RU2816967C1 - Water-cooled mandrel of skew-roll piercing mill, method of making said mandrel and die tooling for manufacture thereof - Google Patents
Water-cooled mandrel of skew-roll piercing mill, method of making said mandrel and die tooling for manufacture thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2816967C1 RU2816967C1 RU2023109868A RU2023109868A RU2816967C1 RU 2816967 C1 RU2816967 C1 RU 2816967C1 RU 2023109868 A RU2023109868 A RU 2023109868A RU 2023109868 A RU2023109868 A RU 2023109868A RU 2816967 C1 RU2816967 C1 RU 2816967C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mandrel
- section
- cone
- inner body
- channels
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 10
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 14
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к инструменту прошивных станов, и может быть использовано на станах поперечно-винтовой прокатки.The invention relates to pipe rolling production, namely to tools for piercing mills, and can be used on helical rolling mills.
Недостатком существующих водоохлаждающих оправок является их относительно низкая износостойкость, связанная с сильным нагревом оправки и износом и разрушением носика и рабочего конуса оправки. Одним из средств повышения износостойкости оправок является подбор специальных износостойких материалов для их изготовления и улучшение условий их охлаждения.The disadvantage of existing water-cooling mandrels is their relatively low wear resistance, associated with strong heating of the mandrel and wear and destruction of the nose and working cone of the mandrel. One of the means of increasing the wear resistance of mandrels is the selection of special wear-resistant materials for their manufacture and improvement of their cooling conditions.
Известна оправка прошивного стана, включающая профильную рабочую часть и присоединенный к ней цилиндрическим участком носик со сфероидальной торцевой головкой, имеющие внутреннюю полость, которая радиальными каналами соединена с наружной поверхностью в начале рабочей части, при этом оправка имеет второй ряд радиальных каналов, выходящих через стенку носика на наружную поверхность в месте сопряжения головки с цилиндрическим участком, причем отверстия в одном месте смещены относительно других по дуге на 45-90° (Курятников А.В., Фролочкин В.В., Ячменев А.Н., Ведякин Н.М. Оправка прошивного стана. Патент РФ № 2021045, кл. В21В 25/04, 19/04, опубл. 15.10.1994 г.).A known mandrel for a piercing mill includes a profile working part and a spout with a spheroidal end head attached to it by a cylindrical section, having an internal cavity that is connected by radial channels to the outer surface at the beginning of the working part, while the mandrel has a second row of radial channels extending through the wall of the spout on the outer surface at the junction of the head with the cylindrical section, and the holes in one place are shifted relative to others along an arc by 45-90° (Kuryatnikov A.V., Frolochkin V.V., Yachmenev A.N., Vedyakin N.M. Mandrel for piercing mill. RF Patent No. 2021045, class B21B 25/04, 19/04, publ. 10/15/1994 .).
Недостатком известной оправки прошивного стана является низкая стойкость вследствие локализации и узконаправленности охлаждения, что затрудняет свободный перенос охлаждающего агента к поверхности рабочего конуса оправки. Такой характер охлаждения оправки приводит, с одной стороны, к переохлаждению носового участка оправки, а с другой - к перегреву поверхности рабочего конуса, на котором деформация металла, происходящая в интенсивно сужающейся щели, образованной валком, рабочим конусом оправки и линейкой, максимальна. При выполнении радиальных каналов непосредственно на поверхности рабочего конуса оправки происходит полное или частичное заполнение (забивка) металлом радиальных каналов за счет больших давлений металла в очаге деформации.A disadvantage of the known mandrel for a piercing mill is its low durability due to the localization and narrow focus of cooling, which makes it difficult to freely transfer the cooling agent to the surface of the working cone of the mandrel. This nature of cooling of the mandrel leads, on the one hand, to overcooling of the nose section of the mandrel, and on the other, to overheating of the surface of the working cone, on which the metal deformation occurring in the intensely narrowing gap formed by the roller, the working cone of the mandrel and the ruler is maximum. When radial channels are made directly on the surface of the working cone of the mandrel, the radial channels are completely or partially filled (filled) with metal due to high metal pressures in the deformation zone.
