RU2045359C1 - Method of molding the round billet - Google Patents
Method of molding the round billet Download PDFInfo
- Publication number
- RU2045359C1 RU2045359C1 RU92006982A RU92006982A RU2045359C1 RU 2045359 C1 RU2045359 C1 RU 2045359C1 RU 92006982 A RU92006982 A RU 92006982A RU 92006982 A RU92006982 A RU 92006982A RU 2045359 C1 RU2045359 C1 RU 2045359C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radius
- bending
- molding
- sections
- pipe
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к производству труб, преимущественно к способам формовки прямошовных труб. The invention relates to the production of pipes, mainly to methods for forming longitudinal pipes.
Известен способ формовки труб, заключающийся в том, что в начале формовки среднюю часть исходной полосы изгибают в направлении, обратном кривизне трубной заготовки, а боковые участки полосы выформовывают радиусом равным малому радиусу овала при расположении большей оси овальной трубной заготовки вертикально и при последующем поперечном изгибе полосу изгибают только в средней части, удерживая боковые участки в недеформированном состоянии. A known method of forming pipes, which consists in the fact that at the beginning of forming the middle part of the original strip is bent in the direction opposite to the curvature of the pipe billet, and the side sections of the strip are formed with a radius equal to the small radius of the oval when the larger axis of the oval pipe billet is vertical and with subsequent transverse bending the strip bend only in the middle part, keeping the side sections in an undeformed state.
Известен также способ формовки прямошовных труб, заключающийся в том, что в начале формовки среднюю часть исходной полосы изгибают в направлении, обратном кривизне трубной заготовки, а боковые участки полосы выформовывают радиусом готовой трубы и при последующем поперечном изгибе противоположно начальным полосу изгибают только в средней части, удерживая боковые участки в недеформированном состоянии. Данному способу формовки, как и предыдущему, присущи недостатки, заключающиеся в том, что не определена возможность получения плавности перехода от одного поперечного сечения к другому и не указан необходимый участок приложения усилий изгиба в начале формовки трубной заготовки. Все это приводит к снижению качества сварных труб. There is also known a method of forming longitudinal pipes, which consists in the fact that at the beginning of molding the middle part of the initial strip is bent in the direction opposite to the curvature of the pipe billet, and the side sections of the strip are formed by the radius of the finished pipe, and during subsequent transverse bending, they are bent only in the middle part opposite to the initial strip, keeping the side sections in an undeformed state. This molding method, as well as the previous one, has inherent disadvantages in that the possibility of obtaining a smooth transition from one cross section to another is not determined and the necessary section of the application of bending forces at the beginning of the molding of the tube billet is not indicated. All this leads to a decrease in the quality of welded pipes.
Наиболее близким по технической сущности и по достигаемому техническому результату известен способ непрерывной формовки трубной заготовки в последовательно установленных формовочных клетях, при котором исходную полосу до угла 180о изгибают в поперечном направлении с приложением усилий изгиба в средней части полосы, а затем выформовывают периферийные участки, при этом в первой формовочной клети усилия гиба прикладывают строго по середине полосы, изнутри трубной заготовки (ТЗ) и на расстоянии 0,05-0,1 ширины полосы от каждой кромки снаружи ТЗ, а в остальных формовочных клетях полосу изгибают по кривым второго порядка с монотонно изменяющимся фокальным параметром. Этот способ взят в качестве ближайшего аналога. Учитывая сложную геометрию формоизменения ТЗ при данном способе формовки не определена возможность получения плавности перехода от одного поперечного сечения к другому, что приводит к неравномерности деформации по ширине полосы и длине очага сворачивания.The closest in technical essence and attainable technical result is known a method of continuously forming tubular blank in successively established forming roll stands, wherein the starting strip to an angle of 180 ° is bent transversely to bending forces application in the middle of the strip, and then vyformovyvayut peripheral portions at in the first molding stand, bending forces are applied strictly in the middle of the strip, from the inside of the pipe billet (TK) and at a distance of 0.05-0.1 strip widths from each edge from the outside TK, and in the remaining molding stands, the strip is bent along second-order curves with a monotonously changing focal parameter. This method is taken as the closest analogue. Given the complex geometry of the formation of TK with this molding method, the possibility of obtaining a smooth transition from one cross section to another is not determined, which leads to uneven deformation along the strip width and the length of the folding center.
