RU2334574C1

RU2334574C1 - Device for continuous profile rolling and press forming

Info

Publication number: RU2334574C1
Application number: RU2006143978/02A
Authority: RU
Inventors: ев Сергей Владимирович Бел (RU); Сергей Владимирович Беляев; Николай Николаевич Довженко (RU); Николай Николаевич Довженко; Сергей Борисович Сидельников (RU); Сергей Борисович Сидельников; Руслан Евгеньевич Соколов (RU); Руслан Евгеньевич Соколов; Алексей Сергеевич Пещанский (RU); Алексей Сергеевич Пещанский; Сергей Александрович Плетюхин (RU); Сергей Александрович Плетюхин; Эдвард Анатольевич Рудницкий (RU); Эдвард Анатольевич Рудницкий
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2008-09-27
Also published as: RU2006143978A

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: device includes a roll with grooves and a roll with nips forming operation gauges, with a matrix installed at their outlet. The gauges are closed and positioned symmetrically against vertical roll axis and rolling axis. Opposite side surfaces of the gauges are formed by different rolls and are equidistant from rolling axes and roll rotation axes. The number of gauges should be even and not less than two.

EFFECT: increased production rate, profile quality and roll durability.

2 cl, 1 ex, 2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения профилей преимущественно из цветных металлов и сплавов методом непрерывной прокатки и прессования.The present invention relates to the field of metal forming and can be used to obtain profiles mainly from non-ferrous metals and alloys by continuous rolling and pressing.

Известно устройство для непрерывного прямого выдавливания (Патент 1801040 РФ, МПК В21С 23/08. Довженко Н.Н., Алферов В.Н., Сидельников С.Б., Ворошилов С.Ф., Загиров Н.Н., Горбунов М.Г., Зырянов Н.Н.), содержащее валок с выступом и валок с ручьем. На дне ручья и поверхности выступа выполнены кольцевые канавки. На выходе из калибра установлена матрица. Между валками установлен в канавках держатель с иглой. Перед матрицей выполнена камера сварки. Держатель разделяет калибр на два канала. Они сообщаются с камерой сварки, перед входом в которую установлены упоры. Держатель своей частью выступает за проходящую через оси валков плоскость. Длина выступающей части выполнена не менее высоты калибра. Заготовки заправляют в каналы, и при вращении валков они поступают в камеру сварки, где происходит их сварка с последующим попаданием в матрицу, из которой выходит полый профиль.A device for continuous direct extrusion (Patent 1801040 RF, IPC VC 23/08. Dovzhenko NN, Alferov VN, Sidelnikov SB, Voroshilov SF, Zagirov NN, Gorbunov M. G., Zyryanov N.N.), containing a roll with a protrusion and a roll with a stream. At the bottom of the creek and the surface of the protrusion, annular grooves are made. At the exit from the caliber, a matrix is installed. A holder with a needle is installed between the rollers in the grooves. A welding chamber was made in front of the matrix. The holder divides the caliber into two channels. They communicate with the welding chamber, in front of which stops are installed. The holder in its part stands for the plane passing through the axis of the rolls. The length of the protruding part is made not less than the height of the caliber. The workpieces are tucked into the channels, and when the rolls rotate, they enter the welding chamber, where they are welded and then hit the matrix, from which the hollow profile emerges.

Данное устройство позволяет получать профили сравнительно большого поперечного сечения, а также трубы после переналадки инструментального узла с установкой иглы.This device allows you to get profiles of a relatively large cross section, as well as pipes after the readjustment of the tool assembly with the installation of the needle.

Однако в данном устройстве не обеспечивается равномерность течения обрабатываемого металла во время деформации в рабочих калибрах, происходит отклонение оси проката на выходе из калибров от оси прессования перед матрицей, что вызывает искажение продольной и поперечной геометрии получаемых профилей, вызывает неравномерность проработки в объеме деформируемого металла и снижение качества продукции (Сидельников С.Б. Комбинированные и совмещенные методы обработки цветных металлов и сплавов / С.Б.Сидельников, Н.Н.Довженко, Н.Н.Загиров. - М.: МАКС Пресс, 2005. - 344 с.).However, this device does not ensure the uniformity of the flow of the treated metal during deformation in working calibers, there is a deviation of the rolling axis at the exit from the calibers from the pressing axis in front of the matrix, which causes distortion of the longitudinal and transverse geometry of the resulting profiles, causes uneven processing in the volume of the deformed metal and a decrease product quality (Sidelnikov S.B. Combined and combined methods of processing non-ferrous metals and alloys / S.B.Sidelnikov, NN Dovzhenko, NN Zagirov. - M .: ACU Press, 2005. - 344 c)..

