RU2521764C1 - Step-by-step rolling method - Google Patents

Step-by-step rolling method Download PDF

Info

Publication number
RU2521764C1
RU2521764C1 RU2013103661/02A RU2013103661A RU2521764C1 RU 2521764 C1 RU2521764 C1 RU 2521764C1 RU 2013103661/02 A RU2013103661/02 A RU 2013103661/02A RU 2013103661 A RU2013103661 A RU 2013103661A RU 2521764 C1 RU2521764 C1 RU 2521764C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
movement
rolls
deformation
rolling
Prior art date
Application number
RU2013103661/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Григорий Иванович Коваль
Татьяна Григорьевна Каримова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ))
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ))
Priority to RU2013103661/02A priority Critical patent/RU2521764C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2521764C1 publication Critical patent/RU2521764C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method involves deformation of a workpiece by direct and reverse travel at back-and-forth movement of axes of rolls and free movement of the workpiece along the rolling axis to the side opposite to direction of movement of axes of rolls during deformation of the workpiece, forced movement of the workpiece towards a ready-made channel during formation of a gap between the workpiece and the working surface of rolls. Reduction of axial forces in the workpiece at its deformation by reverse travel is provided owing to the fact that forced movement of the workpiece prior to reverse travel is performed additionally by the value of free movement of the workpiece; with that, free movement of the workpiece does not exceed m×(λ-1), where λ - ratio of cross-sectional areas of the initial workpiece and the ready-made channel; m - design supply.
EFFECT: improving efficiency of a step-by-step rolling process and reliability of process equipment.
6 dwg

Description

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к способам шаговой прокатки.The invention relates to rolling production, and in particular to methods of step rolling.

Известен способ шаговой прокатки, осуществляемый на станах с качающимися валками / Коваль Г.И. Применение прокатно-ковочных станов для получения сортового проката из специальных сплавов черных и цветных металлов /Заготовительные производства в машиностроении. - 2012. №7. С.33…36/, при котором деформация заготовки выполняется при возвратно-поступательном перемещении осей валков и свободном перемещении заготовки вдоль оси прокатки в сторону, противоположную направлению перемещения осей валков во время деформации заготовки, принудительное перемещение заготовки в сторону готового профиля во время образования зазора между заготовкой и рабочей поверхностью валков.A known method of step rolling, carried out on mills with oscillating rolls / Koval G.I. The use of rolling and forging mills for long products from special alloys of ferrous and non-ferrous metals / Procurement in mechanical engineering. - 2012. No. 7. P.33 ... 36 /, in which the deformation of the workpiece is performed during the reciprocating movement of the axes of the rolls and the free movement of the workpiece along the axis of rolling in the direction opposite to the direction of movement of the axes of the rolls during deformation of the workpiece, forced movement of the workpiece towards the finished profile during the formation of the gap between the workpiece and the working surface of the rolls.

Недостатком этого способа является осуществление шаговой прокатки только прямым ходом, что снижает производительность процесса шаговой прокатки.The disadvantage of this method is the implementation of step rolling only in direct motion, which reduces the performance of the step rolling process.

При этом принудительное перемещение заготовки на величину подачи перед прямым ходом осуществляется непрерывно перемещающимся, демпфированным с помощью пружины механизмом. Во время прямого хода свободное перемещение заготовки вдоль оси прокатки в сторону исходной заготовки и указанное перемещение механизма на величину подачи в противоположную сторону аккумулируются в сжимаемой пружине. За счет этого при обратном ходе на заготовку от сжатой пружины действует осевое усилие, передающееся как на деформирующее устройство, так и на механизм принудительного перемещения заготовки. Кроме того, в конце обратного хода в момент образования зазора между исходной заготовкой и рабочей поверхностью валков заготовка с помощью сжатой пружины ускоренно перемещается на величину подачи. Такое положение приводит к действию динамических усилий на заготовку и механизм принудительного ее перемещения. Действие динамических усилий на механизм принудительного перемещения заготовки снижает надежность его работы. Ускоренное перемещение заготовки вдоль оси прокатки на величину подачи вызывает неконтролируемое перемещение заготовки и возможность превышения перемещения заготовки на величину, превышающую величину подачи. Превышение величины подачи по сравнению с проектной подачей приведет к действию на деформирующее оборудование повышенных технологических нагрузок, снижающих надежность его работы.In this case, the forced movement of the workpiece by the feed rate before the forward stroke is carried out by a continuously moving mechanism damped with a spring. During the forward stroke, the free movement of the workpiece along the rolling axis towards the original workpiece and the indicated movement of the mechanism by the amount of feed in the opposite direction are accumulated in a compressible spring. Due to this, during the reverse stroke, an axial force acts on the workpiece from the compressed spring, which is transmitted both to the deforming device and to the mechanism for forced movement of the workpiece. In addition, at the end of the return stroke at the time of the formation of the gap between the original workpiece and the working surface of the rolls, the workpiece is accelerated by the feed rate by means of a compressed spring. This situation leads to the action of dynamic forces on the workpiece and the mechanism of its forced movement. The action of dynamic forces on the mechanism of forced movement of the workpiece reduces the reliability of its work. Accelerated movement of the workpiece along the rolling axis by the feed amount causes uncontrolled movement of the workpiece and the possibility of exceeding the movement of the workpiece by an amount exceeding the feed amount. Exceeding the feed rate compared to the design feed will result in increased strain on the deforming equipment, reducing its reliability.

