RU2722952C1 - Method of rolling pipe workpieces - Google Patents
Method of rolling pipe workpieces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2722952C1 RU2722952C1 RU2019119313A RU2019119313A RU2722952C1 RU 2722952 C1 RU2722952 C1 RU 2722952C1 RU 2019119313 A RU2019119313 A RU 2019119313A RU 2019119313 A RU2019119313 A RU 2019119313A RU 2722952 C1 RU2722952 C1 RU 2722952C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rolls
- rolling
- roll
- mill
- mushroom
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способам получения бесшовных труб раскаткой в стане винтовой прокатки.The invention relates to the field of metal forming, and in particular to methods for producing seamless tubes by rolling in a screw rolling mill.
Известен способ раскатки гильз (полых трубных заготовок) в стане винтовой прокатки (RU 2320433 С2, опубликовано 27.03.2008). Получение труб по данному способу требует сложного, с точки зрения реализации, режима деформации и схема формоизменения гильзы по данному способу может приводить к появлению дополнительных и остаточных напряжений в готовой трубе и к ее разрушению. Раскатку предлагается вести по трехвалковой схеме, вследствие чего возможно течение металла в зазор между валками и, вследствие этого, точность получаемых изделий, в первую очередь по показателям овальности, снизится.A known method of rolling sleeves (hollow tube billets) in a screw rolling mill (RU 2320433 C2, published 03/27/2008). The production of pipes by this method requires a complex, from the point of view of implementation, deformation mode and the scheme of the sleeve forming according to this method can lead to the appearance of additional and residual stresses in the finished pipe and to its destruction. It is proposed to roll out according to a three-roll scheme, as a result of which metal flow into the gap between the rolls is possible and, as a result, the accuracy of the products obtained, primarily in terms of ovality, will decrease.
Известен способ поперечно-винтовой прошивки-раскатки гильз-заготовок (RU 2527582 С2, опубликовано 10.09.2014). Для осуществления способа необходимо две оправки, что усложняет процесс реализации способа. В ходе раскатки по предлагаемому способу труба перемещается с одной оправки на другую, что может привести к снижению точности получаемых изделий.A known method of cross-screw firmware-rolling of sleeve blanks (RU 2527582 C2, published 09/10/2014). To implement the method requires two mandrels, which complicates the process of implementing the method. During rolling according to the proposed method, the pipe moves from one mandrel to another, which can lead to a decrease in the accuracy of the resulting products.
Известен способ профилирования и раскатки коротких гильз (SU 1559536 А1, опубликовано 10.04.2000). Данным способом предусмотрена раскатка только коротких гильз, а также требуется дополнительное центрирование оправочного стержня перед каждым валковым калибром. Для реализации раскатки необходимо несколько клетей, что существенно усложняет процесс формоизменения и ведет к росту энергозатрат на его реализацию.A known method of profiling and rolling short sleeves (SU 1559536 A1, published on 10.04.2000). This method provides rolling only short sleeves, and also requires additional centering of the mandrel rod in front of each roll gauge. For the implementation of rolling, several stands are necessary, which significantly complicates the process of forming and leads to an increase in energy consumption for its implementation.
Известен способ горячей винтовой раскатки (RU 2549022 С1, опубликовано 20.04.2015). Для реализации способа необходима оправка сложной конструкции. В силу особенностей конструкции оправки возможно уменьшение ее устойчивости, что приведет к снижению качества получаемых труб. Наличие большого количества отверстий в оправке существенно снизит ее прочность, вызовет необходимость ее частой замены и уменьшит эффективность производства.A known method of hot screw rolling (RU 2549022 C1, published on 04/20/2015). To implement the method requires a mandrel of complex design. Due to the design features of the mandrel, it is possible to reduce its stability, which will lead to a decrease in the quality of the resulting pipes. The presence of a large number of holes in the mandrel will significantly reduce its strength, will necessitate its frequent replacement and reduce production efficiency.
Известен способ винтовой раскатки труб (RU 2146569 С1, опубликовано 20.03.2000). Способ требует постоянного перемещения раскатной оправки и тщательного, постоянного отслеживания ее перемещения.A known method of screw rolling pipes (RU 2146569 C1, published on March 20, 2000). The method requires constant movement of the rolling mandrel and careful, constant monitoring of its movement.
