса прошивки приводят к развитию внутренних и наружных дефектов гильзы, д также предопределяют

возможность случаев заката задних концов гильз.

Цель изобретения - предотвращение развития в процессе деформации дефектов .гильзы и улучшение качества труб, снижение энергозатрат и повышение стойкости производственного инструмента за счет уменьшения обжатия заготовки и овализации прошиваемой гильзы.

Сущность изобретения заключается в том, что в неустановившейся части процесса поперечно-винтовой прокатки расстояние между валками после вторичного захвата заготовки плавно увеличивается для уменьшения обжатий перед носком оправки и в пережиме со снижением овализации гильзы. Это обеспечивает предотвращение развития внутренних дефектов и сокращение образования наружных дефектов прошиваемой .шАьаы.

S

СО

С

00

со

ел

со кэ со

Обжатие заготовки после вторичного захвата уменьшают в пережиме валков на 6-10% и перед носком оправки на 15-40% путем одинакового увеличения расстояния между валками. Угол раскатки в процессе прошивки не изменяется. Валки разводятся плавно (с регулируемой скоростью) с помощью гидроцилиндров, встроенных по осям нажимных винтов.

Существенные отличия изобретения от прототипа: уменьшение обжатия перед носком оправки осуществляется увеличением расстояния между валками; уменьшается обжатие заготовки в пережиме, за счет чего снижается овализация гильзы; исключается дополнительное выдвижение оправки со смещением очага деформации во входной конус, что вместе с уменьшением овализа- ции обеспечивает уменьшение сопротивле ния осевому течению металла и создает условия осуществления процесса прошивки без подпора толкателем.

Так, в частности, с последним по време; ни прототипом по авторскому свидетельству СССР и 565728 имеются следующие общие признаки: расстояние между валками во входном конусе очага деформации увеличивают в период неустановившегося процесса изменением угла раскатки (из формулы прототипа); изменение угла раскатки с увеличением расстояния между валками во входном конусе очага деформации осуществляется с помощью одного гидроцилиндра по оси нажимного винта с входной стороны стана. Этот признак существенно отличается от прототипа согласно патенту ФРГ, по которому расстояние между валками изменяется с выходной стороны стана.

Реализация целей первого прототипа, включающих улучшение условий захвата и повышениестабильности процесса, требует увеличения длины контактной поверхности и обжатия переднего конца заготовки. Это достигается увеличение положительного угла раскатки, что приводит на уменьшенных углах конусности к образованию концевых плен на гильзах из легированных и качественных сталей.

Существенные отличия изобретения от прототипа, вытекающие из различия целей, следующие:

- цели прототипа реализуются применением положительного угла раскатки, а цель изобретения применением отрицательных углов раскатки. Это отличие является существенным, т.к. при положительных углах раскатки объем деформации во входном конусе возрастает, а при отрицательных углах наоборот имеет меньшие значения в сравнении с процессом осуществляемым с исходным нулевым углом раскатки.

- Развод валков согласно прототипу начинается после первичного захвата, и по

изобретению после вторичного захвата заготовки. Решение прототипа исходя из целей улучшения качества является нерациональным, т.к. предполагает повышение обжатия при первичном захвате. На

0 существующих прошивных станах принятые углы входного конуса обусловлены использованием всей длины бочки и минимальными обжатиями при вторичном захвате. Поэтому дальнейшие пути улучше5 ния качества могут быть реализованы уменьшением обжатий после свершения вторичного захвата, что и предусматривается изобретением.

По второму способу изобретения (п.2

0 формулы) предусматривается после вторичного захвата уменьшать обжатие перед носком оправки путем увеличения расстояния между валками с входной стороны стана изменением отрицательного угла раскатки

5 от его исходного положения. Для станов с бочкообразными валками за исходное принимается нулевое значение угла раскатки, применяемое на действующих станах.

