RU2761838C2 - Способ винтовой прокатки - Google Patents
Способ винтовой прокатки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2761838C2 RU2761838C2 RU2021110993A RU2021110993A RU2761838C2 RU 2761838 C2 RU2761838 C2 RU 2761838C2 RU 2021110993 A RU2021110993 A RU 2021110993A RU 2021110993 A RU2021110993 A RU 2021110993A RU 2761838 C2 RU2761838 C2 RU 2761838C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angle
- rolling
- crossing
- rolls
- roll
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000002788 crimping Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
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
- B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
- B21B27/02—Shape or construction of rolls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к винтовой прокатке сплошных заготовок. Осуществляют нагрев заготовок, деформацию имеющими обжимной и калибрующий участки валками, развернутыми на угол подачи и раскатки так, что оси валков по отношению к оси прокатки являются скрещивающимися прямыми. Угол скрещивания составляет 18-27°, а величина угла раскатки составляет не более 0,3 от угла скрещивания. Угол наклона образующей поверхности валка на обжимном участке составляет 0,23-0,65 от угла скрещивания, а перепад диаметров валка по длине не превышает 15%. В результате повышается качество и точность геометрических размеров проката при сокращении массы оборудования. 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и касается получения горячекатаных прутков на станах винтовой прокатки.
Известен способ винтовой прокатки (патент №2179900, опубл. 27.02.2002), включающий обжатие заготовки валками в калибре, образованном за счет взаимного сближения контактных поверхностей валков, оси которых наклонены к оси заготовки, вращающейся и поступательно перемещающейся между этими поверхностями, при обжатии заготовки валками расстояние между контактными поверхностями валков уменьшают при возрастании усилия металла на валки.
Недостатком данного способа является невысокая точность геометрических размеров прокатываемой заготовки, т.к. в процессе сближения поверхностей валков меняется угол наклона образующей к поверхности валка, что обусловливает изменение объема подачи металла за один оборот валков и как следствие повышенную интенсивность течения металла в тангенциальном направлении, что приводит к появлению винтовой линии на наружной поверхности проката.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является способ винтовой прокатки сплошных заготовок, реализованный в патенте на технологический инструмент №2014914 опубл. 30.06.1994г., включающий нагрев заготовки, деформирование ее рабочими валками, развернутыми на угол подачи и раскатки так, что оси валков по отношению к оси прокатки являются скрещивающимися прямыми, установленными в барабанах, расположенных вокруг оси прокатки через 120°, и имеющими обжимной и калибрующий участки, образующие зону калибровки постоянного вдоль оси прокатки диаметра, образующая калибрующего участка валков наклонена к оси барабана под острым углом.
К основным недостаткам известного решения относится высокий уровень технологических отходов при обработке легированных металлов и сплавов, который значительно снижает производительность известного способа по конечному результату. Причины недостатка заложены в схеме деформации, реализуемой на основе известного устройства. Она характеризуется малой вытяжкой за проход, большим количеством проходов, неблагоприятными температурно-динамическими условиями контактного взаимодействия металла с валками, приводящими к наружным и внутренним разрывам.
Другим недостатком известного способа является высокий расход рабочего инструмента (валков) на передел, который связан со значительным контактным давлением легированного металла и низкой стойкостью чистовых калибров. Кроме того, ограничена возможность переточек известного инструмента ввиду заниженного значения диаметра валков в выходном сечении.
Задачей изобретения является повышение качества и точности геометрических размеров проката при сокращении массы оборудования и расходов на инструмент.
Поставленная задача решается посредством того, что в способе винтовой прокатки сплошных заготовок, включающем нагрев заготовок, деформацию имеющими обжимной и калибрующий участки валками, развернутыми на угол подачи и раскатки так, что оси валков по отношению к оси прокатки являются скрещивающимися прямыми, угол скрещивания составляет 18…27°, при этом величина угла раскатки составляет не более 0,3 от угла скрещивания, угол наклона образующей поверхности валка на обжимном участке составляет 0,35…0,65 от угла скрещивания, а перепад диаметров валка по длине не превышает 15%.
