RU142100U1

RU142100U1 - DEVICE FOR CONTINUOUS ROLLING AND PRESSING OF PROFILES

Info

Publication number: RU142100U1
Application number: RU2014100761/02U
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Боткин; Анастасия Александровна Кубликова; Михаил Павлович Барышников
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2014-06-20

Abstract

Устройство для непрерывной прокатки и прессования профилей, содержащее два подающих валка, образующих рабочий калибр, на выходе из которого расположена матрица с рабочим каналом для прессования, отличающееся тем, что оно снабжено принимающим валком, расположенным в перпендикулярной по отношению к подающим валкам плоскости с возможностью изменения направления рабочего канала матрицы, при этом оба подающих валка выполнены с ручьями, рабочий канал матрицы имеет входную вертикальную и выходную части, причем паз принимающего валка образует с выступом матрицы выходную часть рабочего канала, осевая линия которого является дугой окружности, а ось вращения принимающего валка смещена относительно оси прокатки при условии приближения угла пересечения входной и выходной частей рабочего канала в матрице к прямому углу.A device for continuous rolling and extrusion of profiles, containing two feed rolls forming a working gauge, at the output of which there is a matrix with a working channel for pressing, characterized in that it is equipped with a receiving roll located in a plane perpendicular to the feed rolls with the possibility of changing the direction of the working channel of the matrix, while both feed rolls are made with streams, the working channel of the matrix has input vertical and output parts, and the groove of the receiving roll is azuet with the projection matrix output portion of the working channel, the center line which is an arc of a circle, and the receiving roller rotation axis is offset relative to the axis of rolling provided approach angle of intersection of input and output portions of the working channel in the matrix to a right angle.

Description

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использована для получения длинномерных профилей с ультрамелкозернистой структурой преимущественно из цветных металлов и сплавов методом непрерывной прокатки и прессования.The utility model relates to the field of metal forming and can be used to obtain long profiles with an ultrafine-grained structure, mainly from non-ferrous metals and alloys, by continuous rolling and pressing.

Известно устройство для непрерывного прессования (патент РФ на полезную модель №96798, МПК B21C 25/00, 23/08 опубл. 2010.08.20), содержащее приводное колесо с калибром и кольцевую вставку с матрицей, которая выполнена шарообразной формы и установлена с возможностью поворота ее в кольцевой вставке.A device for continuous pressing (RF patent for utility model No. 96798, IPC B21C 25/00, 23/08 publ. 2010.08.20), comprising a drive wheel with a caliber and an annular insert with a matrix, which is made spherical in shape and mounted for rotation her in the ring insert.

Данное устройство позволяет снизить силу прессования и уровень остаточных напряжений в пресс-изделии за счет того, что в процессе выдавливания в отверстие шарообразной матрицы пресс-изделия происходит самопроизвольное ориентирование ее продольной оси в направлении наименьшего сопротивления течению материала.This device allows to reduce the pressing force and the level of residual stresses in the press product due to the fact that during the extrusion into the hole of the spherical matrix of the press product, its longitudinal axis is spontaneously oriented in the direction of least resistance to material flow.

Однако недостатком известного устройства является то, что при реализации процесса непрерывного прессования металла с помощью данного устройства существенны затраты энергии на преодоление сил трения на поверхности контакта неподвижной кольцевой вставки и подвижного колеса, что приводит к значительному абразивному износу инструмента, снижению стабильности процесса. Кроме того, являясь одним из наиболее нагруженных элементов конструкции, выступ испытывает действие изгибающего момента, что приводит к его малой стойкости.However, a disadvantage of the known device is that when implementing the process of continuous pressing of metal with the help of this device, significant energy costs are required to overcome the friction forces on the contact surface of the stationary ring insert and the movable wheel, which leads to significant abrasive wear of the tool, reducing the stability of the process. In addition, being one of the most loaded structural elements, the protrusion experiences the action of a bending moment, which leads to its low resistance.

Известен способ деформационной обработки металлической заготовки в виде прутка (патент РФ на изобретение №2417857, МПК B21J 5/06, B21C 23/00, опубл. 2011.05.10), включающий подачу заготовки в рабочий канал, образованный между вращающимся диском со сплошной окружной канавкой и неподвижной ограничивающей основой, окружающей часть длины кольцевой канавки, причем на выходе рабочего канала обеспечивают изменение его направления посредством опорной детали, установленной в кольцевой канавке, а посредством вращения диска обеспечивают продвижение заготовки по рабочему каналу в направлении его выхода, осуществляя при этом непрерывное равноканальное угловое прессование без значительного изменения поперечного сечения заготовки.A known method of deformation processing of a metal billet in the form of a rod (RF patent for the invention No. 2417857, IPC B21J 5/06, B21C 23/00, publ. 2011.05.10), comprising feeding the billet into a working channel formed between a rotating disk with a continuous circumferential groove and fixed bounding base surrounding part of the length of the annular groove, and at the output of the working channel provide a change in its direction by means of a support part installed in the annular groove, and by rotating the disk provide advancement of the workpiece along the working channel in the direction of its exit, while performing continuous equal-channel angular pressing without significant changes in the cross section of the workpiece.

