RU2133161C1 - Technological tool for cold rolling of tubes - Google Patents
Technological tool for cold rolling of tubes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2133161C1 RU2133161C1 RU98113213A RU98113213A RU2133161C1 RU 2133161 C1 RU2133161 C1 RU 2133161C1 RU 98113213 A RU98113213 A RU 98113213A RU 98113213 A RU98113213 A RU 98113213A RU 2133161 C1 RU2133161 C1 RU 2133161C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zone
- mandrel
- reduction
- zones
- cold rolling
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности к технологическому инструменту для холодной прокатки труб из тугоплавких металлов, например титановых сплавов. The invention relates to pipe production, in particular to a technological tool for cold rolling pipes from refractory metals, for example titanium alloys.
Известен инструмент для холодной прокатки труб, содержащий валки с ручьем переменного поперечного сечения, имеющим калибрующую, обжимную и редуцирующие зоны и оправку, в котором гребень ручья в начале зоны обжатия образован вогнутой параболой, а соответствующий ему участок образующей оправки - выпуклой параболой, и соединен с участком, соответствующим по зоне редуцирования валка, выполненным цилиндрическим (а.с. СССР N 839628, кл. В21В 21/00, публ. 1981 г.)
Недостатки известного инструмента заключаются в том, что деформация трубной заготовки в рабочей зоне осуществляется одновременно как по диаметру (деформация редуцирования), так и по стенке (деформация обжатия). Это не позволяет использовать редуцирующую деформацию для повышения точности геометрических размеров прокатываемых труб, имеющих значительную разностенность как продольную, так и поперечную.A known tool for cold rolling pipes containing rolls with a stream of variable cross section having a calibrating, crimping and reducing zone and a mandrel, in which the crest of the stream at the beginning of the compression zone is formed by a concave parabola, and the corresponding portion of the forming mandrel is a convex parabola, and connected to section corresponding to the roll reduction zone, made cylindrical (as USSR AS N 839628, class B21B 21/00, publ. 1981)
The disadvantages of the known tool are that the deformation of the pipe billet in the working area is carried out simultaneously both in diameter (deformation of reduction) and along the wall (deformation of compression). This does not allow the use of reducing deformation to increase the accuracy of the geometric dimensions of the rolled pipes, which have a significant difference in both longitudinal and transverse.
Известен технологический инструмент для периодической прокатки труб (а. с. СССР N 910243, кл. В21В 21/00, публ. 1982 г.), в котором для профилирования ручья калибра и оправки используются параболические и гиперболические кривые. A well-known technological tool for periodic rolling of pipes (a.s. USSR No. 910243, class B21B 21/00, publ. 1982), in which parabolic and hyperbolic curves are used for profiling a caliber stream and a mandrel.
Рабочая (обжимная) зона известного инструмента не разделена на редуцирующую и обжимную по стенке, а переходные участки калибра геометрически не связаны конусностью многопрофильной оправки, что не позволяет использовать редуцирующую деформацию для повышения точности геометрических размеров прокатываемых труб. The working (crimping) zone of the known tool is not divided into reducing and crimping along the wall, and the transition sections of the caliber are not geometrically connected by the taper of the multi-profile mandrel, which does not allow the use of reducing deformation to increase the accuracy of the geometric dimensions of rolled pipes.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является технологический инструмент для холодной прокатки труб (а.с. СССР N 822937, кл. В21В 21/02, публ. 1981 г.), содержащий конусную оправку и пилигримовые валки с ручьем, имеющем по длине развертки зону редуцирования, зону обжатия с углом наклона ее образующей к оси оправки более угла наклона образующей оправки, предотделочную зону с образующей, выполненной наклонно к оси оправки, и зону калибровки. Closest to the technical nature of the claimed invention is a technological tool for cold rolling pipes (AS USSR N 822937, class B21B 21/02, publ. 1981), containing a conical mandrel and pilgrim rolls with a stream having a length sweep the reduction zone, the compression zone with the angle of inclination of its generatrix to the axis of the mandrel more than the angle of inclination of the generatrix of the mandrel, the pre-trim zone with the generatrix made obliquely to the axis of the mandrel, and the calibration zone.