Задача изобретения состоит в разработке способа формовки трубной заготовки, направленного на повышение качества формовки ТЗ за счет уменьшения неравномерности ее деформации. The objective of the invention is to develop a method for forming a tube billet, aimed at improving the quality of molding TK by reducing the unevenness of its deformation.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе формовки ТЗ, включающем последовательные по переходам операции: в первом переходе осуществляют подгиб периферийных участков поперечного сечения ТЗ радиусом, равным 0,9-1,1 радиуса готовой трубы, и углом гиба 45-65о, а в последующих переходах осуществляют изгиб всех элементов поперечного сечения ТЗ по форме кривых четвертого порядка эллипсовидного овала Кассини с монотонно убывающим межфокальным расстоянием.The specified technical result is achieved due to the fact that in the method of forming TK, including sequential transition operations: in the first transition, the peripheral sections of the TZ cross-section are bent with a radius equal to 0.9-1.1 of the radius of the finished pipe and a bending angle of 45-65 о , and in subsequent transitions, all elements of the transverse section of the TZ are bent in the form of fourth-order curves of the Cassini ellipsoid oval with a monotonously decreasing interfocal distance.
Отличие описанного способа от прототипа определяется последовательностью операций по переходам, первоначальной подгибкой периферийных участков ТЗ радиусом, равным 0,9-1,1 радиуса трубы, и углом гиба 45-65о, и последующего изгиба всех элементов по кривым четвертого порядка эллипсовидного овала Кассини доказывает соответствие изобретения критерию "новизна".The difference between the described method and the prototype is determined by the sequence of operations on transitions, the initial bending of the peripheral sections of the TK with a radius equal to 0.9-1.1 of the radius of the pipe, and a bending angle of 45-65 about , and the subsequent bending of all elements along the fourth-order curves of the Cassini ellipsoid oval proves compliance of the invention with the criterion of "novelty."
На фиг. 1 изображены технологические переходы формообразования ТЗ по кривым четвертого порядка типа эллипсовидногоо овала Кассини с монотонно убывающим межфокальным расстоянием; на фиг.2 изменение параметров уравнения линий Кассини по длине очага формовки; на фиг.3 схема формоизменения в первом технологическом переходе. In FIG. 1 shows technological transitions of TK shaping along fourth-order curves of the Cassini ellipsoid oval type with a monotonously decreasing interfocal distance; figure 2 change in the parameters of the equation of the Cassini lines along the length of the center of the molding; figure 3 diagram of the formation in the first technological transition.
После получения ТЗ первоначальной кривизны поперечный изгиб ведут по кривым четвертого порядка эллипсовидного овала Кассини (фиг.1), у которой межфокальное расстояние монотонно уменьшается. Овалом Кассини или линией Кассини называется геометрическое место точек М, для которых произведение MF1 x MF2 расстояний до концов данного отрезка F1F2 2c (межфокальное расстояние) равно квадрату данного отрезка "а":
MF1 x MF2 a2
Уравнение линий Кассини, если 0 начало, F1 и F2 фокусы, а F1F2- ось абсцисс (фиг.1) записывается в следующем виде:
(x2+y2)2-2c(x2-y2) a4-c4 (1)
Для сечения сваренной ТЗ, где F1F2 0 и MF1 x MF2 Rтр.2, уравнение примет вид: x2+y2 Rтр.2, что соответствует цилиндрической трубе.After obtaining the TK of the initial curvature, the transverse bending is carried out along the fourth-order curves of the Cassini ellipsoid oval (Fig. 1), in which the interfocal distance decreases monotonically. The Cassini oval or Cassini line is the locus of points M for which the product MF 1 x MF 2 of the distances to the ends of a given segment F 1 F 2 2c (interfocal distance) is equal to the square of this segment “a”:
MF 1 x MF 2 a 2
The equation of the Cassini lines, if 0 is the beginning, F 1 and F 2 are foci, and F 1 F 2 is the abscissa axis (Fig. 1) is written in the following form:
(x 2 + y 2 ) 2 -2c (x 2 -y 2 ) a 4 -c 4 (1)
For the cross section of welded TK, where F 1 F 2 0 and MF 1 x MF 2 R tr . 2 , the equation takes the form: x 2 + y 2 R tr . 2 , which corresponds to a cylindrical pipe.