Техническим результатом изобретения является получение бесшовных труб, отличающихся меньшей разностенностью и овальностью по сравнению с трубами, полученными с использованием существующих способов. Предлагаемым способом можно пользоваться при раскатке заготовок из труднодеформируемых материалов, равномернее чем при существующих способах распределять энергию по поверхности раскатываемой гильзы и снижать износ валков.The technical result of the invention is to obtain seamless pipes, characterized by a smaller difference and ovality compared to pipes obtained using existing methods. The proposed method can be used when rolling blanks from difficult to deform materials more evenly than with existing methods to distribute energy over the surface of the rolled sleeve and reduce wear of the rolls.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе раскатка ведется в четырехвалковом стане винтовой прокатки. Все четыре валка являются приводными, два валка являются основными и два вспомогательными, при этом валки изготавливаются таким образом, чтобы соотношение их диаметров в пережиме составляло 1,1-1,4, при этом основные валки должны быть расположены в стане по чашевидной схеме, а вспомогательные валки - по грибовидной. Чашевидная схема для основных валков предполагает отрицательный угол раскатки и валки располагают таким образом, чтобы угол раскатки лежал в пределах от -3° до -10°, угол раскатки для грибовидных валков - положительный и составляет от 3° до 10°, угол подачи для всех валков составляет от 6° до 12°.The technical result is achieved by the fact that in the proposed method, the rolling is carried out in a four-roll mill of helical rolling. All four rolls are driven, two rolls are the main and two auxiliary, while the rolls are made in such a way that the ratio of their diameters in the pinch is 1.1-1.4, while the main rolls should be located in a mill in a cup-like pattern, and auxiliary rolls - mushroom-shaped. The cup-shaped scheme for the main rolls assumes a negative rolling angle and the rolls are positioned so that the rolling angle lies in the range from -3 ° to -10 °, the rolling angle for mushroom-shaped rolls is positive and ranges from 3 ° to 10 °, the feed angle for all rolls ranges from 6 ° to 12 °.
Соотношение диаметров рабочего и вспомогательного валков в пережиме в пределах 1,1-1,4 и чашевидная схема расположения рабочих валков и грибовидная для вспомогательных валков позволяют в сечении на выходе из очага деформации получать равные (или близкие к равным) диаметры всех валков, что создает равномерность деформации и повышает точность размеров получаемых труб. Расположение вспомогательных валков по грибовидной схеме позволит дольше удерживать контакт с раскатываемой гильзой, длина очага деформации увеличится, площадь контакта валков и заготовки увеличится, что позволит более равномерно распределять энергию по поверхности заготовки. За счет более равномерного распределения энергии по поверхности заготовки снизится износ валков. Диапазон углов раскатки для чашевидных валков от -3° до -10° и от 3° до 10° для грибовидных выбран исходя из возможности размещения их главного привода. Известно, что при винтовой прошивке угол подачи валков рекомендуется задавать в пределах 14-18°, т.к. это обеспечивает наиболее благоприятную с точки зрения пластичности прошиваемых заготовок схему напряженно-деформированного состояния. Угол подачи валков при раскатке устанавливают в пределах 0.5-0.7 от угла подачи при прошивке. С учетом этого для реализации предложенного способа угол подачи валков необходимо задавать в пределах от 6 до 12 градусов. Наличие четырех валков (по сравнению с трехвалковой или двухвалковой раскаткой) создает более замкнутый калибр, повышает устойчивость поперечного сечения трубы и точность ее размеров: снизится овальность и уменьшится разностенность. Предлагаемым способом можно осуществлять меньшее по сравнению с существующими способами раскатки обжатие в пережиме, что создает возможность осуществлять раскатку полых трубных заготовок из малопластичных материалов.The ratio of the diameters of the working and auxiliary rolls in pinch within 1.1-1.4 and the cup-shaped arrangement of working rolls and mushroom-shaped for auxiliary rolls allow to obtain equal (or close to equal) diameters of all rolls at the exit from the deformation zone, which creates uniformity of deformation and increases the dimensional accuracy of the resulting pipes. The arrangement of auxiliary rolls