Повышение точности геометрических размеров труб из легких сплавов при прокатке с повышенной подачей достигается путем использования отрицательной конусности образующей профиля ручья в предотделочной зоне по отношению к образующей оправки. Это позволяет сохранять постоянный зазор между оправкой и ручьем в предотделочной зоне, что позволяет повысить точность размеров труб. Improving the accuracy of the geometric dimensions of light alloy pipes during rolling with increased feed is achieved by using the negative taper of the forming profile of the stream in the pre-cutting zone with respect to the forming mandrel. This allows you to maintain a constant gap between the mandrel and the stream in the pre-finishing area, which allows to increase the accuracy of the pipe dimensions.
Использованием данного технологического инструмента при прокатке сплавов, склонных к складкообразованию, например титановых сплавов, не достигается необходимая точность геометрических размеров прокатываемых труб, особенно, если использовалась трубная заготовка с большой исходной разностенностью. Using this technological tool when rolling alloys prone to folding, for example titanium alloys, the required accuracy of the geometric dimensions of rolled pipes is not achieved, especially if a tube billet with a large initial difference was used.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение точности геометрических размеров прокатываемых труб из тугоплавких металлов за счет обеспечения возможности данным инструментом сначала интенсивно деформировать заготовку по диаметру, а затем интенсивно деформировать ее по стенке. The problem to which this invention is directed is to increase the accuracy of the geometric dimensions of rolled tubes of refractory metals by enabling this tool to first intensively deform the workpiece in diameter and then deform it intensively along the wall.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в предлагаемом технологическом инструменте для холодной прокатки труб зона редуцирования и зона обжатия соединены между собой переходной зоной, конусность которой выполнена в пределах от полуразности до полусуммы конусов редуцирующей и обжимной зон оправки, а соотношение длин редуцирующей и обжимной зон выполнено как отношение натуральных логарифмов суммарных вытяжек по диаметру и по стенке прокатываемой трубной заготовки. The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed technological tool for cold rolling pipes, the reduction zone and the compression zone are interconnected by a transition zone, the taper of which is made in the range from half to half the cones of the reducing and crimping zones of the mandrel, and the ratio of the lengths of the reducing and crimping zones is made as the ratio of the natural logarithms of the total hoods in diameter and along the wall of the rolled tube billet.
Из теории холодной прокатки труб (Шевакин Ю.Ф. Калибровка и усилия при холодной прокатке труб. М., Металлургиздат, 1963) известно, что с целью уменьшения разностенности труб при прокатке необходима сначала интенсивная редукция по диаметру трубы, а затем выглаживающая (раскатывающая) деформация стенки трубы на оправке с малым углом конусности. Для реализации указанного условия необходимо выбрать соотношение между длинами зон редуцирования и обжатия на рабочей части ручья профиля калибра и ввести промежуточный участок, соединяющий эти зоны. Для нахождения соотношения длин обжатия и редуцирования положено энергетическое условие соотношения работ деформаций редуцирования по диаметру и обжатия по стенке. Величина работ по указанным факторам зависит от натурального логарифма вытяжек как по диаметру, так и по стенке. Для реализации указанного соотношения необходимо использование многоконусной оправки, как минимум двухконусной, углы наклона образующих которой соответственно равны αp (конус редуцирования) и αo (конус обжатия). Для исключения пережима трубы в момент перехода с зоны редуцирования по диаметру в зону обжатия по стенке необходимо использовать переходный участок с углом наклона образующей ручья калибра от полуразности между конусом редуцирования и конусом обжатия (αp-αo)/2 до полусуммы этих величин (αp+αo)/2.