Прототипом изобретения является охлаждаемая оправка косовалкового прошивного стана и способ ее охлаждения, включающая носовой участок, рабочий конус и калибрующий участок, выполненная с внутренней полостью и сквозными радиальными каналами на носовом участке, отличающаяся тем, что на участке рабочего конуса, отстоящем от торца носового участка на расстоянии не более 0,4 длины оправки, выполнен обратный гребень высотой 1÷42% от диаметра оправки, образующий на поверхности рабочего конуса кольцевую выемку, при этом в месте пересечения поверхности рабочего конуса с обратным гребнем по периметру оправки выполнены сквозные радиальные каналы, устья которых ориентированы в направлении калибрующего участка (Пышминцев И.Ю., Курятников А.В., Король А.В. и др. Охлаждаемая оправка косовалкового стана и способ ее охлаждения. Патент РФ № 2568805, кл. В21В 25/04, опубл. 20.11.2015 Бюл. № 32). The prototype of the invention is a cooled mandrel of a cross-roller piercing mill and a method for cooling it, including a nose section, a working cone and a calibrating section, made with an internal cavity and through radial channels in the nose section, characterized in that in the section of the working cone, spaced from the end of the nose section by at a distance of no more than 0.4 of the length of the mandrel, a reverse ridge with a height of 1÷42% of the diameter of the mandrel is made, forming an annular recess on the surface of the working cone, while at the intersection of the surface of the working cone with the reverse ridge along the perimeter of the mandrel, through radial channels are made, the mouths of which oriented in the direction of the calibrating section (Pyshmintsev I.Yu., Kuryatnikov A.V., Korol A.V. et al. Cooled mandrel of a cross-roller mill and a method for cooling it. RF Patent No. 2568805, class B21B 25/04, publ. 20.11 .2015 Bulletin No. 32).
Недостаткам известной оправки прошивного стана является низкая стойкость оправки. В процессе работы оправки происходит быстрый износ и разрушение обратного гребня и забивка металлом радиальных каналов, что снижает эффективность охлаждения, стойкость прошивных оправок. Низкая стойкость прошивных оправок приводит к их частой замене, повышению затрат, снижению качества получаемых гильз и производительности оборудования.A disadvantage of the known piercing mill mandrel is the low durability of the mandrel. During operation of the mandrel, rapid wear and destruction of the return ridge and clogging of the radial channels with metal occurs, which reduces the cooling efficiency and durability of the pierced mandrels. The low durability of piercing mandrels leads to their frequent replacement, increased costs, and a decrease in the quality of the resulting sleeves and equipment productivity.
Техническая задача изобретения состояла в устранении недостатков известных технических решений. The technical objective of the invention was to eliminate the shortcomings of known technical solutions.
Технический результат предлагаемого изобретения - повышение стойкости оправок прошивного стана, качества получаемых гильз, производительности оборудования, снижение затрат на производство.The technical result of the proposed invention is to increase the durability of the piercing mill mandrels, the quality of the resulting sleeves, equipment productivity, and reduce production costs.