В процессе формовки параметры линии Кассини "а" и "с" плавно изменяются от соответствующих значений в начале очага сворачивания до соответствующих значений в зоне сварки. На фиг.2 представлен один из возможных вариантов изменения данных параметров линий Кассини. During the molding process, the parameters of the Cassini line “a” and “c” smoothly change from the corresponding values at the beginning of the folding center to the corresponding values in the welding zone. Figure 2 presents one of the possible options for changing these parameters of the Cassini lines.
Для данного способа формовки главным условием однозначности формы поперечных сечений ТЗ по длине очага сворачивания является большее значение параметра "а" над параметром "с". For this method of molding, the main condition for the uniqueness of the shape of the cross-sections of TK along the length of the folding center is a larger value of the parameter "a" over the parameter "c".
Предложенные параметры гиба в первом технологическом переходе обеспечивают устойчивость профиля и его строгую симметричность в начале очага сворачивания ТЗ за счет получения двухрадиусного с плоским участком профиля, который, в свою очередь является более устойчивым, чем однорадиусный профиль, так как для его перемещения сдвига в поперечном направлении необходимо преодолеть не только силы трения, но и дополнительную деформацию плоских участков профиля. The proposed bending parameters in the first technological transition ensure the stability of the profile and its strict symmetry at the beginning of the TK folding center due to the production of a two-radius profile with a flat section, which, in turn, is more stable than a single-radius profile, since for its shift in the transverse direction It is necessary to overcome not only the friction forces, but also the additional deformation of the flat sections of the profile.
Радиус подгибки R и угол гиба периферийных участков взаимосвязаны, поскольку определяют ширину периферийного участка и зависят от сортамента изготавливаемых труб. Чем тоньше сортамент, тем сильнее упругое распружинивание ТЗ после выхода из валкового очага, что нарушит как поперечную геометрию, так и продольную деформационную картину, таким образом усиливается неравномерность деформации. Следовательно интенсивность гиба максимальная на тонкостенном сортаменте и постепенно снижается с увеличением толщины ТЗ. The bending radius R and the bending angle of the peripheral sections are interrelated, since they determine the width of the peripheral section and depend on the assortment of pipes being manufactured. The thinner the assortment, the stronger the elastic tensioning of the TK after leaving the roll center, which will violate both the transverse geometry and the longitudinal deformation pattern, thus increasing the unevenness of deformation. Consequently, the maximum bending intensity in the thin-walled assortment and gradually decreases with increasing thickness of the TK.
В табл.3 приведены соотношения радиуса подгибки и угла гиба от сортамента. Такое соотношение позволяет достичь качественной сходимости периферийных участков, стабилизировать угол схождения в начале очага сворачивания, устранить распружинивание сформованных периферийных участков, что позволит снизить неравномерность деформации, а, следовательно, гарантирует отсутствие гофров и смещения. Указанный технический результат достигается при использовании традиционного валкового инструмента в интервале значений радиуса подгибки, равном 0,9-1,1 радиуса готовой трубы, и угла гиба 45-65о, соответствующим сортаменту труб толщиной 1-3 мм.Table 3 shows the ratios of the bending radius and bending angle from the assortment. This ratio allows us to achieve high-quality convergence of the peripheral sections, to stabilize the convergence angle at the beginning of the folding center, to eliminate the sprinkling of the formed peripheral sections, which will reduce the unevenness of deformation, and, therefore, guarantees the absence of corrugations and displacement. The specified technical result is achieved by using a traditional roll tool in the range of the bending radius equal to 0.9-1.1 of the radius of the finished pipe, and the bending angle of 45-65 about , corresponding to the assortment of pipes with a thickness of 1-3 mm
При значениях радиуса подгибки < 0,9 радиуса готовой трубы и углом гиба > 65о для устранения бокового смещения из-за очень интенсивной подгибки большого по длине периферийного участка необходимо применение дополнительного сложного устройства.When the values of the bending radius <0.9 of the radius of the finished pipe and the bending angle> 65 about to eliminate lateral displacement due to the very intense bending of a large length of the peripheral section, it is necessary to use an additional complex device.
