Технологический инструмент прошивного стана

 

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано при производстве горячекатанньпс бесшовных труб на трубопрокатных агрегатах с косовалковыми станками. Целью изобретения является повышение точности геометрических размеров прошиваемых гильз путем стабилизации положения заготовки-гильзы на оси стана. Технологический инструмент прошивного стана содержит короткую прошивную оправку 1, два симметрично расположенных вокруг оси оправки, развернутых на углы подачи и раскатки валка. Валки имеют прошивной конус 2 увеличивающегося диаметра, цилиндрис о (Л 95721 8 6 W V // v 12 -ЛГ13 Фиг. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 4 В 21 В 19/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

157 2

Фиг. 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3950112/22-02 (22) 03.09.85 (46) 07.07.8?. Бюл, № 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (72) И.К.Гейко, К.И.Гейко, В,Я.Остренко, A,È.Êîçëîâñêèé, А.А.Сильченко, Б;А.Резниченко и С.П.Михалев (53) 621.774.353(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 590024, кл. В 21 В 19/04, 1976.

Матвеев 10.М., Ваткин Я.Л. Калибровка валков и инструмента трубных станов. М.: Металлургиздат, 1951, с. 127-145. (54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ ПРОШИВНОГО СТАНА (57) Изобретение относится к трубному производству и может быть исполь— зовано при производстве горячекатанных бесшовных труб на трубопрокатных агрегатах с косовалковыми станками.

Целью изобретения является повышение точности геометрических размеров прошиваемых гильз путем стабилизации положения заготовки-гильзы на оси стана. Технологический инструмент прошивного стана содержит короткую прошивную оправку 1, два симметрично расположенных вокруг оси оправки, развернутых на углы подачи и раскатки с валка. Валки имеют прошивной конус 2 увеличивающегося диаметра, цилиндри13 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 фаски 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 илиндрическую рабочую поверхность, ось которой совпадает с осью оправки. Выходной участок 13 линеек выполнен с цилиндрической поверхностью, расстояние до которого от сечения пережима валков определя21493 ется иэ ссотношения m = р-k+(0,5-1,5)

d,tgf5, где ш — расстояние между участками с цилиндрической поверхностью; р — длина рабочей ;асти оправки;

1< — выдвижение носка оправки за пережим; d,. — расстояние между линейками на выходном участке с цилиндрической поверхностью; > — угол подачи.

Длина участка линеек до пережима валков больше длины прошивного конуса валков до пережима и кратчайшие поперечные расстояния между концевыми участками валков не превышают расстояний между линейками в этих же сечениях. Также задние торцы линеек расположены в плоскости, удаленной от задних Торцов валков на величину (0,4-1,4) ° d,tgJ3 . 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение 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. fÎ

На фиг,1 изображен очаг деформации прошивного стана выше оси заготовки— в плоскости BBJlKoB и ниже осН загО товки — в плоскости линеек; на фиг.,?— калибровка валка, вариант.; на фиг,3 — f5 калибровка линейки для тонкостенных гильз с отношением диаметра к толщине стенки DjS 9-22, вариант; на фиг,4— то же, для особотолстостенных гильз с

9/S=2,5-5; на фиг. 5 — поперечная 20 разностенность гильз,, 1 — полученных с использованием калибровки известного инструмента 2 — полученныхс использованием предлагаемого инструмента.

Технологический инструмент содержит короткую прошивную оправку 1, два симметрично расположенньп«вокруг оси оправки, развернутых на углы подачи и раскатки валка, имеющих прошивной конус. 2 увеличивающегося диаметра, цилиндрический пережим 3, раскатной конус 4 уменьшающегося диаметра,,цва 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 рабсчей поверхностью, ось которой совладает с осью оправки, и выходной участок ",3 с цилиндрической поверхностью, расстояние до которого от сечения пережима. валков определяется из соотношения

N = P — K + (0,5-1,5) d„tg P, где М вЂ” расстояние между участками с цилиндрической поверхностью, мм;

Р— длина рабочей части оправки, мм;

К вЂ” выдвижение носка оправки sa пережим, мм;

d„ — расстояние между линейками на 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 расстоя1321493 ний между линейками в этих же сечениях. Кроме того, задние торцы линеек расположены в плоскости, находящейся на расстоянии (0,4-1,4) kaid„tgP от задних торцов валков. 5

Выбранное расположение начала выходного участка 13 соответствует плоскости выхода гильзы из раскатного конуса 4 валков. Смещение начала участка В в любую сторону от указан- 10 ного положения приводит к тому, что калибр, образуемый линейками, не соответствует конфигурации деформируемой гильзы. Это снижает эффективность предлагаемого инструмента, Минималь- 1-5 ное значение пределов является для прошивки в толстостенную гильзу, так как при прошивке коэффициент овализации минимален ((= 1,04), а максимальнее — для тонкостенных ((=1,1220

Уменьшение 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) il d,tgP приводит к повышению вибрации гильзы в очаге деформации, так как снижается длина центрирующего участка 13.