Технический результат достигается тем, что для улучшения условий охлаждения в водоохлаждаемой оправке косовалкового прошивного стана, содержащей носовой участок, рабочий конус, калибрующий участок, обратный конус, внутреннюю полость и сквозные радиальные каналы на носовом участке, внутри стенки оправки на участках рабочего конуса, калибрующего участка, обратного конуса выполнены продольные осевые каналы, связанные у носовой части с внутренней полостью прошивной оправки. Для упрощения изготовления оправка выполнена сборной, состоящей из внутреннего тела, на поверхности которого выполнены продольные каналы, установленного внутри внешнего корпуса. Толщина стенки наружного корпуса оправки выбирается так, чтобы продольные осевые каналы находились на расстоянии 0,25-0,5 от толщины стенки оправки в данном сечении. При этом для повышения стойкости оправки и снижения ее стоимости наружный корпус и внутренне тело оправки могут изготавливаться из разных материалов, например, наружный корпус из жаростойкой стали 20ХН4ФА, а внутреннее тело – из углеродистой стали 40Г. Для улучшения условий охлаждения оправки толщина наружного корпуса из жаростойкой стали (S1) должна составлять не более 25-40% от общей толщины стенки оправки (S).The technical result is achieved by the fact that to improve cooling conditions in a water-cooled mandrel of a cross-section piercing mill, containing a nose section, a working cone, a calibrating section, a return cone, an internal cavity and through radial channels in the nose section, inside the mandrel wall in sections of the working cone, a calibrating section , the reverse cone has longitudinal axial channels connected at the bow with the internal cavity of the piercing mandrel. To simplify manufacturing, the mandrel is assembled, consisting of an internal body, on the surface of which longitudinal channels are made, installed inside the outer body. The wall thickness of the outer mandrel body is selected so that the longitudinal axial channels are at a distance of 0.25-0.5 from the mandrel wall thickness in a given section. At the same time, to increase the durability of the mandrel and reduce its cost, the outer body and the internal body of the mandrel can be made of different materials, for example, the outer body is made of heat-resistant steel 20KhN4FA, and the inner body is made of carbon steel 40G. To improve the cooling conditions of the mandrel, the thickness of the outer casing made of heat-resistant steel (S1) should be no more than 25-40% of the total wall thickness of the mandrel (S).
Для получения предлагаемой оправки предложен способ изготовления водоохлаждаемой оправки косовалкового прошивного стана, характеризующийся раздельным изготовлением, преимущественно, горячей объемной штамповкой, внутреннего тела оправки, на поверхности которого выполнены продольные осевые каналы и наружного корпуса без образования обратного конуса, затем в наружный корпус вставляют внутреннее тело и совместно обжимают задний конический участок прошивной оправки. Предложен также штамп для изготовления водоохлаждаемой оправки косовалкового прошивного стана, который характеризуется тем, что содержит позиции для осадки заготовки, штамповки наружного корпуса оправки, сборки оправки путем совместного обжима наружного корпуса и вставленного в него внутреннего тела оправки.To obtain the proposed mandrel, a method for manufacturing a water-cooled mandrel of a cross-section piercing mill is proposed, characterized by separate production, mainly by hot stamping, of the inner body of the mandrel, on the surface of which longitudinal axial channels are made and the outer body without forming a reverse cone, then the inner body is inserted into the outer body and jointly crimp the rear conical section of the piercing mandrel. A die is also proposed for the manufacture of a water-cooled mandrel of a cross-roll piercing mill, which is characterized by the fact that it contains positions for upsetting the workpiece, stamping the outer body of the mandrel, and assembling the mandrel by joint crimping of the outer body and the inner body of the mandrel inserted into it.
В связи с тем, что при проведении патентно-информационного поиска и анализа предлагаемого способа не было обнаружено технических решений, имеющих признаки, сходные с признаками, отличающими предлагаемый способ и устройство от прототипа, заявляемое техническое решение удовлетворяет критерию "существенные отличия".Due to the fact that during a patent information search and analysis of the proposed method, no technical solutions were found that have features similar to the features that distinguish the proposed method and device from the prototype, the claimed technical solution satisfies the criterion of “significant differences.”
Сущность предложенного способа поясняется чертежами, которые не охватывают и тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения.The essence of the proposed method is illustrated by drawings, which do not cover, much less limit, the entire scope of claims of this technical solution, but are only illustrative materials of a particular implementation case.
На фиг. 1 представлена водоохлаждаемая оправка косовалкового прошивного стана.In fig. Figure 1 shows a water-cooled mandrel for a cross-section piercing mill.