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, по технической сущности и достигаемому результату является устройство для непрерывного прессования металла (Патент 1785459 РФ, МПК В21С 25/00, 23/00. Устройство для непрерывного прессования металла / Довженко Н.Н., Сидельников С.Б., Загиров Н.Н.), содержащее валок с ручьем и валок с выступом, образующие рабочий калибр, на выходе из которого на расстоянии l=(0,05...0,35)·d₁ установлена матрица с возможностью ее установки под определенным углом к общей вертикальной оси валков. Отношение диаметров поверхности дна ручья d₁ и гребня выступа d₂ составляет 0,6...1,0, что способствует окову металла валком с ручьем и увеличению сил трения для последующего прессования.The closest in combination of essential features, in technical essence and the achieved result is a device for continuous metal pressing (Patent 1785459 of the Russian Federation, IPC V21C 25/00, 23/00. Device for continuous metal pressing / Dovzhenko NN, Sidelnikov S.B. ., Zagirov NN), containing a roll with a stream and a roll with a protrusion, forming a working gauge, at the output of which a matrix is installed at a distance l = (0.05 ... 0.35) · d ₁ with the possibility of its installation at a certain angle to the common vertical axis of the rolls. The ratio of the diameters of the surface of the bottom of the stream d ₁ and the crest of the protrusion d ₂ is 0.6 ... 1.0, which contributes to the shackle of the metal roll with a stream and increase the friction forces for subsequent pressing.

Данное устройство, снижая отклонение оси проката на выходе из калибра от оси прессования перед матрицей, не устраняет неравномерность истечения обрабатываемого металла во время деформации в рабочем калибре, не представляется возможным точно рассчитать угол наклона матрицы к оси прессования для обеспечения равномерного истечения прессуемого металла на выходе из канала матрицы и достижения требуемого качества профилей. Кроме того, в данном устройстве возникает неравномерная нагрузка на валки: валок с вырезом более перегружен, чем валок с выступом, что отрицательно сказывается на длительной прочности инструмента (Салганик В.М. Асимметричная тонколистовая прокатка: развитие теории, технологии и новые решения / В.М.Салганик, A.M.Песин. - М.: МИСиС, 1997. - 192 с.).This device, reducing the deviation of the rolling axis at the exit from the gauge from the pressing axis in front of the die, does not eliminate the uneven flow of the treated metal during deformation in the working gauge, it is not possible to accurately calculate the angle of inclination of the die to the pressing axis to ensure uniform flow of the pressed metal at the exit of channel matrix and achieve the required quality profiles. In addition, an uneven load on the rolls arises in this device: a roll with a notch is more overloaded than a roll with a protrusion, which negatively affects the long-term strength of the tool (Salganik V.M. Asymmetric sheet rolling: development of theory, technology and new solutions / V. M. Salganik, AM Pesin. - M.: MISiS, 1997 .-- 192 p.).

Основной задачей изобретения является повышение производительности, качества профилей и длительной прочности валков за счет обеспечения равномерности течения обрабатываемого металла во время деформации в рабочем калибре, совмещения оси проката на выходе из калибра с осью прессования перед матрицей.The main objective of the invention is to increase the productivity, quality of profiles and the long-term strength of the rolls by ensuring uniformity of the flow of the treated metal during deformation in the working gauge, combining the rolled axis at the exit of the gauge with the pressing axis in front of the die.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для непрерывной прокатки и прессования профилей, включающем валок с ручьем и валок с выступом, образующие рабочий калибр, на выходе из которого установлена матрица, валки имеют закрытые калибры, расположенные симметрично относительно вертикальной оси валков и оси прокатки, а противоположные боковые поверхности калибров выполнены на разных валках и равноудалены от осей прокатки и осей вращения валков, при этом число калибров должно быть четным и не менее двух.The problem is achieved in that in a device for continuous rolling and extrusion of profiles, including a roll with a stream and a roll with a protrusion, forming a working gauge, at the output of which a matrix is installed, the rolls have closed gauges located symmetrically with respect to the vertical axis of the rolls and the rolling axis, and the opposite side surfaces of the calibres are made on different rolls and are equidistant from the axes of rolling and the axes of rotation of the rolls, while the number of calibers must be even and not less than two.