Таким образом, недостатком указанного аналога является его низкая производительность, действие повышенных технологических нагрузок на деформирующее оборудование и механизм принудительного перемещения заготовки, снижающих надежность их работы.Thus, the disadvantage of this analogue is its low productivity, the effect of increased technological loads on deforming equipment and the mechanism of forced movement of the workpiece, reducing the reliability of their work.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ шаговой прокатки на станах холодной прокатки труб/Вердеревский В.А., Глейберг А.З., Никитин А.С. Трубопрокатные станы. - М.: Металлургия, 1983, 240 с. (на стр.182)/, при котором деформацию заготовки осуществляют как прямым, так и обратным ходом при возвратно-поступательном перемещении осей валков и свободном перемещении заготовки вдоль оси прокатки в сторону, противоположную направлению перемещения осей валков во время деформации заготовки. При этом заготовку принудительно перемещают в сторону готового профиля во время образования зазора между заготовкой и рабочей поверхностью валков. Осуществление деформации заготовки не только прямым, но и обратным ходом повышает производительность процесса шаговой прокатки.Closest to the proposed solution on the technical nature and the achieved effect is the method of step rolling on cold rolling mills / Verderevsky V.A., Gleyberg A.Z., Nikitin A.S. Pipe rolling mills. - M.: Metallurgy, 1983, 240 p. (on page 188) /, in which the workpiece is deformed by both direct and reverse when the axes of the rolls are reciprocated and the workpiece is freely moved along the rolling axis in the direction opposite to the direction of movement of the roll axes during the workpiece deformation. In this case, the workpiece is forcibly moved towards the finished profile during the formation of the gap between the workpiece and the working surface of the rolls. The implementation of the deformation of the workpiece not only direct but also in reverse increases the productivity of the step rolling process.

Однако при шаговой прокатке согласно прототипу перед обратным ходом принудительное перемещение заготовки осуществляют только на величину проектной подачи. Согласно известным закономерностям шаговой прокатки при обратном ходе за счет линейного смещения металла в сторону исходной заготовки фактический деформируемый объем подачи в λ раз меньше проектного объема подачи (λ - отношение площадей поперечного сечения исходной заготовки и готового профиля), осуществляемого при прямом ходе. За счет этого производительность процесса шаговой прокатки при обратном ходе снижается в λ раз. Следовательно, общая производительность процесса шаговой прокатки снижается в 2λ/(λ+1) раз. При этом на заготовку и механизм, осуществляющий принудительное перемещение заготовки, во время деформации обратным ходом (особенно в его начале) действуют значительные осевые усилия. Это связано с тем, что при деформации прямым ходом за счет превышения перемещения заготовки валками над перемещением осей валков заготовка смещается относительно неподвижной рамы стана шаговой прокатки в сторону механизма, осуществляющего принудительное перемещение заготовки. Указанное перемещение при деформации заготовки прямым ходом накапливается в демпфирующем устройстве механизма, осуществляющем принудительное перемещение заготовки. Действие осевых усилий на заготовку и механизм, осуществляющий принудительное перемещение заготовки, приводит к повышению технологических нагрузок как на указанный механизм, так и на деформирующее оборудование.However, during step rolling according to the prototype before the reverse stroke, the forced movement of the workpiece is carried out only by the value of the project feed. According to the well-known patterns of step rolling in the reverse course due to the linear displacement of the metal towards the initial billet, the actual deformable feed volume is λ times smaller than the projected feed volume (λ is the ratio of the cross-sectional areas of the initial billet and the finished profile) carried out in the forward stroke. Due to this, the productivity of the step rolling process during the reverse stroke decreases by a factor of λ. Therefore, the total productivity of the step rolling process is reduced by 2λ / (λ + 1) times. At the same time, significant axial forces act on the workpiece and the mechanism forcing the workpiece to move during reverse deformation (especially at its beginning). This is due to the fact that during deformation by the forward stroke due to the excess of movement of the workpiece by the rolls over the movement of the axis of the rolls, the workpiece is shifted relative to the stationary frame of the stepping mill towards the mechanism for forcing the workpiece. The specified movement during deformation of the workpiece in direct motion accumulates in the damping device of the mechanism, forcing the workpiece to move. The action of axial forces on the workpiece and the mechanism for the forced movement of the workpiece leads to an increase in technological loads on both the specified mechanism and deforming equipment.

Таким образом, основным недостатком данного способа является его низкая производительность и повышенные технологические нагрузки на оборудование, снижающие надежность его работы.Thus, the main disadvantage of this method is its low productivity and increased technological load on the equipment, reducing the reliability of its operation.

Задачей изобретения является увеличение производительности процесса шаговой прокатки и повышение надежности технологического оборудования.The objective of the invention is to increase the productivity of the step rolling process and increase the reliability of technological equipment.

Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом способе шаговой прокатки, включающем деформацию заготовки прямым и обратным ходом при возвратно-поступательном перемещении осей валков и свободном перемещении заготовки вдоль оси прокатки в сторону, противоположную направлению перемещения осей валков во время деформации заготовки, принудительное перемещение заготовки в сторону готового профиля во время образования зазора между заготовкой и рабочей поверхностью валков, согласно изобретению принудительное перемещение заготовки перед обратным ходом дополнительно осуществляют на величину свободного перемещения заготовки, причем свободное перемещение заготовки не превышает m×(λ-1), где λ - отношение площадей поперечного сечения исходной заготовки и готового профиля; m - проектная подача.The problem is achieved in that in the inventive method of step rolling, including deformation of the workpiece by forward and reverse motion with the reciprocating movement of the roll axes and free movement of the workpiece along the rolling axis in the direction opposite to the direction of movement of the roll axes during workpiece deformation, forced movement of the workpiece in side of the finished profile during the formation of the gap between the workpiece and the working surface of the rolls, according to the invention, the forced movement of the workpiece before the return stroke, they additionally carry out the amount of free movement of the workpiece, and the free movement of the workpiece does not exceed m × (λ-1), where λ is the ratio of the cross-sectional areas of the original workpiece and the finished profile; m - design feed.

Применение принудительного перемещения заготовки перед обратным ходом дополнительно на величину свободного перемещения заготовки позволяет вернуть заготовку в ее положение перед прямым ходом, устраняя при деформации заготовки обратным ходом действие осевых усилий на заготовку и механизм, осуществляющий принудительное перемещение заготовки, и повышая производительности процесса шаговой прокатки.The use of forced movement of the workpiece before the reverse stroke additionally by the amount of free movement of the workpiece allows you to return the workpiece to its position before the direct stroke, eliminating the axial forces on the workpiece and the mechanism that forces the workpiece to be forced backward, and increasing the productivity of the step rolling process.

Осуществление свободного перемещение заготовки на величину m×(λ-1) дает возможность перед прямым ходом устанавливать заготовку в положение, обеспечивающее проектную подачу заготовки m при ее деформацией прямым ходом и проектную подачу заготовки mλ при ее деформации обратным ходом.The free movement of the workpiece by the value of m × (λ-1) makes it possible to set the workpiece in front of the forward stroke in a position that ensures the projected supply of the workpiece m when it is deformed by the direct course and the projected supply of the workpiece mλ when it is deformed by the reverse course.

Перед прямым ходом при задании свободного перемещения заготовки менее m×(λ-1) с помощью механизма, осуществляющего принудительное перемещение заготовки, во время наличия зазора между рабочей поверхностью валков и заготовкой последняя дополнительно переместится в требуемое проектное положение. Этим обеспечится выполнение условий, при которых проектная подача заготовки перед ее деформацией прямым ходом будет равна m.Before the direct stroke, when setting the free movement of the workpiece less than m × (λ-1) using the mechanism forcing the workpiece to move, while there is a gap between the working surface of the rolls and the workpiece, the latter will additionally move to the desired design position. This will ensure the fulfillment of conditions under which the projected supply of the workpiece before its deformation by a direct stroke will be equal to m.

Перед обратным ходом при задании свободного перемещения заготовки меньше m×(λ-1) прокатка обратным ходом будет осуществляться с подачей, не превышающей проектного значения mλ.Before the return stroke, when setting the free movement of the workpiece less than m × (λ-1), the reverse rolling will be carried out with a feed not exceeding the design value mλ.

Осуществление свободного перемещения заготовки, превышающего m×(λ-1), при обратном ходе приведет к шаговой прокатке с повышенной подачей заготовки. Это увеличит проектные технологические нагрузки, приводящие к выходу из строя технологического оборудования, снизит качество получаемого проката.The free movement of the workpiece in excess of m × (λ-1) during the reverse stroke will lead to step rolling with an increased supply of the workpiece. This will increase the design technological load, leading to the failure of the technological equipment, reduce the quality of the rental.

Следовательно, применение предложенного способа шаговой прокатки обеспечивает увеличение производительности процесса шаговой прокатки при технологических условиях, не превышающих проектные, снижение осевых усилий в заготовке, повышающих надежность работы технологического оборудования.Therefore, the application of the proposed method of step rolling provides an increase in the productivity of the step rolling process under technological conditions not exceeding design conditions, reducing axial forces in the workpiece, increasing the reliability of the process equipment.

Таким образом, применение предложенного способа увеличивает производительность шаговой прокатки и повышает надежность работы технологического оборудования.Thus, the application of the proposed method increases the productivity of step rolling and increases the reliability of the process equipment.

Предложенный способ шаговой прокатки проиллюстрирован на чертежах.The proposed method of step rolling is illustrated in the drawings.

На фиг.1 показано начало процесса деформации заготовки прямым ходом.Figure 1 shows the beginning of the process of deformation of the workpiece in direct motion.

На фиг.2 показано окончание процесса деформации заготовки прямым ходом.Figure 2 shows the end of the process of deformation of the workpiece in direct motion.

