:о х: oh
со kj 1 Изобретение относитс к обработк металлов давлением, а именно к технологическому инструменту дл производства бесшовных труб винтовой прокаткой. Известен технслогический инструмент дл винтовой .раскатки труб на элонгаторе, включающий комплект вал ков, все валки которого имеют одина ковую калибровку, а именно: каждый валок составлен из направл ющего конуса, конуса захвата, вьтуклого гребн , осуществл ющего основную деформацию по стенке заготовки, цилиндрического раскатного участка, конуса осаживани и калибрующего цилиндрического участка ij Недостаток данного технологичесKord инструмента состоит в том, что при определенных параметрах прокатки (угол подачи, отношение ди аметрэ к толщине стенки трубы и т.д он не предотвращает по влени не обратимых концевых дефектов (раструбов ) на трубах. Это, в конечном счете, ограничивает производительность агрегата. Известен технологический инструмент дл винтовой прокатки труб, со держащий оправку, расположенные вокруг нее три валка, каждый из которых составлен из входного конуса, гребн , калибровочного участка и вы ходного конуса, причем на одном из валков выполнен кольцевой выступ шириной 0,01-0,03 длины бочки валка с поперечным сечением в виде сег мента окружности, радиус которой равен 0,1-0,4 высоты гребн , расположенный на входном конусе на рассто нии 0,05-0,25 длины бочки валка от основани гребн . Использование такого технологического инструмента позвол ет снизить поперечную деформацию , сократить концевые дефекты 2 . Недостаток указанного валка состоит в том, что при его использовании наличие выступа на входном конусе ухудшает услови захвата труб. Этот недостаток особенно ощутим при использовании инструмента в системе двух станов, так как в первом ст не прокатывают довольно толстостенные гильзы с отношением диаметра к толщине стенки пор дка 5-6,5. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс технологический мнструмент дл по72 перечно-винтовой прокатки, включающий два последовательно установленных трехвалковых комплекта косо расположенных гребневых валков и длинную оправку З . Известный инструмент позвол ет повысить точность труб и снизить разностенность , но производительность процесса при этом низка. Цель изобретени - повышение производительности процесса раскатки труб. Поставленна цель достигаетс тем, что в технологическом инструменте , содержащем два последовательно установленных трехвалковых комплекта косо расположенных гребневых валков и длинную оправку, на одном из валков первого комплекта за гребнем на рассто нии, составл ющем 0,020 ,06 длины бочки, выполнен кольцевой сегментньш выступ высотой, равной 0,15-0,30 высоты гребн . Образование первым комплектом валков на поверхности заготовки винтовой канавки позвол ет сократить суммарную длину контакта металла с валком во втором, что при прочих равных услови х в соответствии с законом наименьшего сопротивлени снижает величину поперечной деформации и, как следствие, сокращает концевые дефекты на готовых трубах и создает резерв повьт1ени скорости прокатки . На фиг. 1 представлен предлагаемьй инструмент, общий вид, разрез; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1. Инструмент содержит первый трехвалковый комплект, состо щий из трех косо установленных валков, каждьй из которых имеет входной конус 1, гребень.2, калибровочный участок 3с кольцевым сегментным выступом 4на одном валке и выходной конус 5, и второй трехвалковьй комплект, валки- которого имеют входной редуцирующий конус 6, гребень 7, калибруюпщй конус 8 и выходной конус 9, и оправку 10. Вход ща в первый комплект заготовка деформируетс на оправке 10 валками и превращаетс в промежуточную заготовку с геликоидальной канавкой на внешней поверхности. От кольцевого сегментного выступа 4 на одном из валков глубина канавки составл ет 0,2-0,4 величины обжати по стенке заготовки вторым комплек3 том валков на той же длинной оправке , где канавка закатываетс , и труба выходит гладка . Наличие на поверхности промежуто ной заготовки винтовой канавки согфащает -общую длину контакта металла с валками второго комплекта вдол оси прокатки, что способствует боле интенсивному осевому течению деформируемого металла, сокращает попере ную деформацию и, как следствие сокращает концевые дефекты на трубах и создает возможность повысить скорость прокатки. Так как глубина канавки меньше величины обжати по стенке во втором комплекте, канавка закатываетс . При глубине канавки м нее 0,2 величины обжати по стенке заготовки вторым комплектом сокращение длины контакта невелико, так как канавка практически закатьшаетс во входном .