Конструктивные особенности заявляемого устройства по сравнению с прототипом, характеризующиеся отличительными признаками, позволяют повысить производительность, качество профилей и длительную прочность валков.The design features of the claimed device compared to the prototype, characterized by distinctive features, can improve productivity, quality profiles and long-term strength of the rolls.

По отношению к прототипу у предлагаемого устройства имеются следующие отличительные признаки: валки имеют закрытые калибры, расположенные симметрично относительно вертикальной оси валков и оси прокатки, а противоположные боковые поверхности калибров выполнены на разных валках и равноудалены от осей прокатки и осей вращения валков, при этом число калибров должно быть четным и не менее двух.In relation to the prototype, the proposed device has the following distinctive features: the rolls have closed gauges located symmetrically with respect to the vertical axis of the rolls and the rolling axis, and the opposite side surfaces of the calibers are made on different rolls and are equidistant from the rolling axes and the axis of rotation of the rolls, while the number of calibers must be even and at least two.

Выполнение в валках закрытых калибров, расположенных симметрично относительно вертикальной оси валков и оси прокатки таким образом, что противоположные боковые поверхности калибров, выполненные на разных валках, равноудалены от осей прокатки и вращения валков, при этом число калибров должно быть четным и не менее двух, позволяет совместить ось проката на выходе из калибра с осью прессования перед матрицей и, тем самым, снизить искажения продольной и поперечной геометрии получаемых профилей. Дополнительные сдвиговые деформации, возникающие в рабочем калибре на противоположных боковых поверхностях, увеличивают проработку деформируемого металла, повышают однородность свойств получаемых изделий. Все это, в конечном итоге, обеспечивает повышение качества продукции. Следует отметить, что производительность изготовления профилей будет увеличиваться с увеличением числа рабочих калибров в валках.The execution of closed gauges in rolls symmetrically relative to the vertical axis of the rolls and the rolling axis in such a way that the opposite side surfaces of the calibers made on different rolls are equidistant from the axes of rolling and rotation of the rolls, while the number of calibers must be even and at least two, allows combine the rolled axis at the exit of the gauge with the pressing axis in front of the matrix and, thereby, reduce distortion of the longitudinal and transverse geometry of the resulting profiles. Additional shear deformations arising in the working gauge on opposite lateral surfaces increase the workability of the wrought metal and increase the uniformity of the properties of the resulting products. All this, ultimately, provides improved product quality. It should be noted that the production productivity of profiles will increase with an increase in the number of working calibers in the rolls.

Симметричное нагружение валков относительно их вертикальных и продольных осей повышает их длительную прочность. Для обеспечения симметричного нагружения валков количество рабочих калибров должно быть четным и не менее двух.Symmetric loading of the rolls relative to their vertical and longitudinal axes increases their long-term strength. To ensure symmetrical loading of the rolls, the number of working calibers must be even and at least two.

Таким образом, между отличительными признаками и решаемой задачей существует причинно-следственная связь. Выполнение устройства для непрерывной прокатки и прессования профилей, имеющего указанную выше совокупность отличительных признаков, позволяет повысить производительность, качество профилей и длительную прочность валков.Thus, there is a causal relationship between the hallmarks and the task at hand. The implementation of the device for continuous rolling and extrusion of profiles, having the above set of distinctive features, can improve productivity, quality profiles and long-term strength of the rolls.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.The invention is illustrated graphic materials.