На фиг.3 показан момент наличия зазора между заготовкой и рабочей поверхностью валков в конце прямого и начале обратного хода.Figure 3 shows the moment of the presence of a gap between the workpiece and the working surface of the rolls at the end of the forward and the beginning of the return stroke.

На фиг.4 показано начало процесса деформации заготовки обратным ходом.Figure 4 shows the beginning of the process of deformation of the workpiece in reverse.

На фиг.5 показано окончание процесса деформации заготовки обратным ходом.Figure 5 shows the end of the process of deformation of the workpiece in reverse.

На фиг.6 показан момент наличия зазора между заготовкой и рабочей поверхностью валков в конце обратного и начале прямого хода.Figure 6 shows the moment of the presence of a gap between the workpiece and the working surface of the rolls at the end of the reverse and the beginning of the forward stroke.

С использованием фиг.1…6 рассмотрим вариант реализации технологии шаговой прокатки с применением предложенного способа.Using figure 1 ... 6 consider the implementation of the technology of step rolling using the proposed method.

Шаговая прокатка заготовки 1 осуществляется двумя валками 2 переменного радиуса. Оси валков (т. O) совершают возвратно-поступательное перемещение из положения O2 в O3, и наоборот. На заготовку со стороны ее исходных размеров через демпфирующий элемент в виде пружины 3 постоянно воздействует вдоль оси прокатки механизм 4 принудительного перемещения заготовки. В дальнейшем данный механизм для краткости будем называть просто механизм.Step rolling of the workpiece 1 is carried out by two rolls 2 of variable radius. The axis of the rolls (t. O) make a reciprocating movement from the position of O 2 in O 3 and vice versa. The workpiece from the side of its original dimensions through a damping element in the form of a spring 3 is constantly acted along the rolling axis by a mechanism 4 of forced movement of the workpiece. In the future, for brevity, this mechanism will be called simply a mechanism.

Описание осуществления процесса шаговой прокатки начнем из положения начала деформации заготовки обратным ходом (фиг.1). На заготовке 1 предварительно выкатан конус деформации с размерами поперечного сечения, постепенно изменяющимися от исходной заготовки S0 до готового профиля S1 и на ней получена определенная часть готового профиля. В этом положении расстояние от механизма 4 (т. B) до заднего конца заготовки 1 (т. A) максимально и равно а. Механизм 4 через пружину 3 контактирует с задним концом заготовки 1. При обжатии прямым ходом оси O валков 2 и заготовка 1 перемещаются в противоположные стороны (по стрелкам), а сами валки 2 поворачиваются (по стрелке). При этом механизм 4 движется в сторону готового профиля с постоянной заданной скоростью вдоль оси прокатки (по стрелке), обеспечивая за один цикл возвратно-поступательного перемещения осей валков его перемещение на проектную удвоенную величину подачи 2 m. Указанная скорость может меняться в зависимости от проектного значения подачи m. При движении механизм 4 через пружину 3 воздействует на торец заготовки 1. При изменении расстояния между механизмом 4 и торцом заготовки 1 пружина 3 сжимается и разжимается. Максимальное расстояние между механизмом 4 и торцом заготовки 1 задается конструкцией механизма 4. В рассматриваемом случае это расстояние равно а.The description of the implementation of the step rolling process will start from the position of the beginning of the deformation of the workpiece in reverse (figure 1). On the workpiece 1, a deformation cone is pre-rolled out with cross-sectional dimensions gradually changing from the initial workpiece S 0 to the finished profile S 1 and a certain part of the finished profile is obtained on it. In this position, the distance from the mechanism 4 (t. B) to the rear end of the workpiece 1 (t. A) is maximum and equal to a. The mechanism 4 through the spring 3 is in contact with the rear end of the workpiece 1. When compressing the O axis of the rolls 2 and the workpiece 1 in a straight way, they move in opposite directions (arrows), and the rolls 2 rotate (arrow). In this case, the mechanism 4 moves towards the finished profile with a constant predetermined speed along the rolling axis (in the direction of the arrow), providing for one cycle of the reciprocating movement of the roll axes its movement to the design doubled feed rate of 2 m. The indicated speed may vary depending on the design value of the feed m. When moving the mechanism 4 through the spring 3 acts on the end face of the workpiece 1. When changing the distance between the mechanism 4 and the end face of the workpiece 1, the spring 3 is compressed and expanded. The maximum distance between the mechanism 4 and the end face of the workpiece 1 is determined by the design of the mechanism 4. In this case, this distance is equal to a.