редуцирующем конусе 6 второго комплекта и сокращени длины контакта в. зоне интенсивной деформации (на гребне 7) не происхо дит. При глубине канавки более 0,4 величины обжати по стенке заготовки во втором комплекте по вл етс веро тность разрыва стенки трубы под действием осевых раст гиваюпцгх напр жений, возникающих в зоне греб н . Параметры технологического инструмента выбраны из следующих соображений . Кольцевой выступ расположен именно на калибровочном участке 3, так как целесообразнее всего располагать его на выходе из очагов деформации, причем в той части калибровочного участка, где обжати по стенке уже не происходит. Эт позвол ет осуществл ть проц,есс накатки канавки с минимальными энергозатратами , так как длина участка обжати по стенке на калибровочном участке равна где 7о коэффициент осевой скорост D - диаметр трубы, мм; oi - угол подачи, то при реальных значени х величин, вход ощх в выражение (), 0,8-1 D(0,15-0,3) Dg, где Dg - диаметр валка; «d 5-10°, получаем (0,020 ,06)Dg, что при равенстве диаметра и бочки валка соответствует (0,02 7Л 0,06)L бочки. Полученна вtличинa вл етс оптимальной при выборе места расположени кольцевого выступа на одном из валков первого комплекта. Пример. Предлагаемый способ поперечно-винтовой прокатки труб опробован в услови х лабораторного трехвалкового раскатного стана 15-30 Основные параметры эксперимента: Диаметр валков по вершине гребн , мм 110 Материал трубСвинец Высота гребн , мм: в первой клети стана 3 во второй клети стана 2 Исходна заготовка ( диаметр х толщина стенки), мм30x8 Готова труба, мм 18л2 Число оборотов в первой и второй клет х , об/мин15 Варьируют высоту выступа на калибровочном участке одного из валков первого комплекта и рассто ние от вершины гребн до выступа. При этом фиксируют давление металла на валки в первом комплекте (давление Р на валок , имеющий выстуй на калибровочном участке). В результате исследовани установлено , что величины критического кинематического коэффициента G, равного произведению угла подачи на коэффициент осевой скорости, и f не коррелируютс и на величину G, при прочих равных услови х, вли ет только отношение глубины канавки к обжатию стенки hluh. Характер вли ни можно оценить по данным, приведенным в табл 1. Как следует из приведенных в табл. I данных, оптимальным вл етс отношение i/j, 0,2-0,4. При отношении , превьш1ающем 0,4, наблюдаетс разрыв трубы в зоне канавкиi при отношении .менее 0,2 повышение скорости прокатки незначительно по сравнению с прокаткой валками без выступа на калибровочном участке. В табл. 2 приведены данные о вли нии величины I на Р. Вли ние h на Р не анализируетс , так как здесь имеет место однозначна св зь: повьш1ение h увеличивает Р. Как следует из приведенных з табл. 2 данных, оптимальным вл етс отношение P:Dg 0,02-0,06. При отношении , меньшем 0,02 наступает резкое возрастание давлени , при отноПродолжение табл.2kj 1 The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to a technological tool for the production of seamless helical rolling pipes. A technologic tool for screw pipe-rolling on an elongator is known, which includes a set of rollers with all rolls having the same calibration, namely: each roller is composed of a guide cone, a gripping cone, a round ridge that performs the main deformation along the wall of the cylindrical roll section, upsetting cone and calibrating cylindrical section ij The disadvantage of this technological tool is that, with certain rolling parameters (feed angle, di to the thickness of the pipe wall, etc., it does not prevent the occurrence of irreversible end defects (sockets) on the pipes. This ultimately limits the performance of the unit. A technological tool for helical rolling of tubes containing three rolls is arranged around the mandrel. each of which is composed of an input cone, a ridge, a calibration section and an output cone; moreover, one of the rolls has an annular protrusion 0.01–0.03 width of the roll barrel with a cross-section in the form of a circular segment, the radius which is 0.1-0.4 in the height of the ridge, located on the entrance cone at a distance of 0.05-0.25 in the length of the roll barrel from the base of the ridge. The use of such a technological tool allows to reduce the lateral deformation, to reduce end defects 2. The disadvantage of this roll is that when using it, the presence of a protrusion on the inlet cone worsens the conditions for gripping the pipes. This disadvantage is especially noticeable when using the tool in a two-mill system, since in the first article rather thick-walled sleeves with a ratio of diameter to wall thickness of about 5-6.5 are not rolled. The closest in technical essence to the present invention is a technological tool for cross-helical rolling, including two successively installed three-roll sets of obliquely arranged ridge rolls and a long mandrel 3. The known tool allows to increase the accuracy of the pipes and reduce the difference in wall thickness, but the productivity of the process is low. The purpose of the invention is to improve the performance of the process of pipe rolling. The goal is achieved by the fact that in a technological tool containing two successively installed three-roll sets of obliquely arranged ridge rolls and a long mandrel, on one of the rolls of the first set behind the ridge at a distance of 0.020, 06 barrel length, an annular segmented height, equal to 0.15-0.30 height ridge. The formation of the first set of rolls on the surface of the workpiece of the helical groove reduces the total length of contact of the metal with the roll in the