Заявляемая совокупность признаков обеспечивает достижение задачи изобретения, а именно, повышение качества и точности геометрических размеров гильз при сокращении массы инструмента и расходов на его изготовление за счет рационального выбора соотношения между деформационными и кинематическими параметрами при винтовой прокатке в сочетании с рекомендуемой величиной перепада диаметров валка по длине. Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фигуре 1 показана система координат с центром в точке О, лежащей на пересечении оси прокатки Х с осью Y, проходящей под прямым углом к оси прокатки через данную точку О и центр валка (точку В). Перпендикулярно к плоскости ХОY из точки О направлена ось Z. В данной системе координат поворот валка относительно оси ОY в плоскости, параллельной плоскости ХОZ, эквивалентен развороту его на угол подачи. Поворот валка относительно оси, параллельной оси Z, в плоскости ХОY отображает разворот валка на угол раскатки. После осуществления указанных поворотов ось валка по отношению к оси прокатки является скрещивающейся прямой. Угол между этими прямыми называется углом скрещивания γ. Угол между проекцией оси валка на плоскость ZОХ и осью прокатки является углом подачи β. Угол между проекцией оси валка на плоскость ХОY и осью прокатки является углом раскатки δ. Из аналитической геометрии известно, что эти углы связаны с углом скрещивания соотношением:
cos γ = cos β × cos δ.
В результате подбора оптимального сочетания этих параметров, в частности установки значения угла раскатки в пределах 0,3 от угла скрещивания, достигается интенсивная проработка структуры металла, не приводящая к его разрушению, уменьшение величины растягивающих напряжений, повышение точности прокатываемых прутков. Уменьшение угла скрещивания менее 18° приводит к снижению интенсивности проработки структуры материала вследствие изменения локализации зоны растягивающих напряжений и как следствие механических свойств проката. Увеличение угла скрещивания свыше 27° приводит к нарушению условий захвата. Минимальное значение угла наклона образующей поверхности валка на обжимном участке составляет 0,35, дальнейшее уменьшение этого значения снижает интенсивность проработки структуры и механические свойства материала. Увеличение угла наклона образующей свыше 0,65 от угла скрещивания приводит к нарушению условий захвата. Сочетание предложенных технологических параметров обеспечивает возможность проектирования профиля рабочих валков максимально приближенного к цилиндру: перепад диаметров по длине бочки валка не превышает 15%. Это дает возможность многократных переточек рабочего валка по мере износа рабочей поверхности и обеспечивает экономию технологического инструмента.
Способ прокатки осуществляется следующим образом. Заготовка нагревается и задается в рабочие валки, где обжимается ими в калибре, образованном за счет установки валков под заданным углом скрещивания при определенном соотношении значения угла раскатки к углу скрещивания. Размеры калибра определяются размерами получаемого прутка и расчетной величиной суммарного относительного обжатия в соответствии с углом наклона образующей поверхности валка на обжимном участке, который составляет 0,35…0,65 от угла скрещивания, при этом перепад диаметров валка по длине не превышает 15%.
Пример осуществления способа.
Для получения прутка диаметром 20мм выбирали исходную заготовку диаметром 30мм из стали 45. Величину угла скрещивания принимали равной γ=21°. При этом угол раскатки равен δ = 5°. что составляет 0,238 от значения угла скрещивания. Угол наклона образующей поверхности валка на обжимном участке составляет 0,4 от угла скрещивания и равен 8,4°, при этом перепад диаметров валка по длине не превышает 10%.
Исходя из известного соотношения cos γ = cos β × cos δ можно определить значение угла подачи:
β = arccos ( cos γ/ cos δ ) = arccos (0,9336/0,996) =20°.
Выполнив профилировку валков диаметром 100мм для обжимного участка длиной 50мм под углом 8,4°, получаем перепад диаметра валка по длине 7,3мм, что достаточно для прокатки заготовки заданного диаметра в пруток требуемого размера. Настроив стан в соответствии с рекомендованными значениями углов подачи и раскатки, заготовку нагревали до температуры 1160°С и прокатывали в стане винтовой прокатки в валках рассчитанной калибровки. В ходе прокатки были получены прутки заданного диаметра с отклонением по диаметру не более 0,1мм с высоким качеством наружной поверхности без следов каких-либо дефектов. Макроструктура проката соответствует требованиям ГОСТ.