Невыполнение указанных соотношений размеров при изготовлении предлагаемого технологического инструмента приведет к нарушению стабильных условий прокатки труб: пережимам трубы при сходе с конуса редуцирования на конус обжатия, утяжине оправки (изменение размеров оправки) в зоне перехода от редуцирования трубы по диаметру к обжатию по стенке.From the theory of cold rolling of pipes (Shevakin Yu.F. Calibration and efforts in cold rolling of pipes. M., Metallurgizdat, 1963) it is known that in order to reduce the difference in pipes during rolling, intensive reduction is first required along the diameter of the pipe, and then smoothing (rolling) deformation of the pipe wall on the mandrel with a small angle of taper. To implement this condition, it is necessary to choose the ratio between the lengths of the reduction and compression zones on the working part of the stream of the caliber profile and introduce an intermediate section connecting these zones. To find the ratio of the compression and reduction lengths, the energy condition for the ratio of the work of reduction strains in diameter and compression on the wall is laid. The magnitude of the work on these factors depends on the natural logarithm of the hoods, both in diameter and on the wall. To realize this ratio, it is necessary to use a multi-cone mandrel, at least a two-cone, the angles of inclination of the generators of which are respectively equal to α p (reduction cone) and α o (compression cone). To avoid pinching the pipe at the moment of transition from the reduction zone in diameter to the compression zone along the wall, it is necessary to use a transition section with an angle of inclination of the generatrix of the caliber from half-difference between the reduction cone and the compression cone (α p -α o ) / 2 to half the sum of these values (α p + α o ) / 2.
Failure to comply with the indicated size ratios in the manufacture of the proposed technological tool will lead to a violation of the stable conditions for rolling pipes: clamping the pipe when converging from the reduction cone to the compression cone, mandrel weight (changing the mandrel size) in the transition zone from pipe reduction in diameter to compression along the wall.
Использование предлагаемого технологического инструмента для холодной прокатки труб позволяет повысить точность геометрических размеров труб за счет снижения продольной и поперечной разностенности примерно в два раза. Using the proposed technological tool for cold rolling of pipes allows to increase the accuracy of the geometric dimensions of the pipes by reducing the longitudinal and transverse difference by about half.
Заявляемое изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид предлагаемого инструмента, развертка. The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the proposed tool, a scan.
Технологический инструмент содержит двухконусную оправку 1 с углами наклона tgαp и tgαo образующих к ее оси, пилигримовые валки 2 с ручьем по окружности бочки и рабочий конус 3. Ручей имеет по длине развертки последовательно расположенные зоны: АБ - зона редуцирования, БВ - зона переходного участка, ВГ - зона обжатия, ГД - зона калибровки.The technological tool contains a two-cone mandrel 1 with tilt angles tgα p and tgα o forming to its axis, pilgrim rolls 2 with a stream along the circumference of the barrel and a working cone 3. The stream has successively located zones along the sweep length: AB - reduction zone, BV - transition zone section, VG - compression zone, DG - calibration zone.
Рабочая зона АГ развертки ручья калибра включает в себя зону редуцирования по диаметру (АБ), зону обжатия по стенке (ВГ) и зону переходного участка (БВ). The working area of the AG sweep of the caliber stream includes a diameter reduction zone (AB), a wall compression zone (VG), and a transition section zone (BV).
Соотношения длин редуцирующей АБ и обжимной ВГ зон выбирается из энергетических затрат на деформацию по диаметру и по стенке и определяется выражением
Длины зон в конкретной развертке ручья калибра находятся следующим образом:
где lАБ - длина редуцирующей зоны рабочего участка развертки ручья калибра;
lВГ - длина обжимной зоны;
lБВ - длина переходной зоны;
lАГ - длина рабочего участка развертки ручья калибра;
Dз - диаметр трубной заготовки;
D г - диаметр готовой трубы;
tз - толщина стенки трубной заготовки;
tг - толщина стенки готовой трубы.The ratio of the lengths of the reducing AB and the crimped VG zones is selected from the energy costs of deformation along the diameter and along the wall and is determined by the expression
The lengths of the zones in a particular scan of the stream of caliber are as follows:
where l AB is the length of the reducing zone of the working section of the sweep of the caliber stream;
l VG - length of the crimp zone;
l BV is the length of the transition zone;
l AG - the length of the working section of the sweep of the stream of caliber;
D s - the diameter of the pipe billet;
D g - the diameter of the finished pipe;
t s - wall thickness of the pipe billet;
t g - wall thickness of the finished pipe.