В неустановившемся процессе прошив0 ки обжатие заготовки после вторичного захвата уменьшают перед носком оправки на 10-30% и в меньшей мере в пережиме. Валки плавно (регулируемо) разводятся на требуемую величину уменьшения обжатия с

5 помощью одного или двух гидроцилиндров встроенных по оси передних нажимных винтов. В результате угол раскатки изменяется от нуля до определенных отрицательных значений, соответствующих достижению

0 заданного уменьшения обжатий.

В обоих предложенных способах введены пределы снижения обжатий заготовки в зависимости от маркоразмеров гильзы и конструкции прошивного стана. Верхний

5 предел снижения обжатий ограничен необходимостью сохранения устойчивости процесса прошивки. Снижение обжатий на величину менее 10% мало эффективно. Процесс прошивки осуществляется без подбора

0 заготовки толкателем. Осуществляемый с помощью гидроцилиндров развод валков начинается немедленно после осуществления вторичного захвата заготовки и заканчивается к моменту заполнения металлом

5 входного конуса очага деформации.

Устойчивость процесса прошивки в предложенном способе обеспечивается следующими факторами: снижением овали- зации в очаге деформации: в выходном конусе валков величина деформации в

сравнении с аналогом практически не изменяется; деформация заготовки, после осуществления вторичного захвата интенсивно нарастает, вследствие чего прирост тянущих сил с избытком компенсирует уменьшение обжатия при разводе валков.

Последнее подтверждение резким увеличением .осевой составляющей деформации и ростом усилий прокатки после того, как носик оправки выйдет в задний конец заготовки. Это приводит, в частности, к случаям заката заднего конца гильзы.

Описание этапов функционирования Способа поперечно-винтовой прокатки приводим с использованием примерной схемы двухвалкового стана поперечно-винтовой прокатки с кассетным креплением бочкообразных валков, приведенной на фиг.1.

Валки 2 закреплены в кассетах 3, которые размещены в барабанах 8. Перед прошивкой очередной гильзы 10 валки сводятся в исходное положение согласно действующему табелю прокатки, путем выдвижения поршня в гидроцилиндрах 6, встроенных в нажимные винты 5.

Конкретная величина выдвижения соответствует заданной величине уменьшения обжатия заготовки в процессе прошивки, принимаемой для каждого макроразмера гильзы с учетом технологических параметров, обеспечивающих устойчивость в установившемся процессе прокатки.

После установки валков в исходное положение заготовка 1 задается в прошивной

стан толкателем 9. В момент встречи заготовки с оправкой 4 и осуществлении вторичного захвата поршень каждого цилиндра отходит до упора, осуществляя за период

5 неустановившегося процесса плавный развод валков на заданное уменьшение обжатия перед носком оправки и в пережиме очага деформации. В установившейся части процесса прошивки осуществляется на

0 уменьшенных величинах рбжэтия. После завершения прошивки очередной гильзы цикл повторяется.

Формула изобретения

5 1. Способ поперечно-винтовой прокатки, включающий деформацию заготовки валками на оправке с уменьшением в период не-ч тгановившегося процесса обжатия перед носком оправки, отличающийся

0 тем, что, с целью улучшения качества прошиваемых гильз обжатие заготовки после вторичного захвата уменьшают в пережиме валков на 6-10% и перед носком оправки на 15-40% путем одинакового увеличения рас5 стояния между валками без изменения угла раскатки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обжатие заготовки после вторичного захвата уменьшают перед носком оправ0 ки на 10-30% и в меньшей мере в пережиме hyreM увеличения расстояния между валками с входной стороны стана изменением отрицательного угла раскатки от его исходного нулевого значения.

Ш

Использование; в производстве труб на трубопрокатных установках с валковыми станами поперечно-винтовой прокатки, а также на установках с дисковыми и грибовидными прошивными станами. Обжатие заготовки после вторичного захвата уменьшается в пережиме валков на 5-15% и rie-; ред носком оправки на 10-30%. Увеличение расстояния между валками для уменьшения обжатия осуществляется с регулируемой скоростью под действием усилия прокатки. Установка валков в исходное перед прошивкой положение производится подачей в гидроцилиндр, встроенный в нажимной винт ; стана, определенной порции рабочей жидкости с помощью дозатора, 1 ил.