Недостатком данного способа также является низкая стойкость опорной детали и в связи с этим ухудшение качества пресс-изделия за счет появления заусенца, вызванного увеличением зазора между изнашиваемыми рабочими поверхностями опорной детали и вращающегося диска.The disadvantage of this method is the low resistance of the support part and in this regard, the deterioration of the quality of the press product due to the appearance of a burr caused by an increase in the gap between the wear working surfaces of the support part and the rotating disk.

Известно также устройство для непрерывной прокатки и прессования профилей (патент РФ на полезную модель №102542, МПК B21C 23/00, опубл. 2011.03.10), включающее валок с ручьем и валок с выступом, образующие закрытый ящичный калибр прямоугольного сечения, на выходе из которого установлена матрица, данная матрица выполнена в виде прямой трапецеидальной призмы, на заходной части которой наклонные грани имеют вогнутые поверхности с радиусами закруглений, соответствующими радиусам валков, а в конце вогнутого участка наклонные грани расположены по касательной к поверхности валков.A device for continuous rolling and extrusion of profiles is also known (RF patent for utility model No. 102542, IPC B21C 23/00, publ. 2011.03.10), including a roll with a stream and a roll with a protrusion, forming a closed box caliber of rectangular cross section, at the exit of of which a matrix is installed, this matrix is made in the form of a direct trapezoidal prism, on the entrance of which the inclined faces have concave surfaces with radii of curvature corresponding to the radii of the rolls, and at the end of the concave section the inclined faces are located on the tangent to the surface of the rolls.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для непрерывной прокатки и прессования профилей (патент РФ на полезную модель №119267, МПК B21C 23/00, опубл. 2012.08.20), содержащее валок с ручьем и валок с выступом, образующие закрытый ящичный калибр прямоугольного сечения, на выходе из которого установлена матрица, выполненная в виде прямой трапецеидальной призмы с различной продольной толщиной вдоль оси прокатки, на заходной части которой имеется выступ, соответствующий прямоугольному сечению закрытого ящичного калибра.The closest in technical essence and the achieved result is a device for continuous rolling and extrusion of profiles (RF patent for utility model No. 119267, IPC B21C 23/00, publ. 2012.08.20), containing a roller with a stream and a roller with a protrusion, forming a closed box a gauge of rectangular cross section, at the exit of which there is a matrix made in the form of a direct trapezoidal prism with various longitudinal thickness along the rolling axis, on the inlet of which there is a protrusion corresponding to the rectangular cross section of a closed box ary caliber.

Недостатком прототипа и предыдущего известного устройства является невозможность достижения больших пластических деформаций из-за изменения поперечного сечения готового пресс-изделия относительно исходной заготовки.The disadvantage of the prototype and the previous known device is the inability to achieve large plastic deformations due to changes in the cross section of the finished press product relative to the original workpiece.

Задачей полезной модели является снижение энергозатрат за счет введения дополнительных рабочих поверхностей с активными силами трения.The objective of the utility model is to reduce energy consumption by introducing additional work surfaces with active friction forces.

Технический результат заключается в повышении стойкости инструмента за счет введения вращающегося принимающего валка, исключающего при этом действие на него изгибающего момента.The technical result consists in increasing the tool life due to the introduction of a rotating receiving roller, thus excluding the action of a bending moment on it.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что устройство для непрерывной прокатки и прессования профилей, содержащее два подающих валка с ручьями, образующих рабочий калибр, на выходе из которого расположена матрица с рабочим каналом для прессования, дополнительно снабжено принимающим валком, расположенным по отношению к подающим валкам в перпендикулярной плоскости, с возможностью изменения направления рабочего канала, рабочий канал матрицы имеет входную вертикальную и выходную части, причем паз принимающего валка образует вместе с выступом матрицы выходную часть рабочего канала, осевая линия которого является дугой окружности, а также ось вращения принимающего валка смещена относительно оси прокатки так, чтобы угол пересечения входной и выходной частей рабочего канала в матрице был приближен к прямому углу.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the device for continuous rolling and extrusion of profiles, containing two feed rolls with streams forming a working gauge, at the output of which there is a matrix with a working channel for pressing, is additionally equipped with a receiving roll located in relation to the feed rolls in a perpendicular plane, with the ability to change the direction of the working channel, the working channel of the matrix has input vertical and output parts, and I take the groove together with the protrusion of the matrix, forms the output part of the working channel, the axial line of which is an arc of a circle, and the axis of rotation of the receiving roll is offset relative to the rolling axis so that the angle of intersection of the input and output parts of the working channel in the matrix is close to a right angle.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для непрерывной прокатки и прессования профилей, а на фиг. 2 - изометрическая проекция устройства.The essence of the utility model is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 shows a general view of a device for continuous rolling and extrusion of profiles, and FIG. 2 is an isometric view of the device.