Во время обжатия прямым ходом (фиг.1 и 2) оси валков перемещаются из положения O в положение O1 на расстояние L0. На заготовке 1 выкатывается конус деформации длиной L3 (расстояние между точками C и D). При этом заготовка 1 за счет разности перемещения ее и осей O валков 2 при деформации свободно смещается вдоль оси прокатки в сторону, противоположную указанному направлению перемещения осей валков на величину ΔL=L3-L0 (фиг.2). При этом механизм 4 за счет постоянного движения переместится на расстояние m в сторону готового профиля. (На приведенных рисунках перемещение механизма 4 на величину m показано условно. (Фактически такое перемещение механизма 4 достигается за половину цикла прокатки, соответствующего перемещению осей поворота валков 2 из положения O2 в O3, или наоборот (фиг.1…6)). Расстояние между торцом заготовки 1 и механизмом 4 уменьшится, произойдет сжатие пружины на величину m+ΔL.During crimping in direct motion (FIGS. 1 and 2), the roll axes move from position O to position O 1 by a distance L 0 . On the workpiece 1, a deformation cone of length L 3 is rolled out (the distance between points C and D). In this case, the workpiece 1 due to the difference in its movement and the O-axes of the rolls 2 during deformation freely moves along the rolling axis in the direction opposite to the specified direction of movement of the roll axes by ΔL = L 3 -L 0 (figure 2). In this case, the mechanism 4 due to constant movement will move a distance m in the direction of the finished profile. (In the figures, the movement of the mechanism 4 by the value of m is shown conditionally. (Actually, such a movement of the mechanism 4 is achieved in half the rolling cycle corresponding to the movement of the axis of rotation of the rolls 2 from the position O 2 to O 3 , or vice versa (Figs. 1 ... 6)). The distance between the end face of the workpiece 1 and the mechanism 4 will decrease, the spring will compress by m + ΔL.

При дальнейшем повороте валков 2 и перемещении их осей из т. O1 в т. O2 (фиг.3) между рабочей поверхностью валков и заготовкой образуется зазор. В это время заготовка 1 с помощью механизма 4 путем полного разжатия пружины 3 до значения а переместится в сторону готового профиля вдоль оси прокатки на величину подачи m и дополнительно на величину свободного перемещения заготовки ΔL. При заданном свободном перемещении заготовки, не превышающем m×(λ-1), общее перемещение заготовки не будет превышать m+m×(λ-1)=mλ. Согласно известным закономерностям шаговой прокатки такое значение перемещения заготовки при обжатии ее обратным ходом не превышает проектные технологические режимы. Максимальное проектное значение перемещения заготовки при шаговой прокатке обратным ходом, как известно, равно m×λ.With a further rotation of the rolls 2 and the movement of their axes from t. O 1 to t. O 2 (Fig.3) between the working surface of the rolls and the workpiece, a gap is formed. At this time, the workpiece 1 by means of mechanism 4 by fully unloading the spring 3 to a value a will move towards the finished profile along the rolling axis by the feed quantity m and additionally by the amount of free movement of the workpiece ΔL. For a given free movement of the workpiece not exceeding m × (λ-1), the total movement of the workpiece will not exceed m + m × (λ-1) = mλ. According to the well-known patterns of step rolling, this value of the movement of the workpiece during compression by reverse motion does not exceed the design technological modes. The maximum design value of the movement of the workpiece during step rolling in reverse motion, as is known, is m × λ.

Далее начинается обратный ход. Оси валков 2 из положения O2 (фиг.3) перемещаются в положение O1 (фиг.4). За это время между рабочей поверхностью валков 1 и заготовкой 2 устраняется зазор. После осуществления деформации заготовки 1 обратным ходом (фиг.5) оси валков 2 переместятся из положения O1 в положение О, пройдя путь L0. На заготовке 1 выкатывается новый конус деформации FE длиной L3. При этом заготовка 1 со стороны готового профиля свободно переместится вдоль оси прокатки на величину ΔL=L3-L0 в сторону готового профиля. Заготовка 1 со стороны ее исходных размеров также свободно переместится в ту же сторону на ту же величину и за счет известных закономерностей шаговой прокатки, связанных с линейным смещением металла при его деформации, получит перемещение в противоположную сторону на величину (ΔL+m)×(λ-1)/λ. Это выражение получается следующим образом. Перемещение заготовки 1 перед обратным ходом, как было показано ранее, равно (ΔL+m). При шаговой прокатке соблюдается равенство объемов подачиNext, the return stroke begins. The axis of the rolls 2 from position O 2 (figure 3) are moved to position O 1 (figure 4). During this time, between the working surface of the rolls 1 and the workpiece 2, the gap is eliminated. After the deformation of the workpiece 1 in reverse (Fig. 5), the axis of the rolls 2 will move from position O 1 to position O, having followed the path L 0 . A new deformation cone FE of length L 3 is rolled out on the workpiece 1. In this case, the workpiece 1 from the side of the finished profile freely moves along the axis of rolling by the value ΔL = L 3 -L 0 towards the finished profile. Billet 1 from the side of its initial dimensions will also freely move in the same direction by the same amount and due to the known regularities of step rolling associated with the linear displacement of the metal during its deformation, will receive a shift in the opposite direction by (ΔL + m) × (λ -1) / λ. This expression is obtained as follows. The movement of the workpiece 1 before the reverse stroke, as shown earlier, is equal to (ΔL + m). During step rolling, equal feed volumes are observed

( Δ L + m ) × S 1 = X × S 0 , ( 1 )

Figure 00000001
( Δ L + m ) × S one = X × S 0 , ( one )
Figure 00000001

где X - значение принимаемой условной подачи заготовки при деформации прямым ходом, соответствующее принудительному перемещению заготовки 1 на величину (ΔL+m) перед деформацией обратным ходом;where X is the value of the accepted conditional feed of the workpiece during deformation by the forward stroke, corresponding to the forced movement of the workpiece 1 by the amount (ΔL + m) before the deformation by the reverse stroke;

S1 и S0 - площади поперечного сечения готового профиля и исходной заготовки.S 1 and S 0 - the cross-sectional area of the finished profile and the original workpiece.