На фиг.1 показан общий вид устройства и на фиг.2 - в разрезе. Заявляемое изобретение - устройство для непрерывной прокатки и прессования профилей включает валок 1 с вырезом и валок 2 с выступом, образующие рабочие закрытые калибры 3, каждый из которых перекрыт на выходе матрицей. Закрытые калибры 3 имеют высоту h и расположены симметрично относительно вертикальной оси симметрии валков 1, 2 на расстоянии «а» и оси прокатки таким образом, что противоположные боковые поверхности калибров 3 выполнены на разных валках 1, 2 и равноудалены от осей вращения валков на расстоянии «r». Для обеспечения совмещения процессов прокатки и прессования обязательно необходимо перекрытие калибров для установки матрицы, поэтому необходима взаимная врезка валков на определенную глубину z, от которой расстояние размещения матрицы зависит следующим образом: L²=r·z-z²/4 и выбирается для конкретного изделия.Figure 1 shows a General view of the device and figure 2 is a sectional view. The claimed invention is a device for continuous rolling and extrusion of profiles includes a roll 1 with a notch and a roll 2 with a protrusion, forming a working closed gauges 3, each of which is blocked at the exit by a matrix. Closed gauges 3 have a height h and are located symmetrically with respect to the vertical axis of symmetry of the rolls 1, 2 at a distance "a" and the rolling axis so that the opposite side surfaces of the gauges 3 are made on different rolls 1, 2 and are equidistant from the axis of rotation of the rolls at a distance of " r ". To ensure alignment of rolling and pressing processes must necessarily overlap calibers for setting matrix is therefore necessary mutual inset rolls to a certain depth z, from which the matrix placement distance depends follows: L ² = r · zz ^2/4 is selected for a particular product.

Устройство работает следующим образом. Заготовки 5 (если два рабочих калибра, то и заготовок соответственно - две) захватываются валками 1 и 2, деформируются в рабочих закрытых калибрах 3 между валками 1 и 2 и выдавливается через рабочие каналы матриц 4 с образованием профиля 6.The device operates as follows. Workpieces 5 (if there are two working calibres, then two blanks, respectively) are captured by rolls 1 and 2, deformed in closed working calibers 3 between rolls 1 and 2, and squeezed out through the working channels of the matrices 4 with the formation of profile 6.

Пример. С помощью лабораторной установки на базе прокатного стана ДУО 200 провели непрерывную прокатку и прессование уголка (профиля) размерами 6·6·2 мм из сплава алюминия марки АД31. Температура прессования составляла 530°С. Прессование уголков проводили через одинаковые матрицы с вытяжкой 10 с использованием прототипа и заявляемого устройства, в валках выполнены два рабочих закрытых калибра, расположенные симметрично относительно вертикальной оси валков и оси прокатки таким образом, что противоположные боковые поверхности калибров, выполненные на разных валках, были равноудалены от осей прокатки и осей вращения валков. Во время проведения исследований фиксировали рабочие моменты на валках и искажение геометрии получаемых уголков.Example. Using a laboratory installation on the basis of a rolling mill DUO 200, continuous rolling and pressing of a corner (profile) of 6 · 6 · 2 mm in size made of aluminum alloy grade AD31 was performed. The pressing temperature was 530 ° C. The corners were pressed through identical dies with a hood 10 using the prototype and the inventive device, two closed gauges were made in the rolls, located symmetrically relative to the vertical axis of the rolls and the rolling axis in such a way that the opposite side surfaces of the calibers made on different rolls were equidistant from rolling axes and roll rotation axes. During the research, working moments were recorded on the rolls and the distortion of the geometry of the resulting corners.

В прототипе рабочий момент на валке с вырезом (ручьем) во время изготовления уголка оказался больше в два раза, чем на валке с выступом, т.е. нагрузка на валки была с такой же асимметрией. Уголок имел искажения продольной и поперечной геометрии. В заявляемом устройстве данные недостатки практически отсутствовали.In the prototype, the working moment on the roll with a cutout (stream) during the manufacture of the corner was twice as large as on the roll with a protrusion, i.e. the load on the rolls was with the same asymmetry. The corner had distortions of longitudinal and transverse geometry. In the inventive device, these shortcomings were practically absent.

Таким образом, применение заявляемого устройства по сравнению с прототипом позволяет повысить производительность, качество профилей и длительную прочность валков.Thus, the use of the claimed device in comparison with the prototype can improve productivity, quality profiles and long-term strength of the rolls.

Claims

1. A device for continuous rolling and extrusion of profiles, including a roll with streams and a roll with protrusions, forming working gauges, at the output of each of which a matrix is installed, characterized in that the rolls form closed gauges located symmetrically with respect to the vertical axis of the rolls and the rolling axis, and the opposite side surfaces of the gauges are formed by different rolls and are equidistant from the axis of rolling and the axes of rotation of the rolls.

2. The device according to claim 1, characterized in that the rolls form an even, at least two, number of working calibers.