RU2333052C1

RU2333052C1 - Method of encasing profile production

Info

Publication number: RU2333052C1
Application number: RU2006143546/02A
Authority: RU
Inventors: Михаил Ярославович Бунт; Евгений Геннадьевич Гурин; Мария Ярославовна Леонова; Александр Михайлович Лютов; Валерий Евгеньевич Щуров
Original assignee: Михаил Ярославович Бунт; Евгений Геннадьевич Гурин; Мария Ярославовна Леонова; Александр Михайлович Лютов; Валерий Евгеньевич Щуров
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2008-09-10

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention may be used for production of encasing steel profiles from welded tubular billets by method of cold sink drawing-down. Method includes deformation of hollow billet in rollers of cages and creation of longitudinal pulling force at identical speeds of rollers' rotation in all cages until profile with required dimensions is obtained. Deforming is carried out by anti-crossbreaks with preservation of perimeter without account of billet thickness and further calibration of profile. Formation of sections that are hard-to-reach for technological tool is performed by their exposure to neighbouring active parts, which are subjected to rollers effect. Angles of bent end during deformation of profile elements are selected based on condition of equality of ratio of bent end angles values for smoothly deformed sections and for intensively deformed sections 3-5. Directions of deformations are selected so that centres of masses of sequentially produced profile during billet displacement from cage to cage are located along single straight line that matches rolled metal axis.

EFFECT: invention allows to expand technological resources of rolling mill; to increase quality of articles; to simplify design and reduce mill material intensity and power inputs.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к прокатному производству, и может быть использовано для получения опалубочных стальных профилей из сварных трубных заготовок методом холодного безоправочного редуцирования.The invention relates to the field of metal forming, in particular to rolling production, and can be used to obtain formwork steel profiles from welded pipe billets by the method of cold flawless reduction.

Известен способ прокатки труб (RU №2148445 С1, МКИ В21В 17/02, 28.09.1998 г.), согласно которому заготовку деформируют в очаге деформации, где сначала осуществляют редуцирование заготовки до плоскости, проходящей через оси валков, после чего производят обжатие таким образом, чтобы интенсивность деформации последовательно уменьшалась от максимальной ее величины 0,1-0,25 в плоскости, проходящей через оси валков, до минимальной величины в месте выхода готовой трубы из очага деформации.A known method of rolling pipes (RU No. 2148445 C1, MKI B21B 17/02, September 28, 1998), according to which the workpiece is deformed in the deformation zone, where the workpiece is first reduced to a plane passing through the axis of the rolls, and then crimped in such a way so that the strain rate successively decreases from its maximum value of 0.1-0.25 in the plane passing through the axis of the rolls to the minimum value at the exit of the finished pipe from the deformation zone.

Недостатком известного способа прокатки труб является то, что заготовку редуцируют только по диаметру, т.е. до простейшей геометрической формы, а изменение формы с сохранением периметра центральной плоскости сечения и толщины стенки производится только на начальном этапе, при этом весь дальнейший процесс идет на оправке.A disadvantage of the known method of rolling pipes is that the workpiece is reduced only in diameter, i.e. to the simplest geometric shape, and changing the shape while maintaining the perimeter of the central plane of the cross section and wall thickness is carried out only at the initial stage, while the whole further process is on a mandrel.

Известен способ изготовления особо тонкостенных труб (RU №2055659 С1, МКИ В21В 17/08, 06.07.1993 г.), включающий предварительную деформацию круглой трубы в многоугольном калибре в многогранную трубу с сохранением периметра и толщины стенки с гранями, количество которых равно количеству граней готового изделия, и окончательную калибровку на необходимый размер на многогранной оправке.A known method of manufacturing a particularly thin-walled pipes (RU No. 2055659 C1, MKI B21B 17/08, 07/06/1993), comprising pre-deformation of a circular pipe in a polygonal caliber into a multi-faceted pipe while maintaining the perimeter and wall thickness with faces, the number of which is equal to the number of faces finished product, and final calibration to the required size on a multifaceted mandrel.

Недостатками известного способа являются ограниченность в применении для изготовления симметричных правильной формы в сечении многогранных труб, использование оправок, что определяет сложность прокатного стана и техпроцесса прокатки.The disadvantages of this method are the limited application for the manufacture of symmetrical regular shapes in the cross section of multifaceted pipes, the use of mandrels, which determines the complexity of the rolling mill and the rolling process.

