Технологический инструмент для винтовой прошивки

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублии

Gn NCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оо 753505 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 14.07.78 (21) 2642626/22-02 с присоединением заявки ¹â€”

В 21 19/04//

В 21 В 25/00

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 07.08.80. Бюллетень ¹ 29 до делам изобретений и открытий (5Ç) УДК621.774. .353 (088.8 ) Дата опубликования описания 07.08.80

И. Н. Потапов, Б, А. Романцев, В. А. Попов, А. В. Гопчарук и В, И, Шаманаев (72.) Авторы изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знвмени институт стали и сплавов (71) Заявитель (54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ И НСТРУМЕНТ ДЛЯ ВИ НТОВОЙ

ПРОШИ ВКИ

Изобретение относится к трубопрокатному производству и касается технологического инструмента прошивного стана винтовой прокатки.

Известен технологический инструмент 5 прошивного стана, включающий бочкообразные валки с пережимом и оправку, имеющую на участке, соответствующем пережиму валков, кольцевую выемку Я.

Технологический инструмент имеет ряд1о недостатков: повышенная разностеннссть получаемых гильз, неудовлетворительное качество внутренней поверхности получаемых иэделий, связанное с наличием выемки, которая приводит к переносу макси- 5 мальных обжатий в зону раскатного участка.

Наиболее близким по технической сущности К заявленному является технологический инструмент для винтовой прошивки, о включающий бочкообразные валки, каждый иэ которых имеет входной, выходной конусы и пережим, 1Ъ оправку, имеющую носик, рабочую часть, раскатной и цилиндрический участки и обратный конус, сумарная длина которых равна 1,7-2,2 диаметра цилиндрического участка оправки, и выдвинутую носиком за пережим валков на величину, равную 0,5-1,2 диаметра оправки, при этом угол наклона образующей раскатного участка равен углу наклона, образующей выходного конуса рабочего вашса (2j.

Применение такого технологического инструмента при прошивке заГотовок приводит также к значительной разностенностй получаемых гильз (обычно 10%), которая обьясняется, в первую очередь, особенностью распределения относительных обжатий по длине очага деформации. Ха рактер распределения обжатия показывает, что максимальные обжатия стенки гильзы осуществляются на рабочем участке оправ ки, а на раскатном участке обжатия незначительны. При таком характере распределения относительных обжатий оправка на:38 05

55

3 75 хОдится В сОстОянии неустойчивого дина мического равновесия и достаточно прило жения небольшого возмущаюшего фактора, например, неравномерности нагрева, физи

Ko — механических свойств металла и т,д. как происходит смешение оправки с оси заготовки, ведушее и разностенности гильзы. В связи с этим в процессе прошивки на оправку действует смешаюшая сила тем большая, чем на большей длине контактной поверхности оправки с металлом будут распределяться относительные максимальные обжатия.

Йля уменьшения смещающей силы необходимо уменьшить длину участка или ширину контактной поверхности металла с оправкой. Уменьшение ширины контактной поверхности, как показали дополнительно проведенные исследования, является менее рациональным, чем уменьшение длины участка.

Цель изобретения - повышение точности гильз путем смещения максимума обжатий к месту расположения носика оправки.

Поставленная цель достигается созданием технологического инструмента, включающего бочкообразные валки, составленные из входного и выходного конусов и пережима, и оправку, имеющую носик, рабочую часть, раскатной и цилиндрический участки и обратный конус, суммарная длина которых равна 1, 7-2,2 диаметра цилиндрического участка оправки, и выдвинутую носиком за пережим валков на величину, равную 0,51,2 диаметра цилиндрического участка оправки, образующая рабочей части оправки выполнена в виде вогнутой дуги радиуса, равного 0,2-0,5 диаметра цилиндрического участка оправки, центр которого расположен на перпендикуляре к оси оправки в сечении начала ее носика, при этом длина рабочей части составляет 0,2 — 0,7, а раскатного участка

1,5 — 2, 0 диаметра цилиндрического участка оправки при угле наклона обрао зующей ее раскатного участка на 2-4 большем угла наклона образующей выходного конуса валка.

На фиг. 1 представлен технологический инструмент прошивного стана; на фиг. 2график распределения относительных обжатий при использовании нового технологического инструмента.

Технологический инструмент включает бочкообразные валки, составленные из входного конуса 1, выходного конуса 2

l5

40 ф и пережима 3 и оправку, имеющую носик

4, рабочую часть 5 с образующей в виде вогнутой дуги радиуса, равного О, 20,5 диаметра оправки, раскатной участок 6, цилиндрический участок 7 и обратный конус 8. Блина оправки, равная

1,7 — 2,2 диаметра цилиндрического участка оправки, определяющего ее диаметр, составлена в основном из рабочей части, равной 0,2-0,7 диаметра и раскатного участка, равного 1,5-2,0 диаметра.

Смещение максимума обжатий к месту расположения носика оправки обеспечивается протяженностью ее рабочей части, равной (0,2-0,7) диаметра оправки (см. фиг. 2), и выполнением образующей в виде вогнутой дуги радиуса, равного

0,2-0,5 диаметра оправки.

Уменьшение величины рабочего участка оправки менее 0,2 диаметра может привести к повышенному износу участка перехода от рабочей части к раскатному участку, а увеличение его более 0,7— к отсутствию смещения максимума обжатий к месту расположения носика оправки.