Claims (1)
- Способ винтовой прокатки, включающий нагрев заготовок, деформацию имеющими обжимной и калибрующий участки валками, развернутыми на угол подачи и раскатки так, что оси валков по отношению к оси прокатки являются скрещивающимися прямыми, отличающийся тем, что угол скрещивания составляет 18-27°, при этом величина угла раскатки составляет не более 0,3 от угла скрещивания, угол наклона образующей поверхности валка на обжимном участке составляет 0,35-0,65 от угла скрещивания, а перепад диаметров валка по длине не превышает 15%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110993A RU2761838C2 (ru) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | Способ винтовой прокатки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110993A RU2761838C2 (ru) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | Способ винтовой прокатки |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021110993A RU2021110993A (ru) | 2021-07-30 |
RU2021110993A3 RU2021110993A3 (ru) | 2021-11-23 |
RU2761838C2 true RU2761838C2 (ru) | 2021-12-13 |
Family
ID=77195867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021110993A RU2761838C2 (ru) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | Способ винтовой прокатки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2761838C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2178353A (en) * | 1985-07-12 | 1987-02-11 | Kocks Technik | Rolling seamless tubes |
SU1468619A1 (ru) * | 1987-06-02 | 1989-03-30 | Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии | Способ настройки клети поперечно-винтовой прокатки |
RU2014914C1 (ru) * | 1991-12-29 | 1994-06-30 | Московский институт стали и сплавов | Технологический инструмент прокатного стана для производства круглых профилей |
RU2453386C1 (ru) * | 2010-12-22 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" | Способ винтовой прокатки полых изделий |
-
2021
- 2021-04-19 RU RU2021110993A patent/RU2761838C2/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2178353A (en) * | 1985-07-12 | 1987-02-11 | Kocks Technik | Rolling seamless tubes |
SU1468619A1 (ru) * | 1987-06-02 | 1989-03-30 | Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии | Способ настройки клети поперечно-винтовой прокатки |
RU2014914C1 (ru) * | 1991-12-29 | 1994-06-30 | Московский институт стали и сплавов | Технологический инструмент прокатного стана для производства круглых профилей |
RU2453386C1 (ru) * | 2010-12-22 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" | Способ винтовой прокатки полых изделий |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2021110993A (ru) | 2021-07-30 |
RU2021110993A3 (ru) | 2021-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2761838C2 (ru) | Способ винтовой прокатки | |
US4260096A (en) | Method for reduction and sizing of welded pipes and mill for effecting same | |
JP3494131B2 (ja) | 継目無鋼管の製造ラインで用いられる圧延制御方法およびそれを用いた製造装置 | |
US20100000073A1 (en) | Method of producing at least two plane functional surfaces extending parallel to each other on a pipe | |
RU2659442C1 (ru) | Способ изготовления заготовок корпусов для бетонобойных и бронебойных снарядов | |
RU2635207C1 (ru) | Способ изготовления бесшовных труб диаметром менее 120 мм винтовой прокаткой | |
RU2038175C1 (ru) | Способ получения прутков из легированных металлов и сплавов | |
RU2393932C1 (ru) | Способ изготовления пластин для теплообменников | |
RU2302916C1 (ru) | Способ производства арматурной проволоки | |
RU2735435C1 (ru) | Способ винтовой прокатки прутков | |
RU108326U1 (ru) | Технологический инструмент трехвалкового стана поперечно-винтовой прокатки | |
RU2014914C1 (ru) | Технологический инструмент прокатного стана для производства круглых профилей | |
RU2295410C1 (ru) | Стан для профилирования труб | |
RU2484907C1 (ru) | Способ винтовой прокатки круглых профилей | |
RU2009736C1 (ru) | Способ винтовой прокатки круглых профилей | |
RU2745920C1 (ru) | Способ производства проката прямоугольного сечения из некондиционного проката круглого сечения | |
RU2743269C1 (ru) | Способ производства круглой калиброванной стали с ультрамелкозернистой структурой | |
RU2741037C1 (ru) | Способ винтовой прошивки | |
Shvartc et al. | Analysis of double-threaded rolling in the production of grinding balls with a diameter of 100 mm from alloyed steel grades | |
JP6536637B2 (ja) | 金属管疵発生予測システム、金属管圧延システム、金属管疵発生予測方法および金属管の製造方法 | |
RU2455092C1 (ru) | Способ получения бесшовных труб | |
RU2362639C1 (ru) | Способ продольной прокатки труб | |
RU2090273C1 (ru) | Способ производства высокоточных коллекторных профилей | |
EP4342599A1 (en) | Method of rolling balls | |
RU2293619C1 (ru) | Способ винтовой прокатки |