Наиболее близким по технической сути к заявленному объекту является способ получения опалубочного детерменированного профиля холодным редуцированием из полой сварной заготовки (RU №2268099 С1, МКИ В21В 17/14, опубл. 20.01.2006, бюл. №02), включающий выдачу и укладку заготовки на рольганг подачи, ориентировку и согласование заготовки с прокатным станом, деформирование полой заготовки в валках нескольких последовательно установленных клетей с одновременными обжатием заготовки по ее периметру с сохранением периметра и толщины стенки и при одинаковых скоростях вращения валков во всех клетях с обеспечением проскальзывания в местах рассогласования скоростей.The closest in technical essence to the claimed object is a method for producing a formwork determinate profile by cold reduction from a hollow welded billet (RU No. 2268099 C1, MKI V21B 17/14, published on January 20, 2006, bull. No. 02), including the issuance and laying of the workpiece on feed roller, orientation and coordination of the workpiece with the rolling mill, deformation of the hollow workpiece in the rolls of several consecutively installed stands with simultaneous compression of the workpiece along its perimeter while maintaining the perimeter and wall thickness and at the same scab rolls rotation in all stands with providing slip in places mismatch speeds.

Недостатками известного способа являются формирование элементов профиля активным воздействием на все участки заготовки, вызывающие соответствующие напряжения и затраты энергии, расчет технологического инструмента на базе средней линии по толщине заготовки и без учета относительного положения центров тяжести сечений по переходам, что требует усложнения конструкции, увеличения количества клетей.The disadvantages of this method are the formation of profile elements by active action on all sections of the workpiece, causing the corresponding stress and energy consumption, the calculation of the technological tool on the basis of the midline along the thickness of the workpiece and without taking into account the relative position of the centers of gravity of the cross sections along the transitions, which requires complicating the design, increasing the number of stands .

Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков, а именно оптимизация напряженно-деформированного состояния заготовки и энергосиловых параметров стана, расширение технологических возможностей стана, повышение качества изделий, упрощение конструкции и снижение материалоемкости стана и снижение энергозатрат.The objective of the invention is to eliminate the above disadvantages, namely the optimization of the stress-strain state of the workpiece and the power parameters of the mill, expanding the technological capabilities of the mill, improving the quality of products, simplifying the design and reducing the material consumption of the mill and reducing energy costs.

Данные задачи решаются в заявленном способе получения опалубочного профиля холодным редуцированием из полой заготовки, включающем выдачу и укладку заготовки на рольганг подачи, ориентировку и согласование заготовки с прокатным станом, деформирование полой заготовки в валках нескольких последовательно установленных клетей с одновременными обжатием заготовки по ее периметру при сохранении периметра и созданием продольного тянущего усилия при одинаковых скоростях вращения валков во всех клетях, калибровку до получения профиля требуемых размеров и формы и складирование готовых изделий, по которому деформирование полой заготовки осуществляют первоначальной организацией противоизгибов с сохранением наружного периметра заготовки без учета толщины заготовки и последующей калибровкой профиля, при которой формирование труднодоступных для технологического инструмента участков производят воздействием соседних активных участков, а углы подгиба для деформации элементов профиля выбираются из условия равенства соотношения величин углов подгиба для плавно деформируемых участков и для интенсивно деформируемых участков 3-5, при этом направления деформаций выбирают таким образом, чтобы центры масс последовательно получаемых профилей при перемещении заготовки от клети к клети были расположены на одной прямой, совпадающей с осью проката, углы подгиба для деформации элементов профиля выдерживаются для плавно деформируемых участков в пределах до 2-3 градусов, для интенсивно деформируемых участков до 8-10 градусов.These problems are solved in the claimed method for producing the formwork profile by cold reduction from a hollow billet, including the delivery and laying of the billet on the feed roller, the orientation and alignment of the billet with the rolling mill, the deformation of the hollow billet in the rolls of several successively installed stands with simultaneous compression of the billet along its perimeter while maintaining perimeter and the creation of a longitudinal pulling force at the same speed of rotation of the rolls in all stands, calibration to obtain the profile required size and shape and warehousing of finished products, in which the deformation of the hollow billet is carried out by the initial organization of anti-bends with the preservation of the outer perimeter of the billet without taking into account the thickness of the billet and the subsequent calibration of the profile, in which the formation of sections difficult to access for the technological tool is effected by neighboring active sections, and the bending angles deformations of the profile elements are selected from the condition of equality of the ratio of the angles of the hem for smoothly deform sections and for intensely deformable sections 3-5, while the directions of deformations are chosen so that the centers of mass of successively obtained profiles when moving the workpiece from stand to stand are located on one straight line coinciding with the rolling axis, the bending angles for deformation of the profile elements are maintained for smoothly deformable areas up to 2-3 degrees, for intensely deformable areas up to 8-10 degrees.