Устройство содержит два подающих валка 1 и 2 с ручьями, образующих рабочий калибр, на выходе из которого расположена матрица 3 с рабочим каналом для прессования, соответствующим поперечному сечению исходной заготовки 4. Рабочий канал матрицы имеет входную вертикальную часть и выходную часть. Принимающий валок 5 установлен в перпендикулярной плоскости по отношению к плоскости подающих валков 1 и 2 так, что паз принимающего валка 5, на который установлена матрица, образует вместе с выступом матрицы выходную часть рабочего канала, осевая линия которого является дугой окружности. Ось вращения принимающего валка 5 смещена относительно оси прокатки так, чтобы угол пересечения входной и выходной частей рабочего канала в матрице был приближен к прямому углу.The device contains two feed rolls 1 and 2 with streams forming a working gauge, at the exit of which there is a matrix 3 with a working channel for pressing, corresponding to the cross section of the original workpiece 4. The working channel of the matrix has an input vertical part and an output part. The receiving roller 5 is installed in a perpendicular plane with respect to the plane of the feeding rollers 1 and 2 so that the groove of the receiving roller 5, on which the matrix is mounted, forms, together with the protrusion of the matrix, the output part of the working channel, the center line of which is an arc of a circle. The axis of rotation of the receiving roll 5 is offset relative to the axis of rolling so that the angle of intersection of the input and output parts of the working channel in the matrix is close to the right angle.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Заготовка 4 круглого сечения с помощью подающих валков 1 и 2 под действием активных сил трения обжимается в рабочем калибре, после деформирования в валках упирается в принимающий валок 5, вращающийся в плоскости, перпендикулярной к плоскости подающих валков 1 и 2, и осаживается во входной вертикальной части рабочего канала матрицы 3 до исходных поперечных размеров. Далее заготовка подвергается угловому прессованию при прохождении угловой области выходной части рабочего канала, образованного пазом вращающегося принимающего валка 5 и выступом матрицы 3. Посредством такого расположения валков заготовка прессуется на угол, значение которого зависит от диаметра принимающего валка 5 и положения его оси вращения относительно оси прокатки. При прохождении металла через зону пересечения входной и выходной частей рабочего канала заготовка накапливает деформацию порядка 0,8-0,9. Степень и схема (сдвиг, растяжение, сжатие) деформации зависят от разности скоростей вращения подающих и принимающего валков. Вращение (активное или пассивное) принимающего валка 5 способствует уменьшению энергосиловых параметров прессования за счет действия активных сил трения на заготовку со стороны принимающего валка 5 и увеличению стойкости инструмента за счет исключения изгиба упорного элемента конструкции - принимающего валка 5.The round billet 4 with the help of feed rolls 1 and 2 is crimped in the working gauge under the action of active friction forces, after deformation in the rolls it abuts against the take-up roll 5, rotating in a plane perpendicular to the plane of the feed rolls 1 and 2, and is deposited in the input vertical part the working channel of the matrix 3 to the original transverse dimensions. Next, the workpiece is subjected to angular pressing while passing through the angular region of the output part of the working channel formed by the groove of the rotating receiving roller 5 and the protrusion of the matrix 3. By this arrangement of the rolls, the workpiece is pressed at an angle, the value of which depends on the diameter of the receiving roller 5 and the position of its axis of rotation relative to the axis of rolling . When the metal passes through the zone of intersection of the input and output parts of the working channel, the workpiece accumulates a strain of the order of 0.8-0.9. The degree and pattern (shear, tension, compression) of the deformation depends on the difference in the rotation speeds of the feed and receiving rolls. The rotation (active or passive) of the receiving roll 5 helps to reduce the energy-force pressing parameters due to the action of active friction forces on the workpiece from the side of the receiving roll 5 and to increase the tool life by eliminating the bending of the thrust element of the structure - the receiving roll 5.

Таким образом, предложенное устройство позволяет снизить затраты энергии на преодоление пассивных сил трения за счет введения дополнительных поверхностей с активными силами трения, а также повысить стойкость инструмента, снизить истирание рабочих поверхностей за счет введения в конструкцию устройства вращающегося принимающего валка, обеспечивая при этом высокую пластическую деформацию в материале заготовки.Thus, the proposed device allows to reduce energy costs for overcoming passive friction due to the introduction of additional surfaces with active friction forces, as well as to increase tool life, reduce abrasion of the working surfaces by introducing a rotating receiving roll into the device design, while ensuring high plastic deformation in the workpiece material.

Claims

A device for continuous rolling and extrusion of profiles, containing two feed rolls forming a working gauge, at the output of which there is a matrix with a working channel for pressing, characterized in that it is equipped with a receiving roll located in a plane perpendicular to the feed rolls with the possibility of changing the direction of the working channel of the matrix, while both feed rolls are made with streams, the working channel of the matrix has input vertical and output parts, and the groove of the receiving roll is formed with the protrusion of the matrix, the output part of the working channel, the axial line of which is an arc of a circle, and the axis of rotation of the receiving roll is offset relative to the rolling axis, provided that the angle of intersection of the input and output parts of the working channel in the matrix to the right angle.