Относительное обжатие на этом участке возрастает на 30% по сравнению с известным технологическим инструменroM, а длина контактной поверхности с максимальными обжатиями снижается на

40-50 Ь. В связи с этим величина смещающей силы будет меньше на 20-30 4.

Кроме того, для осуществления центрирования оправки непосредственно в очаге деформации, т. е. стенками гильзы, необходимо чтобы величина относительного обжатия была постоянной на всей цлине раскатного участка.

Такое условие выполняется, когда pacKBrHûé участок оправки выполнен с уго лом наклона образующей на 2-4 большим yrna наклона образующей выходного конуса валика. Такая величина угла наклона образующей раскатного участка обусловлена reM, чтб применение угла менее

2 не обеспечит равномерности обжатий и приведет к росту максимальных обжатий у места расположения носика оправки, о а более 4- - к увеличению участка с максимальными обжатиями. Как уменьшение угла, так и его увеличение приведут оправку в состояние неустойчивого динамического равновесия и, как следствие, к повышению разностенности получаемых гильз.

Протяженность раскатного участка при этом составляет величину, равную

1,5-2,0 диаметра оправки. Уменьшение протяженности раскатного участка менее чем на 1,5 диаметра оправки не обеспечивает дополнительного центрирования оправки в очаге деформации и, как следствие, получаемые гильзы имеют резистентность, равную 1,0-1,2 мм. В то же время, увеличение участка более чем иа два диаметра оправки практически не оказывает существенного влияния иа 30 точность получаемых гильз, но приводит к дополнительному расходу металла на изготовление оправки.

Процесс прокатки осуществляется следующим образом. Нагретую заготовку за-

Для обеспечения стабигп ности протекания процесса прошивки обжатие перед но- 25 сиком оправки должно составлять 4-8% независимо от ее формы. При таком положении носика оправки относительно валков рабочая часть 5 должна размещаться о пережима, благодаря чему обжатия локали-Зр зуются на сравнительно коротком участке и, тем самым, повышают динамическую устойчивость оправки в очаге деформации, Кроме того, происходит дополпительное центрирование оправки за счет постоянной з величины обжатия стенки гильзы па длинном раскатном участке 6. Смешение огравки относительно оси заготовки практически исключается.

Пример. На полупромышленная. стане 40

МИСиС-100 была проведена опытная прокатка гильз из стали 60 следующих размеров: наружный диаметр 100 мм, внутренний диаметр 60 мм,, длина 500 мм.

Перед прошивкой заготовки были разбиты 4s на две партии. Первую партию заготовок прошивали на известном технологическом инструменте, а вторую - на новом.

Прошивку осуществляли валками с симметричной биконической калибровкой (угол 0 наклона образующей 2 30) при угле подачи, равном 16 и обжатии в пережиме о

1 47, а перед носиком 8%. Диаметр валков в пережиме составлял 400 мм, при скорости вращения 40 об/мин. 55

При прошивке заготовок первой партии оименяли известные оправки диаметром

05 6

58 мм, которые имели длину рабочей части 77,2 мм, а раскатного участка - 40,5 мм с углом наклона образующей 3 30, а второй - новые оправки диаметром также

58 мм, при длине рабочей части 25 мм и радиусе образующей 18 мм, а раскатного участка 92 мм с углом наклона образуюш,й 6о

Как показали проведенные исследования гильзы первой опытной партии имели разностенность 10-18, в то время как рази остенность гильз второй партии не превышала 3-410.

Таким образом,. использование предложенного технологического инструмента для прошивки заготовок позволяет существенно повысить точность геометрических размеров гильз.

Формула изобрете ния

Технологический инструмент для винтовой прошивки, включающий бочкообразные валки, составленные из входного и выходного конусов и пережима, и оправку, имеющую носик, рабочую часть, раокатпой и цилиндрический участки и обраьный конус, суммарная длина которых равна 1,7-2,2 диаметра цилиндрического участка оправки, и выдвинутую носиком за пережим валков па величину, равную

0,5-1,2 диаметра цилиндрического учасъке оправки, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности гильз путем смешения максимума обжатий к месту расположения носика оправки, обра зуюшая рабочей части оправки выполнена в впде вогнутой дуги радиуса, равного

0;2-0,5 диаметра цилиндрического участ ка оправки, центр которого расположен на перпендикуляре к оси оправки в сечении начала ее носика, при этом длина рабочей части составляет 0,2-0,7, а раскатного участка 1,5-2,0 диаметра цилиндрического участка оправки при угле наклона образующей ее раскатного участка на

2-4 большем угла наклона образующей выходного конуса валка.

Источники информации принятые во внпмапие при экспертизе

1. Патент СССР ЛЬ 341205, кл. В 21 В 19/О4, 1970.

2. Потапов И. Н., Полухин П, И, Новая технология винтовой прокатки.

М., Металлургия, 1972, с. 251-256 (прототип) .

75 3505

Фиг.!

Я с > 20

°

О

К 10

3 -ь

Составитель А. Матурина

Редактор C. Титова Техред М. Левипкая Корректор М. Пожо

Заказ 4804/6 Тираж 98 6 Подписное

UHHHHH Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4