Способ поперечно-винтовой прокатки труб или периодических профилей
369967
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Счюз Соеетскит
Сациалиатичеаиив
Реолтблин к АВтОРскОму сви@етельству
Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”
М, Кл. В 21h 8/00
В 21Ь 19/00
Заявлено 09.111.1971 (№ 1625165. 25-27) с присоединением заявки №вЂ”
П р порт!тет—
Опубликовано 15.ll.19т3. Бюллетсиb № 11
Дата опубликования описания 21.1т .1973
Номитет ло делам изобретеиий и отирытий лри Совете Миииотров
СССР
УДК, 621,771.013(088.8) Авторы изобретения
П. И. Полухин, Кт Ф. Миленный, Р. М. Го. убчик,в ... 1
Московский институт стали и сттлавов библиотека fABA э. ъ чцРК
Заявйтель
СПОСОБ ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОИ ПРОКАТКИ ТРУБ
ИЛИ ПЕРИОДИЧЕСКЙХ ПРОФИЛЕЙ
Изобретение относится к обработке метал""îâ давлением, в частности к производству периодических профилей и труб на станах поперечно-винтовой прокатки.
Известны два основных способа ведения указанных процессов: в двухвалковом стане с двумя (одним) направляющими линейками (роликами) и в TpexBaëêoâîì стане.
При прокатке в двухвалковом стане в осевой зоне заготовки реализуется разноименная схема напряженного состояния: вдоль линии действия рабочих валков возникают сжимающие напряжения „, а в перпендикулярном направлении (линия действия направляющего инструмента) — растягпвающие, При вращении заготовки частицы металла в осевой зоне испытывают знакопеременные нагрузки, что во многом способствует разрыхлению центральной части заготовки и нарушению ее сплошности. Такое самопроизвольное вскрытие полости в практике производства труб приводит к наиболее распространенному виду брака — образованию плен на внутренней поверхности гильз. При производстве периодических профилей это явление приводит к резкому ухудшению механических свойств получаемых изделий. Вероятность разрушения во многом зависит от размаха напряжений в осевой зоне, равного сумме модулей напряжения /а, /+/ а ./.
При прокатке в трехвалковом стане (валки расположе ы иод 120 ) в осевой зоне заготовки реализуется схема двухосного сжатия.
Прп этом пластическое течение металла в
5 центральной части затруднено, а деформация восевой з,опе I ронсхсдит за счет течения периферийных слоев металла в осевом направлении. Все это создает дополнительные напряжения растяжеш;я в осевом направлении, а !
О также требует дополнительных энергозатрат для ведения процесса.
Цель изобретения состоит в разработке такого способа прокатки, который позволяет управлять схемой напряженного состояния цент-!
5 ральной части заготовки, особенно при работе с труднодеформируемыми сталями и сплавами, и обеспечивает повышение качества получаемых изделий и гильз и экономичное ведение процесса.
Это достигается тем, что угол между валками изменяют в зависимости от механических свойств прокатываемого материала в пределах от 0 до 30 для трехвалковых станов и от 0 до 45 — для четырехвалковых станов.
На фиг. 1 показана схема прокатки и напряженно деформированного состояния на четырехвалковом стане; на фиг. 2 — схемы прокатки и напряженно деформированного состояния на трехвалковых станах.
369967
Пример 1. Поперечно-винтовая прокатка с регулированием схемы напряженно деформированного состояния заготовки в стане с четырьмя рабочими валками.
На фиг. 1 схематически представлено решение предлагаемого способа путем регулирования угла сближения р приводных валков в четырехвалковом стане поперечно-винтовой прокатки.
Приводные валки попарно связаны, причем угол р между ними является регулируемы..
Чем меньше угол р, тем меньше отношение горизонтального напряжения ак в осевой зоне заготовки к вертикальному а„. При угле p=30" (см. на фиг. 1 график) напряжение а =0.
В этом случае достигается минимальный размах напряжений, что позволяет вести процесс без самопроизвольного вскрытия полости. При прокатке трудподеформируемых сталей и сплавов угол р следует увеличивать. При р)30 в осевой зоне заготовки возникает схема нерав номерного двухосного сжатия, так как горизонтальное напряжение а,. весьма мало по сравнению с вертикальным а,. Ведение процесса по этой схеме также выгодно с точки зрения уменьшения вероятности самопроизвольного вскрытия полости и снижения энергосиловых параметров процесса.
Предельным значением угла р является 45 .
При этом в осевой зоне заготовки действует схема равномерного двухосного сжатия. При
p<30 в центре заготовки действует разноименная схема напряженного состояния. Однако растягивающие напряжения a„настолько малы, что не могут привести к разрушению заготовки. Угол р <30 устанавливают при прокатке пластичных материалов, Таким образом, изменяя угол р, можно изменять схему напряженного состояния осевой зоны заготовки в пределах, представленных на фиг. 1.
Если принять a„=const, то напряжение ак в горизонтальной плоскости изменяется плавно, при этом a,<а <а„. В частном случае а,.=О.
Размеры рабочего инструмента в предлагаемом способе уменьшаются по сравнению с размерами инструмента при прокатке по существующим способам. Если для существуюd щих способов прокатки i= — <1 (где d—
D диаметр заготовки, D — диаметр валка), то по предлагаемому способу диаметр валка
)О
35 меньше или равен диаметру заготовки, т. е.
i) 1.
Пример 2. Поперечно-винтовая прокатка с регулированием схемы напряженно деформированного состояния заготовки в трехвалковом стане. На фиг. 2 схематически представлено решение предлагаемого способа путем регулирования угла между приводными валками 1 в трехвалковом стане поперечновинтовой прокатки.
Пределами регулирования угла являются
Π— 30 . При этом в центральной части заготовки 2 схемы на пряженно деформированного состояния изменяются так же, как и в примере 1 (см. фиг. 2).
Из фиг. 2 (см. график 1) видно, что в этом случае уменьшаются максимальные напряжения а„„, и а„„,, действующие в поперечном сечении заготовки, а также снижаются действующие напряжения а ц, а „„и в осевой зоне заготовки, что уменьшает вероятность вскрытия полости.
Кроме того, уменьшается размах максимальных напряжений, а „ —, а, (и на""макс макс пряжений, действующих в центре заготовки а„+ la „ j, что существенно влияет на качество получаемых заготовок при циклических нагрузках (см. фиг. 2, II). При этом (см. фиг. 2, III) отношение растягивающих напряжений максимальных а /а, в центре
"макс смакс заготовки к сжимающим а „/a,„ïàäàåò, что снижает неравномерность деформации поперечного сечения заготовки.
Предмет изобретения
Способ поперечно-винтовой прокатки труб или периодических профилей на трехвалковых или четырехвалковых станах, включающий прокатку изделия между расположенными под углом друг к другу в поперечной плоскости прокатки приводными валками, отличаюи1ийся тем, что, с целью регулирования схемы напряженно деформированного состояния при прокатке труб и периодических профилей различных марок сталей и сплавов и повышения качества проката, угол между валками изменяют в зависимости от механических свойств прокатываемого материала в пределах от О до 30 для трехвалковых станов и от О до 45 для четырехвалковых станов.
369967 б„=бу б„« у
Фиг.1 п,z
0 10 20 30
Фиг 2
Составитель М. Мигачева
Техред Л. Грачева
Редактор Л. Народная
Корректор О. Тюрина
Заказ 195/678 Изд. № 222 Тираж 780 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/Б
Тип. Харьк. фил. пред. <Патент»
Яъ, z 0
0 10 20 30 45
0 10 20,30