При значениях радиуса подгибки > 1,1 радиуса готовой трубы и угла гиба < 45о длина периферийного участка мала, что не дает возможности эффективному качеству выформовки и равномерному распределению деформаций на периферийном участке, что не исключает возникновения гофров и смещения.At values hem radius> 1.1 radius of the finished tube and bend angle <45 on the peripheral portion length is small, which does not allow effective vyformovki quality and uniform distribution of strain in a peripheral region that does not exclude the occurrence of corrugation and offset.
Формоизменение заготовок в следующих технологических переходах по кривым четвертого порядка типа овала Кассини с монотонно убывающим межфокальным расстоянием позволяет получать необходимые геометрические параметры ТЗ с оптимальным для данной схемы напряженно-деформированным состоянием. Shaping of blanks in the following technological transitions along fourth-order curves of the Cassini oval type with a monotonously decreasing interfocal distance allows us to obtain the necessary geometric parameters of the TK with the optimal stress-strain state for this circuit.
Предложенные параметры формоизменения заготовки в процессе изготовления можно определить через геометрическое место точек любой материальной точки профиля ТЗ в любом сечении очага формовки, т.е. можно определить через калибровку технологического инструмента. В свою очередь от правильности выбора межфокальных расстояний зависит точность предложенной калибровки. Этот достаточно сложный процесс осуществляется следующим образом. The proposed workpiece forming parameters during the manufacturing process can be determined through the geometrical location of the points of any material point of the TK profile in any section of the forming center, i.e. can be determined through calibration of the technological tool. In turn, the accuracy of the proposed calibration depends on the correct choice of interfocal distances. This rather complicated process is carried out as follows.
На экспериментальном участке задавались первоначально геометрические параметры, близкие к искомой калибровке (однорадиусной или двухрадиусной). At the experimental site, initially geometric parameters were set that were close to the desired calibration (single-radius or double-radius).
Деформирующие (формующие) элементы данной установки имеют возможность перемещаться и устанавливаться в положении очага наиболее благоприятном для получения качественной трубной заготовки. В зафиксированном очаге снимались координаты в деформирующих сечениях, которые при помощи ЭВМ методом наименьших квадратов обрабатывались до получения конечной геометрии поперечных сечений, определяемых аналитическим или геометрическим способом. The deforming (forming) elements of this installation have the ability to move and be installed in the position of the focus most favorable for obtaining a high-quality tubular billet. In the fixed focus, coordinates were taken in deforming sections, which were processed using a least squares computer to obtain the final geometry of the cross sections determined by the analytical or geometric method.