На фиг. 2 представлено внутреннее тело оправки прошивного стана (а) и процесс его изготовления горячей штамповкой (б).In fig. Figure 2 shows the internal body of the piercing mill mandrel (a) and the process of its production by hot stamping (b).
На фиг. 3 представлен наружный корпус оправки прошивного стана (а) и процесс его изготовления горячей штамповкой (б).In fig. Figure 3 shows the outer body of the piercing mill mandrel (a) and the process of its manufacture by hot stamping (b).
На фиг. 4 представлена схема штамповки заднего конуса оправки в начале (а) и конце процесса (б).In fig. Figure 4 shows a diagram of stamping the rear cone of the mandrel at the beginning (a) and the end of the process (b).
На фиг. 5 представлен штамп для изготовления наружного корпуса и готовой оправки прошивного стана.In fig. Figure 5 shows a stamp for the manufacture of the outer body and the finished mandrel of the piercing mill.
Водоохлаждаемая оправка косовалкового прошивного стана (фиг.1), содержащая носовой участок, рабочий конус, калибрующий участок, обратный конус, выполнена с внутренней полостью 1 и сквозными радиальными каналами на носовом участке 2, при этом внутри стенки оправки на участках рабочего конуса, калибрующего участка, обратного конуса выполнены продольные (осевые) каналы 3, связанные у носовой части с внутренней полостью прошивной оправки.The water-cooled mandrel of a cross-section piercing mill (Fig. 1), containing a nose section, a working cone, a calibrating section, a reverse cone, is made with an internal cavity 1 and through radial channels in the nose section 2, while inside the mandrel wall in sections of the working cone, calibrating section , the reverse cone has longitudinal (axial) channels 3 connected at the bow with the internal cavity of the piercing mandrel.
При работе косовалкового прошивного стана для охлаждения оправки в нее под давлением подается вода в полость 1 и далее через осевой канал 4 и радиальные каналы 2 вода подается к носовому участку и рабочему конусу оправки. Движение воды через продольные каналы 3 обеспечивает дополнительное и более равномерное охлаждение оправки по всей ее длине от рабочего до обратного конуса. Размеры (сечение) продольных каналов и их количество определяются исходя из требуемого для охлаждения оправки объема воды. Осевой канал 4 и радиальные каналы 2 выполняются сверловкой оправки после ее сборки.When the cross-roll piercing mill is operating, to cool the mandrel, water is supplied under pressure into cavity 1 and then through the axial channel 4 and radial channels 2, water is supplied to the nose section and the working cone of the mandrel. The movement of water through longitudinal channels 3 provides additional and more uniform cooling of the mandrel along its entire length from the working cone to the return cone. The dimensions (cross-section) of the longitudinal channels and their number are determined based on the volume of water required for cooling the mandrel. The axial channel 4 and radial channels 2 are made by drilling the mandrel after its assembly.
Для изготовления предлагаемой водоохлаждаемой оправки косовалкового прошивного стана она выполнена сборной, состоящей из внутреннего тела 5, установленного внутри внешнего корпуса 6.To manufacture the proposed water-cooled mandrel for a cross-section piercing mill, it is made as a prefabricated assembly, consisting of an internal body 5 installed inside the outer housing 6.
При изготовлении оправки косовалкового прошивного стана предлагаемым способом вначале происходит получение, преимущественно горячей штамповкой, внутреннего тела 5 (внутренней части) предлагаемой водоохлаждаемой оправки прошивного стана с продольными каналами 3 на ее поверхности (фиг.2а, 2б). При этом в связи с уменьшением периметра поверхности у носовой области оправки часть продольных каналов 7 выполняется не от начала оправки, а с ее средней части (фиг.2). Для поступления воды в эти каналы на внутреннем теле оправки выполняется один или несколько кольцевых каналов 9 или сверлятся дополнительные отверстия 8 (фиг.2а). When manufacturing a cross-roll piercing mill mandrel using the proposed method, the internal body 5 (internal part) of the proposed water-cooled piercing mill mandrel with longitudinal channels 3 on its surface is first obtained, mainly by hot stamping (Fig. 2a, 2b). Moreover, due to the reduction in the perimeter of the surface at the nose area of the mandrel, part of the longitudinal channels 7 is made not from the beginning of the mandrel, but from its middle part (Fig. 2). To allow water to enter these channels, one or more annular channels 9 are made on the internal body of the mandrel or additional holes 8 are drilled (Fig. 2a).