according to the mushroom pattern will allow longer contact with the rolling sleeve, the length of the deformation zone will increase, the contact area of the rolls and the workpiece will increase, which will allow more even distribution of energy over the surface of the workpiece. Due to a more even distribution of energy over the surface of the workpiece, the wear of the rolls will be reduced. The range of rolling angles for cup-shaped rolls from -3 ° to -10 ° and from 3 ° to 10 ° for mushroom-shaped is selected based on the possibility of placing their main drive. It is known that with screw firmware, the roll feed angle is recommended to be set within 14-18 °, because this provides the most favorable stress-strain state diagram from the point of view of ductility of stitched blanks. The angle of supply of the rolls during rolling is set within 0.5-0.7 of the feed angle with firmware. With this in mind, to implement the proposed method, the feed angle of the rolls must be set in the range from 6 to 12 degrees. The presence of four rolls (in comparison with a three-roll or two-roll rolling) creates a more closed gauge, increases the stability of the cross section of the pipe and the accuracy of its dimensions: the ovality decreases and the difference in size decreases. The proposed method can be performed in comparison with the existing methods of rolling compression in the pinch, which makes it possible to carry out the rolling of hollow pipe billets of non-plastic materials.
Изобретение пояснено чертежами на фиг. 1. где представлена 3D модель, созданная в SolidWorks и состоящая из рабочих (I) и вспомогательных (2) валков, раскатной оправки (3) и заготовки (4) для реализации предлагаемого способа раскатки, а также результатами компьютерного моделирования существующего способа трехвалковой раскатки: на фиг. 2 показано как тремя валками (5) меняется в пережиме форма заготовки (4) при раскатке на оправке (3); на фиг. 3 показано как по предлагаемому способу рабочие валки (1) и вспомогательные валки (2) деформируют заготовку (4) при раскатке на оправке (3) в пережиме.The invention is illustrated by the drawings in FIG. 1. where is the 3D model created in SolidWorks and consisting of working (I) and auxiliary (2) rolls, a rolling mandrel (3) and a workpiece (4) for implementing the proposed rolling method, as well as computer simulation results of the existing three-roll rolling method: in FIG. Figure 2 shows how the shape of the workpiece (4) changes in the pinch with three rolls (5) during rolling on the mandrel (3); in FIG. 3 shows how, according to the proposed method, work rolls (1) and auxiliary rolls (2) deform the workpiece (4) when rolling on the mandrel (3) in pinch.
Осуществлением предлагаемого способа является компьютерная модель процесса раскатки, созданная с помощью вычислительной среды конечно-элементного анализа QForm. Для демонстрации преимуществ предлагаемого способа смоделировали также раскатку гильзы в трехвалковом стане винтовой прокатки в QForm. При моделировании задали, что материал прошиваемой заготовки сталь 45. валки и оправки считали абсолютно жесткими телами из стали 40Х. начальная температура заготовки (гильзы) составляла 1150°С. Размеры гильзы и готовой трубы, а также другие параметры раскатки в трехвалковом стане и по предлагаемому способу при моделировании в QForm приведены в таблицах 1 и 2 соответственно. Сравнение поперечных сечений в пережиме в ходе моделирования (фиг. 2-3) показало, что металл получаемой трубы при трехвалковой схеме течет в образуемые валками зазоры (фиг. 2). а предлагаемый способ раскатки (фиг. 3) создает более замкнутый калибр, течения в зазоры между валками нет, что позволит получать трубы с меньшей овальностью и разностенностью.The implementation of the proposed method is a computer model of the rolling process, created using the computing environment of finite element analysis QForm. To demonstrate the advantages of the proposed method, we also modeled the rolling of the liner in a three-roll mill of helical rolling in QForm. During the simulation, it was specified that the material of the stitched blank was steel 45. The rolls and mandrels were considered absolutely rigid bodies made of 40X steel. the initial temperature of the billet (sleeve) was 1150 ° C. The dimensions of the sleeve and the finished pipe, as well as other parameters of rolling in a three-roll mill and according to the proposed method for modeling in QForm are shown in tables 1 and 2, respectively. Comparison of the cross sections in the pinch during the simulation (Fig. 2-3) showed that the metal of the pipe obtained in the three-roll scheme flows into the gaps formed by the rolls (Fig. 2). and the proposed method of rolling (Fig. 3) creates a more closed caliber, there is no flow into the gaps between the rolls, which will allow to obtain pipes with less ovality and difference.