Образующая переходной зоны рабочего участка развертки ручья калибра выполнена в пределах от полуразности до полусуммы конусов редуцирующей и обжимной частей двухконусной оправки. The generatrix of the transition zone of the working section of the sweep of the caliber brook is made in the range from half-difference to half-sum of the cones of the reducing and crimping parts of the two-cone mandrel.
Деформация при использовании предлагаемого инструмента осуществляется следующим образом. Deformation when using the proposed tool is as follows.
В зоне АБ происходит редуцирование заготовки без обжатия стенки, что позволяет при выбранном соотношении длин между зонами редуцирования и обжатия уменьшить исходную разнотолщинность трубной заготовки. In the AB zone, the workpiece is reduced without wall compression, which allows for a selected ratio of the lengths between the reduction and compression zones to reduce the initial thickness difference of the tube billet.
В переходной зоне БВ происходит свободное редуцирование без подпора оправки, т. к. образующая ручья калибра имеет конусность меньшую, чем образующая ручья редуцирующей зоны. Это позволяет прокатываемой трубной заготовке без пережимов сходить с редуцирующего конуса оправки. In the transition zone of the BV, free reduction occurs without back-up of the mandrel, since the generatrix of the caliber stream has a taper less than the generatrix of the stream of the reducing zone. This allows the rolled tube billet to go off the reducing cone of the mandrel without pressing.
В обжимной зоне ВГ происходит основная деформация трубной заготовки по толщине стенки трубы, а величина редуцирования будет определяться величиной изменения диаметра трубы путем утонения стенки в зоне обжатия на обжимной части оправки. In the VG crimp zone, the main billet deformation occurs along the pipe wall thickness, and the reduction value will be determined by the change in the pipe diameter by thinning the wall in the compression zone on the crimp part of the mandrel.
Пример. Прокатывали трубную заготовку из титанового сплава ВТ 1-0 по маршруту ⌀70×9-⌀48×6. Вытяжка по диаметру составила ≈1,43 (натуральный логарифм ≈0,365). Вытяжка по стенке составила 1,5 (натуральный логарифм ≈0,406). Рабочая часть развертки профиля ручья калибров составила 475 мм (пятнадцатизонная калибровка 31,7 х 15). Длина переходной зоны БВ принята равной 31,7 мм, поэтому суммарная длина редуцирующей и обжимной зон составила 443,3 мм. Она разбита в соотношении натуральных логарифмов: l АБ = 209,6 и lВТ = 233,7. Конусность редуцирующей части оправки была равна tg2αp= 0,041, а обжимной части оправки tg2αo= 0,007. Конусность образующей переходной зоны принята равной полусумме редуцирующей и обжимной зон двухконусной оправки и составила tg2αп= 0,024. Подача равнялась 8...12 мм на двойной ход клети. Зафиксированная разностенность исходной трубной заготовки колебалась в пределах: продольная 7,3...12,6%, поперечная 8,4...13,1%.Example. A tube billet of titanium alloy VT 1-0 was rolled along the route ⌀70 × 9-⌀48 × 6. The hood in diameter was ≈1.43 (natural logarithm ≈0.365). The hood on the wall was 1.5 (natural logarithm ≈0.406). The working part of the sweep of the profile of the stream of calibers was 475 mm (fifteen-zone calibration of 31.7 x 15). The length of the transition zone of the BV is assumed to be 31.7 mm; therefore, the total length of the reducing and crimping zones was 443.3 mm. It is broken down in the ratio of natural logarithms: l AB = 209.6 and l BT = 233.7. The taper of the reducing part of the mandrel was tg2α p = 0.041, and the crimp of the mandrel tg2α o = 0.007. The taper of the generatrix of the transition zone is taken equal to the half-sum of the reducing and crimping zones of the two-cone mandrel and amounted to tg2α p = 0.024. The feed was 8 ... 12 mm in the double course of the stand. The fixed difference in the initial tube billet ranged between: longitudinal 7.3 ... 12.6%, transverse 8.4 ... 13.1%.