1 30

Угол наклона образующей между участками 12 и 13 выбирается в зависимости от толстостенности гильзы.

Для тонкостенных гильз (D/S = 9-22) образующая должна быть наклонена в

35 ту же сторону, что и образующая раскатного конуса валка, а для толстостенных и особотолстостенных гильз (D/S = 2,5-5) прошивка идет с посадом по диаметру, а следовательно, об-у0 разующая 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- 50 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 обеспечивает контакт концевых 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."ками уменьшает .я до 0,95-0,90 расстояния между линейками под соответствующим пилиндрическим 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 с использованием предлагаемого технологического инст— румента.Предлагаемый технологический инструмент имел следующую калибровку.

Валки имели биконическую калибровку с углами входного прошивного и выходного раскатного конусов 3 30 и пережимом о шириной 10 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 выха5 13214 де - 50 мм, Диаметр валка в пережиме

240 мм, максимальный диаметр входного концевого участка 234 мм, выходного — 237 мм. Линейки имели три ðàбочих участка: длина до пережима цилиндрического участка 105 им, выходного — 50 мм, длина участка, расположенного между цилиндрическими участками 55 мм. Для прошивки особотолстостенных гильз (D/S = 2,5-5) исполь- 10 эовались линейки с радиусом 30,5 мм участка до пережима валков и выходного — 29 мм; для тонкостенных гильз (D/S = 9-22) применялись линейки с радиусом цилиндрического до пережима 15 участка 30,5 мм и выходного — 32 мм, При этом кратчайшее расстояние между валками на концевых участках было равно 60 и 57 мм, 60 и 63 мм. Расстояние между линейками под цилиндричес- 20 ким участком 61 мм, расположенным до пережима валков.

Заготовки из стали 20 диаметром

60 мм и длиной 180 мм на.гревали до

1200 С и прошивали при углах подачи о о валков 8, углах раскатки 0 и,час— тоте вращения валков 50 об/мин, на оправках диаметрами 25-56 мм.

93 б та, составила 13,6, для партий гильз, прошитых с использованием предлагае- мого инс трумента, — 6, 2, Разно стенность гильз снизилась на 54%, при этом значительно снижена длина участков с повышенной 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 заго" îâêè-гильзы на оси прошивки. Поперечная разностенность гильз снижается более чем в два раза, продольная кривизна — в 8-9 раз. Это позволит снизить расход металла за счет уменьшения конпевой обреэи готовых труб, а также эа счет уменьшения номинальной толщины степки готовых труб. Это приведет к соответствующему повышению производительности трубопрокатного агрегата.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

При 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 гиль, о зы находится в 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

I HrI> (IIo 1 2 IIIT K), IIpoHIHTbIx c исполь зованием известного и предлагаемого технологического инструмента, показаны на фиг,5. Средняя величина разностенности партии гильз, прошитых с использованием известного инструмен). Технологический инструмент прошивного стана, содержащий оправку, два симметрично расположенных вокруг ее оси развернутых на углы подачи и раскатки, валка, имеющих пережим и два конуса, две желобчатые линейки, каждая иэ которых имеет до пережима валков участок с:илиндрической рабочей поверхностью, ось которой совпадает с осью оправки, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности геометрических размеров прошиваемых 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 oI сечения пережима валков определено иэ соотношения:

М = Р— К + (0,5-1,5) а, tgР, где M — расстояние между участками с цилиндрической поверхностью, ммь

Р— длина рабочей части оправки, мм:

1321493 8 ные расстояния между концевыми участками валков не превышают расстояний между линейками в этих же сечениях.

К вЂ” выдвижение носка оправки за пережим, мм; с1 — расстояние между линейками на 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 попереч2, Инструмент по п.I о т л и— ч а ю шийся тем, что задние торцы линеек расположены в плоскости, размещенной на расстоянии (0,4-1,4)õ х с1,tg P T HHx o iio BilJIKoB

)321493

О 00 ЯЮ ЯОО

/ 4 Длинна гильзы, юю

Составитель В.Юсупов

Техред И.Попович Корректор . А.Ильин

Редактор А.Ворович

Заказ 2701/6

Тираж 480 Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4