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019119313A RU2722952C1 (en) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | Method of rolling pipe workpieces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019119313A RU2722952C1 (en) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | Method of rolling pipe workpieces |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2722952C1 true RU2722952C1 (en) | 2020-06-05 |
Family
ID=71067701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019119313A RU2722952C1 (en) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | Method of rolling pipe workpieces |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2722952C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3566653A (en) * | 1968-11-15 | 1971-03-02 | Wean Ind Inc | Tube reducing and elongating apparatus |
SU550187A1 (en) * | 1975-10-20 | 1977-03-15 | Предприятие П/Я В-2869 | The method of screw rolling tubes |
SU655441A1 (en) * | 1977-04-06 | 1979-04-08 | Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт | Helical tube-rolling method |
RU2146569C1 (en) * | 1998-10-12 | 2000-03-20 | Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) | Method for screw rolling out of tubes |
-
2019
- 2019-06-20 RU RU2019119313A patent/RU2722952C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3566653A (en) * | 1968-11-15 | 1971-03-02 | Wean Ind Inc | Tube reducing and elongating apparatus |
SU550187A1 (en) * | 1975-10-20 | 1977-03-15 | Предприятие П/Я В-2869 | The method of screw rolling tubes |
SU655441A1 (en) * | 1977-04-06 | 1979-04-08 | Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт | Helical tube-rolling method |
RU2146569C1 (en) * | 1998-10-12 | 2000-03-20 | Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) | Method for screw rolling out of tubes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | Explorative study of tandem skew rolling process for producing seamless steel tubes | |
US7992417B2 (en) | Method for producing ultra thin wall metallic tube by cold rolling method | |
TW200821057A (en) | Method of manufacturing ultrathin wall metallic tube by cold working method | |
CN101439350A (en) | Method for producing seamless steel pipe for producing gas cylinder with heavy caliber for hauled vehicle | |
Goncharuk et al. | Seamless pipes manufacturing process improvement using mandreling | |
CN110711777A (en) | Manufacturing method of seamless steel tube for large-diameter high-pressure boiler | |
CN101829696A (en) | Deep hole extrusion forming process of medium-carbon low-alloy structural steel | |
RU2722952C1 (en) | Method of rolling pipe workpieces | |
CN101249508A (en) | Method for producing seamless steel pipe with reversible reciprocating periodic time hot rolling technique | |
RU2635685C1 (en) | Method of piercing in screw-rolling mill | |
CN105290281B (en) | The production method of the nickeliferous ring forging of large thick-wall | |
JP5615938B2 (en) | Tube rolling plant | |
CN100393433C (en) | Cold rolling process for metal tubes | |
RU2473410C2 (en) | Device for making polyhedral tubes | |
RU2368439C1 (en) | Manufacturing method of contour form profile | |
RU2606132C1 (en) | Method of shells rotary drawing from pipe blanks | |
RU2457051C1 (en) | Method of rolling and forming hollow sections and device to this end | |
RU2635207C1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING SEAMLESS PIPES WITH A DIAMETER LESS 120 mm SCREW ROLLER | |
RU108326U1 (en) | TECHNOLOGICAL TOOL OF A THREE-SWEEL CROSS-SCREW ROLLING MACHINE | |
RU2441722C1 (en) | Method of seamless pipe production at the aggregate with screw piercing machines and continuous lengthwise rolling | |
KR102315642B1 (en) | Method for mamufacturing tube having many-sided shape using cold rolling of pilger mill | |
RU2455092C1 (en) | Method of seamless tube production | |
RU2597183C2 (en) | Method of producing polyhedral tubes | |
Zhang et al. | Roll forming of projectile body with curved rotary profile | |
RU2054980C1 (en) | Method of periodical cold rolling of tubes |