Сущность изобретения состоит в том, что первоначальная организация противоизгибов с сохранением наружного периметра заготовки без учета толщины позволяет оптимизировать напряженно-деформированное состояние заготовки вследствие того, что расчет заготовки на нужный профиль ведется от периметра наружной поверхности, в отличие от традиционных по средней линии толщины заготовки, в результате чего процесс идет только с одним видом деформации - сжатием, при котором на наружной поверхности действуют нулевые напряжения, возрастающие до определенных отрицательных значений внутрь заготовки по ее толщине, и практически исключаются неопределенности размеров. Решению этой же задачи способствуют формирование труднодоступных для технологического инструмента участков воздействием соседних активных участков, т.е. на которые непосредственно воздействуют рабочие поверхности валков, передающих усилия при формообразовании, а также выполняющих роль жесткостей, препятствующих потере устойчивости смежных элементов профиля, и выбор углов подгиба для деформации элементов профиля из условия равенства соотношения величин углов подгиба для плавно деформируемых участков и для интенсивно деформируемых участков 3-5. Выбор наружного периметра заготовки в качестве базы деформирования расширяет технологические возможности стана за счет обеспечения получения качественного профиля из заготовок одного наружного диаметра, но разной толщины на одном калибрующем инструменте. Выбор направлений деформации таким образом, чтобы центры масс последовательно получаемых профилей при перемещении заготовки от клети к клети были расположены на одной прямой, совпадающей с осью проката, приводит к отсутствию поперечных сдвигов, вызывающих поперечные осевые нагрузки на клети стана, что снижает энергозатраты. Мероприятия по предлагаемому изобретению также делают возможным подобрать оптимальное количество клетей, упростив тем самым конструкцию стана и снизив его материалоемкость и энергосиловые параметры.The essence of the invention lies in the fact that the initial organization of anti-bending while maintaining the outer perimeter of the workpiece without taking into account the thickness allows optimizing the stress-strain state of the workpiece due to the fact that the calculation of the workpiece for the desired profile is carried out from the perimeter of the outer surface, unlike traditional ones along the middle line of the thickness of the workpiece, as a result, the process proceeds with only one type of deformation - compression, in which zero stresses act on the outer surface, increasing to determine divided negative values into the workpiece by its thickness, and size uncertainties are virtually eliminated. The solution of the same problem is facilitated by the formation of sections that are difficult to access for a technological tool by the influence of neighboring active sections, i.e. which directly affect the working surfaces of the rolls, transmitting forces during shaping, and also playing the role of stiffness, preventing the loss of stability of adjacent profile elements, and the choice of bending angles for deformation of the profile elements from the condition that the ratio of the values of the bending angles for smoothly deformable sections and for intensively deformable sections is equal 3-5. The choice of the outer perimeter of the workpiece as a deformation base expands the technological capabilities of the mill by providing a high-quality profile from workpieces of the same outer diameter, but of different thicknesses on one calibrating tool. The choice of the directions of deformation in such a way that the centers of mass of successively obtained profiles when moving the workpiece from the stand to the stand are located on one straight line coinciding with the rolling axis leads to the absence of lateral shear causing transverse axial loads on the mill stands, which reduces energy consumption. The measures according to the invention also make it possible to select the optimal number of stands, thereby simplifying the design of the mill and reducing its material consumption and power parameters.

Заявителю не известен способ получения опалубочного профиля холодным редуцированием из полой заготовки с указанной совокупностью существенных признаков, и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявленного изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".The applicant does not know the method for producing the shuttering profile by cold reduction from a hollow billet with the indicated combination of essential features, and the claimed combination of essential features does not follow explicitly from the state of the art, which confirms the compliance of the claimed invention with the criteria of “novelty” and “inventive step”.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на Фиг.1 изображена исходная заготовка - сварная круглая труба, на Фиг.2 - промежуточный профиль с организованными противоизгибами, на Фиг.3 - сечение готового профиля, на Фиг.4 - совмещенные профили сечений по переходам от исходной заготовки до готового профиля.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows an initial blank - a welded round pipe, Fig. 2 - an intermediate profile with organized anti-bends, Fig. 3 - a section of a finished profile, and Fig. 4 - combined section profiles along transitions from the original blanks to the finished profile.