Такой эксперимент и последующая обработка показали, что никакая известная геометрия (калибровка) формоизменения не применима в этом случае. Трубная заготовка сама по принципу минимума внутренней энергии принимает геометрические параметры с оптимальным для данной схемы напряженно-деформационным состоянием. Обработка на ЭВМ позволила определить наиболее подходящее семейство кривых-четвертого порядка эллипсовидного овала Кассини и определить для них характер изменения межфокальных расстояний вдоль очага сворачивания. Некоторая сложность данного аналитического описания состоит в том, что нельзя выразить конечные параметры (геометрические) для каждого из искомых сечений, в отличие от однорадиусной или двухрадиусной калибровок. Но учитывая, что в настоящее время на заводах практически весь технологический инструмент изготавливается на станках с ЧПУ, это не создает значительных трудностей в практической реализации предложенного способа. Such an experiment and subsequent processing showed that no known geometry (calibration) of shape change is applicable in this case. According to the principle of minimum internal energy, the pipe billet itself takes geometric parameters with the optimal stress-strain state for the given circuit. Computer processing made it possible to determine the most suitable family of fourth-order curves of the Cassini ellipsoid oval and to determine for them the nature of the change in the interfocal distances along the folding center. Some complexity of this analytical description is that it is impossible to express the final parameters (geometric) for each of the desired sections, in contrast to single-radius or double-radius calibrations. But taking into account that at the present time almost all technological tools in factories are manufactured on CNC machines, this does not create significant difficulties in the practical implementation of the proposed method.
Таким образом разработанный способ в виде кривых четвертого порядка и табулированных данных по межфокальным расстояниям закладывается в станок с ЧПУ, имеющий специальную программу. На станках с ЧПУ изготавливаются калиброванные профили валков с необходимой точностью, а также шаблоны и контршаблоны для них. Шаблоны необходимы для контроля степени износа валков, по мере изготовления партии труб, а контршаблоны для контроля точности геометрических параметров шаблонов. Thus, the developed method in the form of fourth-order curves and tabulated data on interfocal distances is laid in a CNC machine with a special program. On CNC machines, calibrated roll profiles are produced with the necessary accuracy, as well as templates and counter templates for them. Patterns are necessary to control the degree of wear of the rolls as the batch of pipes is manufactured, and counter patterns to control the accuracy of the geometric parameters of the patterns.
Для ТЭСА 20-76 АО "Электросталь" были проведены эксперименты для двух типоразмеров труб ⌀ 21 мм и ⌀ 60 мм, т.е. практически в экспериментах был охвачен весь типоразмер ТЭСА. For TESA 20-76 JSC "Electrostal" experiments were conducted for two pipe sizes ⌀ 21 mm and ⌀ 60 mm, i.e. practically in the experiments, the entire standard size of TESA was covered.
Параметры для 1-й формовочной клети, в соответствии с предлагаемым способом сведены в табл.1. The parameters for the 1st molding stand, in accordance with the proposed method are summarized in table 1.
На экспериментальной установке МИСиС выявлена оптимальная форма трубной заготовки, сняты параметры поперечных сечений в зафиксированных местах (деформационные сечения) и получены зависимости распределения межфокальных параметров "а" и "с" вдоль очага сворачивания. Эти данные были положены в основу составления программы расчета геометрических параметров калибровки по кривым четвертого порядка на ЭВМ. Полученные данные по параметрам "а" и "с" сведены в табл.2. По данным табл.1 и 2 был изготовлен комплект сменного технологического инструмента для двух типоразмеров ⌀ 21 и ⌀ 60 мм для шестиклетьевой приводной схемы формовки, комплекты шаблонов и контршаблонов на весь комплект инструмента были установлены на ТЭСА 20-76, после чего была проведена опытно-промышленная формовка труб. At the MISiS experimental setup, the optimal shape of the tube billet was revealed, the parameters of the cross sections in fixed places (deformation sections) were taken, and the dependences of the distribution of the interfocal parameters "a" and "c" along the folding center were obtained. These data were the basis for the compilation of a program for calculating the geometric parameters of calibration from fourth-order curves on a computer. The data obtained for the parameters "a" and "c" are summarized in table 2. According to the data in Tables 1 and 2, a set of interchangeable technological tools was made for two sizes ⌀ 21 and ⌀ 60 mm for a six-drive drive forming circuit, sets of templates and counter templates for the entire set of tools were installed on TESA 20-76, after which an experimental industrial pipe forming.