Размеры внутреннего тела оправки (h, Dвн, Hвн) задаются с учетом обеспечения прочности оправки, ее охлаждения и возможности изготовления. При изготовлении внутреннего тела вначале определяются из условия постоянства объема размеры исходной заготовки и затем производится, нагрев заготовки до температуры горячей штамповки и горячая штамповка пуансоном 10 и матрицей 11 внутреннего тела оправки (фиг.2б). Моделирование технологического процесса горячей штамповки внутреннего корпуса показало осуществимость процесса и возможность использования в промышленности.The dimensions of the internal body of the mandrel (h, D int , H int ) are set taking into account the strength of the mandrel, its cooling and the possibility of manufacturing. When manufacturing the internal body, the dimensions of the original workpiece are first determined from the condition of constant volume and then the workpiece is heated to the hot stamping temperature and hot stamped with a punch 10 and a matrix 11 of the inner body of the mandrel (Fig. 2b). Simulation of the technological process of hot stamping of the inner body showed the feasibility of the process and the possibility of use in industry.
Далее происходит изготовление, преимущественно горячей штамповкой, наружного полого корпуса прошивной оправки без образования обратного конуса (фиг.3). При изготовлении наружного корпуса оправки 6 вначале определяются из условия постоянства объема размеры исходной заготовки, далее – нагрев заготовки до температуры горячей штамповки и горячая штамповка выдавливанием в матрице 13 пуансоном 12 наружного корпуса оправки из жаростойкой стали (фиг.3б). Размеры H', D, H'вн, D вн определяются размерами готовой оправки и внутреннего тела с учетом изменения этих размеров при последующем совместном обжиме наружного корпуса и внутреннего тела. При этом высота наружного корпуса H' после штамповки и глубина полости H'вн выбираются меньше высоты готовой оправки и высоты внутреннего тела, так как величина поковки после штамповки при совместном обжиме внутреннего тела и наружного корпуса увеличивается.Next, the outer hollow body of the piercing mandrel is manufactured, mainly by hot stamping, without forming a reverse cone (Fig. 3). When manufacturing the outer body of the mandrel 6, the dimensions of the initial workpiece are first determined from the condition of constant volume, then the workpiece is heated to the temperature of hot stamping and hot stamping by squeezing out the outer body of the mandrel from heat-resistant steel in the matrix 13 with a punch 12 (Fig. 3b). Dimensions H ' , D, H' ext , D ext are determined by the dimensions of the finished mandrel and the internal body, taking into account the change in these dimensions during subsequent joint crimping of the outer body and the inner body. In this case, the height of the outer body H ' after stamping and the depth of the cavity H' ext are selected less than the height of the finished mandrel and the height of the inner body, since the size of the forging after stamping with joint crimping of the inner body and the outer body increases.