Из уравнения (1) можно определитьFrom equation (1) we can determine

X = ( Δ L + m ) × S 1 / S 0 ,. ( 2 )

Figure 00000002
X = ( Δ L + m ) × S one / S 0 ,. ( 2 )
Figure 00000002

Учитывая, что Given that

λ = S 0 / S 1 , ( 3 )

Figure 00000003
λ = S 0 / S one , ( 3 )
Figure 00000003

получим we get

X = ( Δ L + m ) / λ . ( 4 )

Figure 00000004
X = ( Δ L + m ) / λ . ( four )
Figure 00000004

Линейное смещение металла при шаговой прокатке в (λ-1) раз превышает подачу, тогда с учетом зависимости (4) линейное смещение металла заготовки при деформации обратным ходом равноThe linear displacement of the metal during step rolling is (λ-1) times higher than the feed, then, taking into account dependence (4), the linear displacement of the workpiece metal during deformation by the reverse stroke is

X ( λ 1 ) = ( Δ L + m ) ( λ 1 ) / λ . ( 5 )

Figure 00000005
X ( λ - one ) = ( Δ L + m ) ( λ - one ) / λ . ( 5 )
Figure 00000005

Найдя разницу между указанными перемещениями заготовки 1 со стороны ее исходных размеров, получимFinding the difference between the indicated movements of the workpiece 1 from the side of its original dimensions, we obtain

( Δ L + m ) ( λ 1 ) / λ Δ L = m ( Δ L + m ) / λ . ( 6 )

Figure 00000006
( Δ L + m ) ( λ - one ) / λ - Δ L = m - ( Δ L + m ) / λ . ( 6 )
Figure 00000006

Полученное выражение определяет значение перемещения заготовки 1 со стороны ее исходных размеров (фиг.5). Т.е. точка G (фиг.4) переместится на величину m-(ΔL+m)/λ (фиг.5).The resulting expression determines the value of the movement of the workpiece 1 from the side of its original dimensions (figure 5). Those. point G (Fig. 4) will move by the value m- (ΔL + m) / λ (Fig. 5).

Механизм 4 при этом за счет постоянного движения во время деформации обратным ходом переместится на заданную величину проектной подачи m. Пружина 3 сожмется на величину m+m-{ΔL+m)/λ=2m-(ΔL+m)/λ (фиг.5).In this case, the mechanism 4 due to the constant movement during deformation by the reverse stroke will move by a predetermined value of the project feed m. Spring 3 is compressed by the value m + m- {ΔL + m) / λ = 2m- (ΔL + m) / λ (Fig. 5).

В дальнейшем оси валков 2 перемещаются из положения O в положение O3. При этом валки 2 поворачиваются, образуя зазор между их рабочей поверхностью и заготовкой 1 (фиг.6). После образования зазора заготовка 1 (т. G, F) с помощью механизма 4 путем полного разжатия пружины 3 до значения а переместится в сторону готового профиля вдоль оси прокатки на величину 2m-(ΔL+m)/λ.In the future, the axis of the rolls 2 are moved from position O to position O 3 . When this rolls 2 are rotated, forming a gap between their working surface and the workpiece 1 (Fig.6). After the clearance is formed, the workpiece 1 (i.e., G, F), using mechanism 4, by fully unloading the spring 3 to a value a, moves to the side of the finished profile along the rolling axis by 2m- (ΔL + m) / λ.

При заданном значении свободного перемещения заготовки 1, не превышающем For a given value of the free movement of the workpiece 1, not exceeding

m×(λ-1), m × (λ-1),

максимальное значение полученного перемещения заготовки 1 составит the maximum value of the obtained movement of the workpiece 1 will be

2m-(ΔL+m)/λ=2m-(m×(λ-1)+m)/λ=m.2m- (ΔL + m) / λ = 2m- (m × (λ-1) + m) / λ = m.

Таким образом, максимальное значение перемещения заготовки перед прямым ходом равно значению проектной подачи m. Это дает возможность вести процесс шаговой прокатки прямым ходом в заданных технологических режимах.Thus, the maximum value of the movement of the workpiece before the forward stroke is equal to the value of the project feed m. This makes it possible to conduct the process of step rolling in direct motion in predetermined technological modes.

Далее циклы шаговой прокатки повторяются.Next, the step rolling cycles are repeated.

Рассмотрим на конкретном примере реализацию предложенного способа шаговой прокатки на стане ШП175 с рычажной системой привода валков /Коваль Г.И. Применение прокатно-ковочных станов для получения сортового проката из специальных сплавов черных и цветных металлов / Заготовительные производства в машиностроении. - 2012. №7. С.33…36/.Consider a specific example of the implementation of the proposed method of step rolling on the mill ШП175 with a lever system for driving rolls / G. Koval. The use of rolling and forging mills for long products from special alloys of ferrous and non-ferrous metals / Procurement in mechanical engineering. - 2012. No. 7. P.33 ... 36 /.