Способ получения опалубочного профиля заключается в том, что из исходной круглой трубы 1 диаметром 2 и толщиной 3 со средней линией 4 и наружным периметром 5 формообразуют профиль заданного вида. В начальных клетях осуществляется первоначальная организация противоизгибов 6, 7, 8, 9, 10 и 11 и зон 12, 13, 14, 15 и 16, определяющих параметры профиля, при этом технологический инструмент рассчитывается из условия сохранения наружного периметра 5 заготовки 1 и возможных изменений толщины заготовки 3. Последующая калибровка профиля ведется с соблюдением условия равенства соотношения величин углов подгиба для плавно деформируемых участков и для интенсивно деформируемых участков 3-5, а труднодоступные для инструмента участки 6, 8 и 10 формируются активным воздействием на соседние участки 7, 12, 13, 14, 15 и 16. Элементы технологического инструмента располагаются по клетям таким образом, чтобы центры масс 17 последовательно получаемых профилей 18 при перемещении заготовки от клети к клети были расположены на одной прямой, совпадающей с осью проката 19.A method of obtaining a formwork profile is that from the original round pipe 1 with a diameter of 2 and a thickness of 3 with an average line 4 and an outer perimeter 5, a profile of a given form is formed. In the initial stands, the initial organization of the anti-bends 6, 7, 8, 9, 10 and 11 and the zones 12, 13, 14, 15 and 16, which determine the profile parameters, are carried out, while the technological tool is calculated from the conditions for maintaining the outer perimeter 5 of workpiece 1 and possible changes the thickness of the workpiece 3. Subsequent calibration of the profile is carried out in compliance with the condition of equality of the ratio of the values of the angle of the hem for smoothly deformable sections and for intensively deformable sections 3-5, and hard-to-reach sections 6, 8 and 10 form an asset impact on neighboring sections 7, 12, 13, 14, 15 and 16. Elements of the technological tool are arranged in stands so that the centers of mass 17 of successively obtained profiles 18 are located on one straight line coinciding with the axis when moving the workpiece from stand to stand rolled 19.

Пример конкретного выполнения способа. Предлагаемый способ получения опалубочного профиля холодным редуцированием из полой заготовки опробован в промышленных условиях. В качестве заготовок были использованы круглые трубы одного наружного диаметра, но различной толщины. В результате без переналадки калибрующего инструмента были получены качественные профили одинаковых наружных геометрических параметров с разной толщиной стенки. Проведенные работы подтвердили предлагаемую в способе технологию.An example of a specific implementation of the method. The proposed method for producing a shuttering profile by cold reduction from a hollow billet has been tested under industrial conditions. As blanks were used round pipes of the same outer diameter, but of different thicknesses. As a result, without reconfiguring the calibrating tool, high-quality profiles of the same external geometric parameters with different wall thicknesses were obtained. The performed work confirmed the technology proposed in the method.

Использование предлагаемого способа получения опалубочного профиля холодным редуцированием из полой заготовки позволяет расширить технологические возможности стана, повысить качество изделий, упростить конструкцию и снизить материалоемкость стана и энергозатраты.Using the proposed method for producing a shuttering profile by cold reduction from a hollow billet allows to expand the technological capabilities of the mill, improve the quality of products, simplify the design and reduce the material consumption of the mill and energy consumption.

Claims

1. A method of obtaining a shuttering profile by cold reduction from a hollow billet, including the issuance and laying of the billet on the feed roller, orientation and matching of the billet with the rolling mill, deformation of the hollow billet in the rolls of several consecutively installed stands with simultaneous compression of the billet along its perimeter while maintaining the perimeter and creating longitudinal pulling force at the same speed of rotation of the rolls in all stands, calibration with a hem to obtain a profile of the required size and shape and speed Ladding of finished products, characterized in that the deformation of the hollow workpiece is carried out initially by anti-bending while maintaining the outer perimeter of the workpiece without taking into account the thickness of the workpiece and subsequent calibration of the profile, in which the formation of sections difficult to access for the technological tool is effected by adjacent active sections exposed to the rolls, and the corners bends for deformation of profile elements are selected from the condition of the ratio of the angles of the bend for smoothly deformable x sections and for intensely deformable sections, equal to 3-5, while the directions of deformations are chosen so that the centers of mass of the successively obtained profile when moving the workpiece from stand to stand are located on one straight line coinciding with the axis of hire.

2. The method of obtaining the shuttering profile according to claim 1, characterized in that the bending angles for deformation of the profile elements withstand for smoothly deformable sections within 2-3 °, for intensely deformable sections up to 8-10 °.