Технологический инструмент стана винтовой прокатки Советский патент 1980 года по МПК B21B19/04 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве полых и сплошных длинномерных тел вращения.

Известен технологический инструмент стана винтовой прокатки, содержащий три валка, установленные под углом к оси стана, равном углу раскатки, каждый из которых выполнен в виде конусных участков захвата и раскатки с одинаково направленными вершинами конусов, а также, размещенного между участками захвата и раскатки, конусного гребня с верщиной, направленной противоположно верщинам конусов указанных участков и имеющего диаметры, равные диаметрам гребней других валков, а углы наклона образующих к оси стана каждого участка всех валков равны между собой 1.

Недостатком деформирования металла такими технологическими инструментами является то, что по всей длине очага деформации каждый валок оказывает одинаковое силовое воздействие на прокатываемую заготовку. При таких условиях деформирования в трехвалковом стане винтовой прокатки в центральных слоях заготовки

наблюдается зона затрудненной деформации, а интенсивная пластическая деформация локализуется в периферийных слоях. В этом случае не обеспечивается равномерной проработки структуры металла по поперечному сечению, а получаемый прокат характеризуется значительной разнозернистостью и неоднородностью физико-механических свойств.

Целью изобретения является обеспечение интенсивной и равномерной проработки

10 структуры металла по поперечному сечению, что позволяет получать сортовой прокат высокого качества из непрерывнолитой заготовки.

Поставленная цель достигается в пред15лагаемом инструменте за счет того, что участок захвата одного из валков выполнен с диаметром больщего основания в 1,1 -1,5 раза большим соответствующего диаметра участков захвата остальных валков, а учас20ток раскатки этого валка выполнен с диаметром меньшего основания, в 1,1 -1,5 раза меньщим соответствующего диаметра участков раскатки остальных валков.

На фиг. 1 показан предлагаемый инструмент, поперечный разрез; па фиг. 2 - то же, продольный разрез.

Технологический инструмент содержит три валка 1, 2, 3. Каждый из них состоит из участка захвата 4, гребня 5 и участка раскатки 6.

Диаметры большего основания di участка захвата валка 1 в 1,1 -1,5 раза больше соответствуюпдих диаметров валков 2 и 3, а диаметр с/з меньшего основания участка раскатки валка 1 в 1,1 -1,5 раза меньше соответствующих диаметров валков 2 и 3. ;Диаметры всех валков у вершины гребней dj равны между собой.

Углы наклона ф образуюш,их к оси стана :каждого участка всех валков равны между собой. Из соотношения диаметров и равенства углов наклона образуюших вытекает ;разность между углами у i - у г. раскатки валка 1 и валка 2 или 3.

У - Уг cii - di ,

где oil } dz - углы наклона образующих :К осям валков.

arctg- i arctg -l,

У

где Ь - длина бочки валка.

Расчеты показывают, что требуемое соотношение диаметров валков на участке и участка раскатки достигается при разности углов раскатки 5-20°. : Разница диаметров одного из валков на участках захвата 4 и участке раскатки 6 по сравнению с дву.мя другими зависит прежде всего от качества исходной заготовки. При деформировании непрерывнолитых заготовок, характеризующихся наличием крупных пор и несплошностей, диаметр одного Из валков на участке захвата di следует выполнять больше, а на калибрующем da меньше, чем у двух других dl, в 1,3- -1,5 раза. Дальнейшее увеличение этих соотношений ограничивается с одной стороны возникновением на участке захвата осевых растягивающих напряжений, которые могут привести к разрушению поверхностных слоев металла, а с другой - повышенным скольжением металла относительно поверхности валка, а следовательно, износом калибрующего участка. При деформировании сталей и сплавов, склонных к образованию поверхностных дефектов, отношение диаметров валков dtldi и cfa/ds следует выбирать в пределах 1,1 -1,3.

Процесс прокатки предлагаемым технологическим инструментом осуществляется следующим образом.

Заготовка 7 задается в участок захвата 4, в котором осуществляется предварительная

деформация металла и создаются силы вращения и перемещения заготовки в осевом направлении.

За счет того, что на участке захвата 4 диаметр валков 1 больше диаметров двух

других валков 2 и 3, линейная скорость этого валка, а следовательно, и осуществляемая им подача металла в осевом направлении также больще, чем у этих валков. Поэтому на участке захвата 4 реализуется осевой подпор заготовки, действующий в

направлении гребня, где осуществляется основная деформация металла. Вместе с тем этот валок 1, диаметр которого на участке раскатки меньше, чем у двух других, оказывает сопротивление перемещению металла в осевом направлении, т. е. тем самым достигается осевой подпор заготовки, действующий также в направлении гребня.

Наличие осевого подпора заготовки на деформирующем гребне как со стороны входа металла в гребень, так и со стороны

0 выхода из него, способствует проникновению интенсивной пластической деформации к центральным слоям заготовки и улучшает проработку литой структуры в осевой зоне.

Формула изобретения

Технологический инструмент стана винтовой прокатки, содержащий три валка, установленные под углом к оси стана, равном углу раскатки, каждый из которых выполнен в виде конусных участков захвата и раскатки с одинакова направленными вершинами конусов, а также размещенного между участками захвата и раскатки, конусного гребня с вершиной направляют противоположно верщинам конусов указанных участков и имеющего диаметры, равные диаметрам гребней других валков, а углы наклона образующих к оси стана каждого участка всех валков равны между собой,

0 отличающийся тем, что, с целью обеспечения интенсивной и равномерной проработки структуры металла, участок захвата одного из валков выполнен с диаметром большего основания, в 1,1 -1,5 раза большим соответствующего диаметра остальных валков, а участок раскатки этого валка выполнен с диаметром меньшего основания, в 1,1 - 1,5 раза меньшим соответствующего диаметра остальных валков.

0Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Матвеев Ю. М. и Ваткин Я. Л. Калибровка инструмента трубных станов. М., «Металлургия, 1970, с. 238.