На стане ШП175 могут быть использованы следующие параметры валков. Эксцентриситет e=57,5 мм, радиус кривизны ρ=110 мм, расстояние между осями валков Д0=350 мм. Высота исходной заготовки H0=60 мм, высота получаемого профиля H1=15 мм. При прокатке в двух валках принимается отсутствие уширения заготовки. Тогда отношение площадей поперечного сечения исходной заготовки и готового профиля λ=4.At ШП175, the following roll parameters can be used. The eccentricity e = 57.5 mm, the radius of curvature ρ = 110 mm, the distance between the axes of the rolls D 0 = 350 mm. The height of the initial workpiece H 0 = 60 mm, the height of the obtained profile H 1 = 15 mm When rolling in two rolls, the absence of broadening of the workpiece is accepted. Then the ratio of the cross-sectional areas of the initial billet and the finished profile is λ = 4.

С использованием методики /Выдрин В.Н., Березин Е.Н., Коваль Г.И. Формоизменение, геометрия рабочих валков и конуса деформации при многоручьевой прокатке на стане прокатки-ковки. Известия вузов. Черная металлургия. - 1980. №4. с.67…71/ с учетом прокатки в валках с гладкой рабочей поверхностью определяется длина конуса деформации L3 при обжатии заготовки по формуле, которая в принятых обозначениях имеет видUsing the method / Vydrin V.N., Berezin E.N., Koval G.I. Shaping, geometry of work rolls and deformation cone during multi-strand rolling in a rolling-forging mill. University News. Ferrous metallurgy. - 1980. No. 4. p.67 ... 71 / taking into account rolling in rolls with a smooth working surface, the length of the deformation cone L 3 is determined when the workpiece is crimped according to the formula, which in the accepted notation has the form

L з = ρ × δ н к + e × sin δ н к . ( 7 )

Figure 00000007
L s = ρ × δ n to + e × sin δ n to . ( 7 )
Figure 00000007

В этой формулеIn this formula

δ н к = arccos ( ( Д 0 H 0 ) 2 4 e 2 4 ρ 2 ) / ( 4 e × ( Д 0 H 0 ) ) . ( 8 )

Figure 00000008
δ n to = arccos ( ( D 0 - H 0 ) 2 - four e 2 - four ρ 2 ) / ( four e × ( D 0 - H 0 ) ) . ( 8 )
Figure 00000008

После подстановки параметров в формулы (6) и (7) и расчета получимAfter substituting the parameters in formulas (6) and (7) and calculating, we obtain

δнк≈70 град, L3≈186 мм.δ nk ≈70 deg, L 3 ≈186 mm.

По методике, изложенной, например, в работе /Основы проектирования и расчета станов прокатки-ковки. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. В.Н.Выдрин, Е.Н. Березин, Г.И.Коваль, В.Г.Дремин. - Челябинск: ЧПИ, 1983. 44 с., на стр.18…20/ с использованием значения Lнк≈70 град, графоаналитическим методом определяется перемещение осей валков L0≈164 мм.According to the method described, for example, in / Fundamentals of design and calculation of rolling mills. Textbook for coursework and diploma design. V.N. Vydrin, E.N. Berezin, G.I. Koval, V.G. Dremin. - Chelyabinsk: ChPI, 1983. 44 p., On p. 18 ... 20 / using the value of L nk ≈70 degrees, using the graphic-analytical method, the movement of the axes of the rolls L 0 ≈164 mm is determined.

Затем из условияThen from the condition

m × ( λ 1 ) L з L 0 ( 9 )

Figure 00000009
m × ( λ - one ) L s - L 0 ( 9 )
Figure 00000009

определяется величина подачи m≥1,13 мм, обеспечивающая выполнение требуемых для реализации предложенного способа шаговой прокатки технологических условий.the feed quantity m≥1.13 mm is determined, which ensures the fulfillment of the technological conditions required for the implementation of the proposed method of step rolling.

Для расчета конкретных технологических параметров с использованием приведенных формул и рекомендованных методик могут применяться и другие алгоритмы расчета. Например, при заданном значении m определяться λ, а следовательно, и значения Н0 и H1. В любом случае должно выполняться условие (9).To calculate specific technological parameters using the above formulas and recommended methods, other calculation algorithms can be used. For example, for a given value of m, λ is determined, and therefore, the values of H 0 and H 1 . In any case, condition (9) must be satisfied.

Предложенный способ шаговой прокатки планируется использовать на станах ШП175, ШП200, ШП280 и ПК600.The proposed method of step rolling is planned to be used on mills ШП175, ШП200, ШП280 and PK600.