После получения наружного корпуса оправки 6 в него вставляется ранее полученное и охлажденное внутреннее тело 5 с продольными каналами на поверхности и производится обжим заднего конического участка оправки совместной деформацией (обжимом) наружного корпуса и внутреннего тела оправки (фиг.4). Обжим заднего конуса оправки может осуществляться в отдельном штампе пуансоном 14 в матрице 15 или в общем штампе для штамповки наружного корпуса и обжима открытой штамповкой заднего конуса оправки (фиг.5). При совместной деформации происходит обжим наружного корпуса с образованием обратного конуса оправки и его плотное соединение с внутренним телом оправки (фиг.4). Последующее охлаждение наружного корпуса увеличивает прочность соединения частей оправки. При обжиме обратного конуса на оправке может образоваться не большой заусенец (фиг.4), который убирается в дальнейшем при окончательной обработке прошивной оправки.After receiving the outer body of the mandrel 6, the previously obtained and cooled inner body 5 with longitudinal channels on the surface is inserted into it and the rear conical section of the mandrel is crimped by joint deformation (crimping) of the outer body and the inner body of the mandrel (Fig. 4). Crimping of the rear cone of the mandrel can be carried out in a separate stamp with a punch 14 in the matrix 15 or in a common die for stamping the outer body and crimping the rear cone of the mandrel by open stamping (Fig. 5). During joint deformation, the outer body is compressed to form a reverse cone of the mandrel and is tightly connected to the inner body of the mandrel (Fig. 4). Subsequent cooling of the outer casing increases the strength of the connection between the mandrel parts. When crimping the reverse cone, a small burr may form on the mandrel (Fig. 4), which is removed later during the final processing of the piercing mandrel.
После совместного обжима внутреннего тела и наружного корпуса оправки происходит сверление на заданную глубину центрального отверстия 4 и радиальных каналов 2 на носовом участке внутреннего тела оправки (фиг.1). After joint crimping of the inner body and the outer body of the mandrel, the central hole 4 and radial channels 2 are drilled to a given depth on the nose section of the inner body of the mandrel (Fig. 1).
Для реализации предложенного способа изготовления двухслойной водоохлаждаемой оправки прошивного стана предложена штамповая оснастка.To implement the proposed method for manufacturing a two-layer water-cooled mandrel for a piercing mill, stamping equipment is proposed.
На фиг.5 представлен штамповая оснастка для изготовления наружного корпуса оправки (поз. I, II штампа) и готовой оправки прошивного стана совместным обжимом наружного корпуса и внутреннего тела оправки (поз. III). Штамп состоит из осадочной плиты 1, пуансонов 2, 3, матриц 4,5, 6, выталкивателей 7, 8, верхней 9 и нижней 10 плит.Figure 5 shows stamping equipment for manufacturing the outer body of the mandrel (items I, II of the die) and the finished mandrel of the piercing mill by joint crimping of the outer body and the inner body of the mandrel (item III). The stamp consists of a sedimentary plate 1, punches 2, 3, dies 4,5, 6, ejectors 7, 8, upper 9 and lower 10 plates.
На позиции I штампа происходит предварительная осадка плитой 1 в матрице 4 исходной заготовки для последующей штамповки наружного корпуса оправки. Объем заготовки определяется из условия сохранения объема металла при пластической деформации. Диаметр заготовки Dос после осадки выбирается из расчета, чтобы заготовка свободно входила и хорошо центрировалась в матрице 5. При исследовании и отработке технологического процесса диаметр заготовки после осадки выбирался на 2-4мм меньше диаметра матрицы 5, т.е. Dос = D - 2÷4мм.At position I of the stamp, preliminary upsetting of the initial workpiece by plate 1 in matrix 4 occurs for subsequent stamping of the outer body of the mandrel. The volume of the workpiece is determined from the condition of maintaining the volume of the metal during plastic deformation. The diameter of the workpiece D os after upsetting is selected so that the workpiece fits freely and is well centered in matrix 5. When researching and developing the technological process, the diameter of the workpiece after upsetting was chosen to be 2-4 mm less than the diameter of matrix 5, i.e. D os = D - 2÷4mm.