Анализ готовой продукции подтвердил отсутствие волн и гофров на кромках трубной заготовки, что объясняется новыми геометрическими параметрами очага сворачивания, в частности уменьшенной траекторией движения кромок, а следовательно и уменьшенными продольными деформациями кромок. Кроме этого, в соответствии с разработанными геометрическими параметрами осуществляется плавный переход радиуса кривизны по ширине полосы от сечения к сечению, что стабилизирует процесс сворачивания, а следовательно, устраняются такие дефекты, как боковое смещение кромок перед сваркой и смещение кромок по высоте. The analysis of the finished product confirmed the absence of waves and corrugations at the edges of the pipe billet, which is explained by the new geometric parameters of the folding center, in particular, a reduced trajectory of the edges, and therefore reduced longitudinal deformations of the edges. In addition, in accordance with the developed geometric parameters, a smooth transition of the radius of curvature along the width of the strip from section to section is carried out, which stabilizes the folding process, and therefore, defects such as lateral edge displacement before welding and edge displacement in height are eliminated.
Таким образом экспериментально и теоретически подтверждено, что описанный способ позволяет повысить качество формовки ТЗ за счет уменьшения неравномерности ее деформации. Thus, it has been experimentally and theoretically confirmed that the described method allows to improve the quality of molding TK by reducing the unevenness of its deformation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92006982A RU2045359C1 (en) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | Method of molding the round billet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92006982A RU2045359C1 (en) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | Method of molding the round billet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU92006982A RU92006982A (en) | 1995-05-10 |
| RU2045359C1 true RU2045359C1 (en) | 1995-10-10 |
Family
ID=20132253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92006982A RU2045359C1 (en) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | Method of molding the round billet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2045359C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638476C1 (en) * | 2016-11-08 | 2017-12-13 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Method for manufacturing welded straight-seam pipes of titanium alloys |
-
1992
- 1992-11-19 RU RU92006982A patent/RU2045359C1/en active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 572311, кл.B 21C 37/08, 1976. * |
| Авторское свидетельство СССР N 695735, кл. B 21C 37/06, 1977. * |
| Жуковский Б.Д. Производство труб электросваркой методом сопротивления. М.: Металлургиздат, 1953, с.204-205. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638476C1 (en) * | 2016-11-08 | 2017-12-13 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Method for manufacturing welded straight-seam pipes of titanium alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2045359C1 (en) | Method of molding the round billet | |
| US4590781A (en) | Method for forming an electric resistance welded steel pipe | |
| JP2527296B2 (en) | Square pipe manufacturing method | |
| US4276763A (en) | Method of rolling angular profiles having flanges of equal length | |
| RU2718720C1 (en) | Blank from shaped pipe for decorative-applied article | |
| RU2772340C1 (en) | Method for forming a pipe billet | |
| SU1726092A1 (en) | Method of roll forming of closed sections with channeled walls | |
| EP0133245B1 (en) | A method for forming an electric resistance welded steel pipe | |
| CN111069335B (en) | Production method of embossed flat steel pipe | |
| RU2763696C1 (en) | Method for manufacturing longitudinal electric-welded pipes | |
| SU1676708A1 (en) | Method of forming different - flange channel profiles | |
| SU1463367A1 (en) | Method of producing multifacet tubes | |
| RU2687621C1 (en) | Billet from shaped pipe for decorative-applied article | |
| SU978972A1 (en) | Method of producing rolled bent sections | |
| SU1574314A1 (en) | Method of producing corrugated shapes | |
| SU1731349A1 (en) | Method to fabricate box-like sections with longitudinal corrugation at horizontal wall | |
| RU2039620C1 (en) | Method to produce bent shapes of rolling | |
| RU1775202C (en) | Process of manufacture of closed profiles | |
| SU1750778A1 (en) | Method of shaping corrugated sheets | |
| JP2023552346A (en) | Method for preforming sheet metal and computer program and apparatus for carrying out the method | |
| SU1291240A1 (en) | Method of producing roll=formed sections | |
| SU1279701A1 (en) | Method of producing corrugated bent sections | |
| SU1625544A1 (en) | Method for production of asymmetrical angle profile | |
| SU897329A1 (en) | Method of producing corrugated shapes | |
| SU1382532A1 (en) | Method of manufacturing channeled sections |