Claims (1)

Способ шаговой прокатки, включающий деформацию заготовки прямым и обратным ходом при возвратно-поступательном перемещении осей валков и свободном перемещении заготовки вдоль оси прокатки в сторону, противоположную направлению перемещения осей валков во время деформации заготовки, принудительное перемещение заготовки в сторону готового профиля во время образования зазора между заготовкой и рабочей поверхностью валков, отличающийся тем, что принудительное перемещение заготовки перед обратным ходом осуществляют дополнительно на величину свободного перемещения заготовки, при этом свободное перемещение заготовки не превышает m×(λ-1), где λ - отношение площадей поперечного сечения исходной заготовки и готового профиля; m - проектная подача заготовки при ее деформации прямым ходом. Method of step rolling, including deformation of the workpiece by forward and backward movement with reciprocating movement of the roll axes and free movement of the workpiece along the rolling axis to the side opposite to the direction of movement of the roll axes during workpiece deformation, forced movement of the workpiece towards the finished profile during the clearance between the workpiece and the working surface of the rolls, characterized in that the forced movement of the workpiece before the return stroke is additionally carried out on the reason for the free movement of the workpiece, while the free movement of the workpiece does not exceed m × (λ-1), where λ is the ratio of the cross-sectional areas of the original workpiece and the finished profile; m - design feed of the workpiece when it is deformed by a direct stroke.
RU2013103661/02A 2013-01-28 2013-01-28 Step-by-step rolling method RU2521764C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013103661/02A RU2521764C1 (en) 2013-01-28 2013-01-28 Step-by-step rolling method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013103661/02A RU2521764C1 (en) 2013-01-28 2013-01-28 Step-by-step rolling method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2521764C1 true RU2521764C1 (en) 2014-07-10

Family

ID=51217071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013103661/02A RU2521764C1 (en) 2013-01-28 2013-01-28 Step-by-step rolling method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2521764C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2609768C1 (en) * 2015-09-16 2017-02-02 ЗАО "Владимирский завод прецизионных сплавов" Method of step-by-step rolling flat long billet
RU2610184C1 (en) * 2015-09-16 2017-02-08 ЗАО "Владимирский завод прецизионных сплавов" Step-by-step rolling mill for flat long billets
RU177367U1 (en) * 2016-12-29 2018-02-19 ЗАО "Владимирский завод прецизионных сплавов" STEP-BY-STEP ROLLING MACHINE FOR FLAT LENGTH Billets
RU2676809C2 (en) * 2016-12-29 2019-01-11 ЗАО "Владимирский завод прецизионных сплавов" Method of step-up rolling of plane long-dimensional blinds and the mill for its implementation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4034589A (en) * 1975-10-15 1977-07-12 Korshunov Evgeny Mill for rolling continuously cast ingot
RU2037346C1 (en) * 1992-05-14 1995-06-19 Челябинский государственный технический университет Method of step-by-step rolling

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4034589A (en) * 1975-10-15 1977-07-12 Korshunov Evgeny Mill for rolling continuously cast ingot
RU2037346C1 (en) * 1992-05-14 1995-06-19 Челябинский государственный технический университет Method of step-by-step rolling

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2609768C1 (en) * 2015-09-16 2017-02-02 ЗАО "Владимирский завод прецизионных сплавов" Method of step-by-step rolling flat long billet
RU2610184C1 (en) * 2015-09-16 2017-02-08 ЗАО "Владимирский завод прецизионных сплавов" Step-by-step rolling mill for flat long billets
RU177367U1 (en) * 2016-12-29 2018-02-19 ЗАО "Владимирский завод прецизионных сплавов" STEP-BY-STEP ROLLING MACHINE FOR FLAT LENGTH Billets
RU2676809C2 (en) * 2016-12-29 2019-01-11 ЗАО "Владимирский завод прецизионных сплавов" Method of step-up rolling of plane long-dimensional blinds and the mill for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2521764C1 (en) Step-by-step rolling method
US3333452A (en) Reduction of thick flat articles
RU2538130C1 (en) Radial forging of hexagonal sections
Rudskoi et al. On the development of the new technology of severe plastic deformation in metal forming
US4074557A (en) Metal extrusion process with high reduction
US3583192A (en) Stretch-forging apparatus and method
Panin et al. Theoretical grounds of the combined" rolling-equal-channel step pressing" process
US6722174B1 (en) Device and method for manufacturing hot-rolled sheet steel and device and method for sheet thickness pressing used for the device and method
US3688540A (en) Tube rolling mill employing a tapered mandrel and a cluster of rolls that each have specially designed tube contacting grooves
RU2541238C1 (en) Method of radial forging of hexagonal profiles
RU2538129C1 (en) Method of radial forging
RU2617074C1 (en) Device for continuous casting and flat bars deformation
US3425253A (en) Methods and apparatus for reducing the thickness of metal
US3143010A (en) Method of and apparatus for reducing the thickness of metal
RU2340416C1 (en) Method of stepped rolling
RU2231403C1 (en) Step rolling method
RU2297293C1 (en) Method for producing rectangular shapes in roller drawing die
RU170342U1 (en) Deforming cage
RU2298444C1 (en) Step rolling method
RU177367U1 (en) STEP-BY-STEP ROLLING MACHINE FOR FLAT LENGTH Billets
RU2436640C1 (en) Method of cold deformed bar rolling of pipes
RU2614918C2 (en) Method for radial forging strip profiles
RU2602586C2 (en) Method of radial forging
RU2676809C2 (en) Method of step-up rolling of plane long-dimensional blinds and the mill for its implementation
RU2609768C1 (en) Method of step-by-step rolling flat long billet

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160129