На позиции II штампа происходит штамповка выдавливанием наружного корпуса оправки в матрице 5 пуансоном 2. Для свободного входа в матрицу 6 на III позиции диаметр матрицы 5 меньше диаметра готовой оправки на 1-2 мм. Для свободного входа внутреннего тела оправки в наружный корпус диаметр пуансона 2 больше диаметра внутреннего тела оправки на 1-2 мм. После штамповки наружный корпус оправки перекладываются на позицию III штампа.At position II of the stamp, stamping occurs by extruding the outer body of the mandrel in matrix 5 with punch 2. For free entry into matrix 6 at position III, the diameter of matrix 5 is 1-2 mm less than the diameter of the finished mandrel. For free entry of the inner body of the mandrel into the outer body, the diameter of the punch 2 is 1-2 mm larger than the diameter of the inner body of the mandrel. After stamping, the outer body of the mandrel is transferred to position III of the stamp.
На III позиции штампа в наружный корпус вставляется ранее отштампованное и охлажденное внутреннее тело оправки с продольными каналами на поверхности и открытой штамповкой выполняют окончательное формообразование заднего конического участка диаметром Dк двухслойной оправки 11 пуансоном 3. Высота оправки соответствует размерам готовой оправки H.At the third position of the die, the previously stamped and cooled inner body of the mandrel with longitudinal channels on the surface is inserted into the outer body and the open stamping performs the final shaping of the rear conical section with a diameter of D to the two-layer mandrel with 11 punch 3. The height of the mandrel corresponds to the dimensions of the finished mandrel H.
Исследование предложенного способа изготовления водоохлаждаемой оправки косовалкового прошивного стана диаметром 130 мм цифровым моделированием показало осуществимость данного способа (фиг. 2б, 3, 4б). После определения размеров внутреннего тела и наружного корпуса оправки были определены размеры исходных заготовок для их горячей штамповки. Исходная заготовка для штамповки внутреннего тела оправки имеет размеры D80×186 мм. Технологическое усилие штамповки равно 6 МН. Исходная заготовка для штамповки наружного корпуса оправки имеет размеры D78×190 мм. Технологическое усилие штамповки равно 5,7 МН. Технологическое усилие открытой объемной штамповки (обжима) заднего конуса оправки в штампе (фиг. 4б) равно 4,4 МН. Цифровое моделирование процесса показало, что дефекты при получении горячей штамповкой внутреннего тела, наружного корпуса, готовой двухслойной оправки отсутствуют. Оправка после штамповки требует минимальной обработки (сверление центрального и радиальных отверстий).A study of the proposed method for manufacturing a water-cooled mandrel for a cross-roller piercing mill with a diameter of 130 mm using digital modeling showed the feasibility of this method (Fig. 2b, 3, 4b). After determining the dimensions of the inner body and outer body of the mandrel, the dimensions of the initial blanks for hot stamping were determined. The initial blank for stamping the inner body of the mandrel has dimensions D80×186 mm. The technological stamping force is 6 MN. The initial blank for stamping the outer body of the mandrel has dimensions D78×190 mm. The technological stamping force is 5.7 MN. The technological force of open volumetric stamping (crimping) of the rear cone of the mandrel in the die (Fig. 4b) is 4.4 MN. Digital modeling of the process showed that there were no defects when hot stamping the inner body, outer body, or finished two-layer mandrel. The mandrel after stamping requires minimal processing (drilling of central and radial holes).
Использование предложенного способа изготовления двухслойной водоохлаждаемой оправки позволит за счет улучшения условий охлаждения повысить стойкость и уменьшить расход прошивных оправок, уменьшить расход дорогостоящих хромоникелевых сталей, снизить простои оборудования, связанные с заменой оправок, улучшить качество труб за счет уменьшения вероятности использования изношенной оправки.The use of the proposed method for manufacturing a two-layer water-cooled mandrel will, by improving cooling conditions, increase durability and reduce the consumption of pierced mandrels, reduce the consumption of expensive chromium-nickel steels, reduce equipment downtime associated with replacing mandrels, and improve the quality of pipes by reducing the likelihood of using a worn mandrel.