Прокатанные трубы по наружному диаметру имели перепад не более 0,05 мм, продольная разностенность по толщине стенки изменялась в пределах 3,7... 5,5%, а поперечная разнотолщинность изменялась в пределах 4,2...7,1%. Laminated pipes on the outer diameter had a difference of not more than 0.05 mm, the longitudinal difference in wall thickness varied within 3.7 ... 5.5%, and the transverse variability in thickness varied within 4.2 ... 7.1%.
Таким образом, предлагаемый технологический инструмент позволяет повысить точность геометрических размеров готовых труб. Thus, the proposed technological tool allows to increase the accuracy of the geometric dimensions of the finished pipe.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113213A RU2133161C1 (en) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | Technological tool for cold rolling of tubes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113213A RU2133161C1 (en) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | Technological tool for cold rolling of tubes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2133161C1 true RU2133161C1 (en) | 1999-07-20 |
Family
ID=20208254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98113213A RU2133161C1 (en) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | Technological tool for cold rolling of tubes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2133161C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2769137C1 (en) * | 2021-07-21 | 2022-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью «Хермит Рус» | SET OF WORKING TOOLS FOR PILGER ROLLING OF THIN-WALL TITANIUM PIPES FROM (α+β)-TITANIUM ALLOY |
-
1998
- 1998-07-06 RU RU98113213A patent/RU2133161C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2769137C1 (en) * | 2021-07-21 | 2022-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью «Хермит Рус» | SET OF WORKING TOOLS FOR PILGER ROLLING OF THIN-WALL TITANIUM PIPES FROM (α+β)-TITANIUM ALLOY |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU606956B2 (en) | Cold drawing technique and apparatus for forming internally grooved tubes | |
| US3495429A (en) | Method of reducing tubes,especially thick-walled tubes and means for practicing the method | |
| RU2133161C1 (en) | Technological tool for cold rolling of tubes | |
| SU1321493A1 (en) | Broaching-type process tool | |
| SU598666A1 (en) | Production tool of three-high expanding mill | |
| SU1199318A1 (en) | Billet for helical expanding | |
| RU2723494C1 (en) | Method of rolling hollow billet on mandrel in three-shaft helical rolling mill and working roll for implementation thereof | |
| RU2150342C1 (en) | Method for cold pilger rolling of tubes | |
| US6205833B1 (en) | Cold pilger rolling tool for producing internally ribbed tubes | |
| SU825215A1 (en) | Pass of rolls for tube pilger rolling | |
| RU2250147C1 (en) | Method for helical piercing of cast billet | |
| US6360575B1 (en) | Calibration of an instrument for the cold-rolling of tubes | |
| US4848124A (en) | Making seamless pipes, over 200 mm in diameter | |
| JPH09136103A (en) | Tube with fin on outside surface, its manufacture and roll die used for the manufacture | |
| SU822937A1 (en) | Technological tool for cold tube rolling | |
| CN218743940U (en) | Rolling structure for cold rolling thin-wall pipe | |
| SU1115821A1 (en) | Technological fixtures for screw reeling of tubes | |
| SU588029A1 (en) | Cross-helical rolling mill roll | |
| RU2148445C1 (en) | Tube rolling method | |
| SU839628A1 (en) | Tool for tube cold rolling | |
| SU565729A1 (en) | Tooling for a helical rolling mill | |
| SU749471A1 (en) | Roll for tube screw rolling on three-high rolling mill | |
| SU839629A1 (en) | Blank for longitudinal rolling of tubes | |
| SU910243A1 (en) | Tool for die rolling of tubes | |
| SU1017396A1 (en) | Pass of rolls for pilger rolling of tubes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160707 |