second, which, all other things being equal, in accordance with the law of least resistance, reduces the amount of lateral deformation and, as a result, reduces the terminal defects on the finished pipes and creates reserve rolling speed. FIG. 1 shows the tool, general view, section; in fig. 2 — node 1 in FIG. 1. The tool contains the first three-roll package consisting of three rolls set obliquely, each of which has an input cone 1, a ridge 2. A calibration section 3c with an annular segment protrusion 4 on one roll and an output cone 5, and a second three-roll set whose rollers have an inlet reducing cone 6, a ridge 7, a calibrating cone 8 and an output cone 9, and a mandrel 10. The blank in the first set is deformed on the mandrel 10 by rollers and turns into an intermediate blank with a helical groove on the outer surface STI. From the annular segment protrusion 4 on one of the rolls, the depth of the groove is 0.2-0.4 of the amount of crimping along the wall of the workpiece by the second complex of rolls on the same long mandrel where the groove rolls and the pipe goes smoothly. The presence of a helical groove on the surface of an intermediate billet causes the total contact length of the metal with the rollers of the second set to the rolling axis, which contributes to a more intensive axial flow of the deformable metal, reduces lateral deformation and, as a result, reduces the terminal defects on the pipes and creates an opportunity to increase the rolling speed . Since the depth of the groove is less than the amount of crimping along the wall in the second set, the groove rolls up. When the depth of the groove is less than 0.2 of the amount of compression along the wall of the workpiece with the second set, the reduction in the contact length is small, since the groove is almost closed in the input reducing cone 6 of the second set and reducing the contact length in. the zone of intense deformation (on the ridge 7) does not occur. When the groove depth is more than 0.4 of the amount of compression along the wall of the workpiece in the second set, the probability of breaking the pipe wall under the action of axial tensile stresses arising in the rowing zone n appears. The parameters of the technological tool are chosen from the following considerations. The annular protrusion is located exactly on the calibration section 3, since it is more expedient to locate it at the exit from the deformation centers, and in that part of the calibration section where the compression along the wall no longer occurs. This allows the process of rolling the grooves with minimum energy consumption, since the length of the section of wall reduction in the calibration section is where 7 ° axial velocity factor D is the diameter of the pipe, mm; oi is the feed angle, then at real values of the values, the entry is in the expression (), 0.8-1 D (0.15-0.3) Dg, where Dg is the roll diameter; “D 5-10 °, we get (0,020, 06) Dg, which with equal diameter and roll barrel corresponds to (0.02 7L 0.06) L barrels. The resulting trench is optimal when choosing the location of the annular protrusion on one of the rolls of the first set. Example. The proposed method of cross-helical rolling of tubes was tested under the conditions of a laboratory three-roll rolling mill 15-30 The main parameters of the experiment: Roll diameter at the top of the ridge, mm 110 Pipe material Lead Height of the ridge, mm: in the first stand of the mill 3 in the second stand of the mill 2 Original stock ( diameter x wall thickness) mm30x8 Finished tube mm 18–2 Turns in the first and second cages, rpm15 Vary the height of the protrusion on the calibration section of one of the rolls of the first set and the distance from the top of the ridge to the protrusion. At the same time, the pressure of the metal on the rolls is recorded in the first set (the pressure P on the roll, having a pressure in the calibration section). As a result of the study, it was established that the values of the critical kinematic coefficient G, equal to the product of the feed angle and the axial velocity, and f do not correlate to the magnitude of G, all other conditions being equal, are affected only by the ratio of the depth of the groove to the reduction of the wall hluh. The nature of the effect can be estimated from the data given in Table 1. As follows from those given in Table. I data, the optimal ratio is i / j, 0.2-0.4. At a ratio exceeding 0.4, a pipe rupture is observed in the groove zone and at a ratio less than 0.2, the increase in rolling speed is insignificant compared to rolling with rolls without a protrusion in the calibration area. In tab. Table 2 shows data on the effect of the magnitude of I on P. The effect of h on P is not analyzed, since there is an unambiguous connection: the increase in h increases P. As follows from the table below. 2 data, the optimal ratio is P: Dg 0.02-0.06. With a ratio less than 0.02, a sharp increase in pressure occurs, with respect to the continuation of the table 2
f J Jf J J
1(0.02-0.1 (0.02-0.
Фиг.22