Цифровое моделирование предложенного способа изготовления двухслойной оправки прошивного стана диаметром 130 мм подтвердило его осуществимость и возможность использования в промышленности при изготовлении оправок прошивных станов.Digital modeling of the proposed method for manufacturing a two-layer piercing mill mandrel with a diameter of 130 mm confirmed its feasibility and the possibility of use in industry in the manufacture of piercing mill mandrels.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2816967C1 true RU2816967C1 (en) | 2024-04-08 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU654315A1 (en) * | 1976-11-16 | 1979-03-30 | Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт | Mandrel for pilgrim-step tube-rolling |
| SU1321496A1 (en) * | 1986-02-10 | 1987-07-07 | Украинский Государственный Институт По Проектированию Металлургических Заводов | Mandrel of tube rolling mill |
| RU2021045C1 (en) * | 1992-10-12 | 1994-10-15 | Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности | Piercing mill mandrel |
| DE19604969A1 (en) * | 1996-02-02 | 1997-08-07 | Mannesmann Ag | Rolling mandrel and rolling rod for cross rolling mills |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU654315A1 (en) * | 1976-11-16 | 1979-03-30 | Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт | Mandrel for pilgrim-step tube-rolling |
| SU1321496A1 (en) * | 1986-02-10 | 1987-07-07 | Украинский Государственный Институт По Проектированию Металлургических Заводов | Mandrel of tube rolling mill |
| RU2021045C1 (en) * | 1992-10-12 | 1994-10-15 | Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности | Piercing mill mandrel |
| DE19604969A1 (en) * | 1996-02-02 | 1997-08-07 | Mannesmann Ag | Rolling mandrel and rolling rod for cross rolling mills |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7712221B2 (en) | Method of cold-forming near net shape metal roller blanks for anti-friction bearings | |
| CN102836895B (en) | A kind of manufacture method of special-shaped seamless steel pipe | |
| KR100655940B1 (en) | Yoke manufacturing metho | |
| EP2121221B1 (en) | Method of making a powder metal forging | |
| US20100299925A1 (en) | Method for forming a gear | |
| CN104858254B (en) | 35CrMo steel thick-walled tube vertical backward extrusion method, and extrusion die thereof | |
| JP2008264871A (en) | Method for manufacturing member with flange | |
| JP2006266286A (en) | Manufacturing method for outer ring member for constant velocity joint and its intermediate molded body | |
| US20120090375A1 (en) | Zoning closed-die extruding device and method | |
| US4059031A (en) | Method and apparatus for the production of machine tools | |
| CN109175175B (en) | Precise hot-working forming method for automobile steering ball joint | |
| US5687604A (en) | Thermal controlled mandrel with replaceable tip for copper and brass extrusion | |
| CN103157694B (en) | Manufacturing method of steel tube provided with rack-shaped inner wall | |
| RU2816967C1 (en) | Water-cooled mandrel of skew-roll piercing mill, method of making said mandrel and die tooling for manufacture thereof | |
| CN100409970C (en) | Universal-joint sleeve blank cold-upsetting formation art, and equipment therefor | |
| CN210387405U (en) | Tool die for hot forging and cold forging composite distribution plastic forming | |
| CN102179463B (en) | Blank-making rolling method for conical hub of automotive transmission | |
| CN108705023B (en) | Profiling forging process for integrated pipe joint section forge piece | |
| JPH11244985A (en) | Blank for forming bearing preform | |
| CN106040767B (en) | The warm-extrusion forming technique and mould of a kind of high intensity fork universal joint | |
| JPH0890135A (en) | Joint metal tool and manufacture of this half-made product | |
| RU2281823C1 (en) | Method for forming body parts of pipeline fittings | |
| RU2804236C1 (en) | Method for manufacturing water-cooled piercing mill mandrel in form of two-layer hollow body and stamp for its implementation | |
| RU2695100C1 (en) | Method of making axially symmetric thin-wall vessels of vessels with variable wall thickness | |
| JPH11244983A (en) | Production of bearing preform |