SU1388139A1

SU1388139A1 - Method of helical straightening by bending

Info

Publication number: SU1388139A1
Application number: SU864075091A
Authority: SU
Inventors: Виктор Петрович Бардин; Юрий Михайлович Ганеев; Эрнольд Григорьевич Копаев; Вячеслав Иванович Лебедев; Александр Зосимович Слоним
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1986-06-11
Publication date: 1988-04-15

Abstract

Изобретение относитс к области обработки металлов давлением, а именно к винтовой правке изгибом длинномерных заготовок на косовалковых и роторных правильных машинах, а также на машинах с вращающимис и качающимис правильными инструментами. Оно позвол ет увеличить производительность процесса за счет повьшени скорости правки и улучшить качество правки за счет снижени динамических нагрузок на заготовку при ее вращении . При осевом перемещении заготовки через обрабатывающие инструменты с одновременным ее вращением подачу заготовки на один ее оборот осуществл ют на величину S () где t - рассто ние между точками изгиба заготовки; - требуема суммарна кратность изгиба заготовки; m - количество правильных инструментов . 4 ил. (ЛThe invention relates to the field of metal forming, in particular, to bending by bending long workpieces on rolls and rotary straightening machines, as well as on machines with rotating and rocking right tools. It allows to increase the productivity of the process by increasing the speed of the straightening and to improve the quality of the straightening by reducing the dynamic loads on the workpiece as it rotates. When the workpiece is axially moved through the machining tools with its simultaneous rotation, the workpiece is fed to one turn on the value S () where t is the distance between the bending points of the workpiece; - the required total multiplicity of bending of the workpiece; m is the number of correct tools. 4 il. (L

Description

ооoo

0000

схsc

0000

соwith

Изобретение относитс к обработке металлов давлением, а именно, к способам винтовой правки изгибом длинномерных заготовок, осуществл емым на косовалковьгх и роторных правильных машинах, а также на машинах с вращающимис и качающимис правильными инструментами, выполненными в виде роликовых обойм или фильер, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других отрасл х промьшшенности дл правки сортового металла и труб различного поперечного сечени . The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular, to the method of screw straightening by bending long workpieces, carried out on coiled and rotor leveling machines, as well as on machines with rotating and rocking right tools, made in the form of roller holders or spinnerets, and can be used in metallurgy, mechanical engineering and other industrial fields for straightening high-grade metal and pipes of various cross sections.

Цель изобретени - увеличение производительности за счет повышени скорости правки и повышение качества правки за счет уменьшени динамических нагрузок на заготовку при ее вра щении.The purpose of the invention is to increase productivity by increasing the speed of editing and improving the quality of editing by reducing the dynamic loads on the workpiece during its rotation.

На фиг.1 показаны положение заготовки в правильных инструментах и эпюра изгибающих моментов, действующих в поперечных сечени х заготовки; на фиг,2 - положени винтовой зоны пластических деформаций изгиба на развернутой поверхности заготовки при обычной и повышенной подачах; на фиг.З - то же, при повьш1енной подаче и различных по величине прогибах заготовки; на фиг.4 - расположение винтовых зон пластических деформаций изгиба вдоль образующей заготовки при суммарной кратности изгиба 2 и количестве правильных инструментов Im 5,. Figure 1 shows the position of the workpiece in the correct tools and the plot of bending moments acting in the cross sections of the workpiece; Fig. 2 shows the positions of the helical zone of plastic deformations of the bend on the unfolded surface of the workpiece at normal and elevated feed rates; in FIG. 3 - the same, with increased feed and deflection of the workpiece of various sizes; figure 4 - the location of the screw zones of plastic deformation of the bend along the forming of the workpiece with a total multiplicity of bending 2 and the number of correct tools Im 5 ,.

Способ винтовой правки изгибом включает знакопеременный изгиб заготовки 1 при ее осевом перемещении по волнообразной траектории, образованной шахматным расположением равноотсто щих друг от друга правильных инструментов 2, и одновременное вращение заготовки. Осевое перемещение заго- ровки за один оборот - это подача S, определ ема как отношение скорости правки V к частоте вращени П заготовки . В качестве инструментов 2 используют рабочие валки в косовалко- вых правильных мапшнах, фильеры или ролики в роторных правильных машинах роликовые обоймы или- фильеры в машинах с вращающимис и качающимис правильными инструментами. Шаг t между любыми соседними правильными инструментами прин т посто нным.The method of screw dressing by bending includes an alternating bending of the workpiece 1 when it is axially moved along a wave-like trajectory formed by the staggered arrangement of regular tools 2 equally spaced from each other, and the simultaneous rotation of the workpiece. The axial displacement of the fence per revolution is the feed S, defined as the ratio of the speed of the straightening V to the frequency of rotation P of the workpiece. As tools 2, work rolls in kosovalkovy correct mapshnas, dies or rollers in rotary correct machines, roller clips or fillers in machines with rotating and swinging right tools are used. The step t between any adjacent regular instruments is assumed to be constant.

Осевое перемещение заготовки осуществл ют вращением рабочих валков вAxial movement of the workpiece is carried out by rotating the work rolls in

. 5. five

0 0

5 0 5 5 0 5

0 5 0 0 5 0

5five

косовалковых правильных мащинах, использованием специальных подающих устройств в роторных правильных машинах и машинах с качающимис правильными инструментами, вращением обойм с косорасположенными рабочими роликами в машинах с вращающимис правильными инструментами. Вращение плоскости изгиба заготовки осуществл ют вращением заготовки при помощи рабочих валков косовалковых правильных машин, поступательным перемещением правильных инструментов по замкнутым траектори м вокруг оси невращающейс заготовки в машинах с качающимис правильными инструментами, вращением роторов с правильными инструментами вокруг оси невращающейс заготовки в роторных пр вильных мащинах , вращением обойм с косорасположенными рабочими роликами вокруг оси невращающейс заготовки в машинах с вращающимис правильными инструментами .kosovalkovy correct machines, using special feeding devices in rotary leveling machines and machines with oscillating correct tools, rotating cages with skewed work rolls in machines with rotating correct tools. The bending plane of the workpiece is rotated by rotating the workpiece with the help of work rolls of spindle machines, translational movement of the right tools along closed trajectories m around the axis of the non-rotating workpiece in machines with swinging right tools, rotation of the rotors with the right tools around the axis of the non-rotating workpiece in rotary straighteners, rotation of the sleeves with skewed work rollers around the axis of the non-rotating workpiece in machines with rotating correct tools.

Шахматное расположение правильных инструментов вызывает изгиб заготовки силами Р, Р,..., Р, где m - количество правильных инструментов в машине (на фиг.1 m 5). Если изгибающие моменты М,М, . .. ,М (.1) , вызванные действием указанных сил, превышают наибольший упругий изгибающий момент M.J., то в теле заготовки возникают очаги пластических деформаций 3. Продольньш размер L, каждого из очагов , измеренный вдоль образующей заготовки , зависит от прогиба заготовки (от разности действительного и наибольшего упругого изгибающих моментов ) , а также схемы расположени правильных инструментов и геометрии их рабочих поверхностей, контактирующих с заготовкой. При вращении плоскости изгиба и осевом перемещении заготовки в ней возникают винтовые зоны пластических деформаций изгиба, вызванные перемещением очагов пластических деформаций по винтовой линии.The chess arrangement of the correct tools causes bending of the workpiece by forces P, P, ..., P, where m is the number of correct tools in the machine (in Fig. 1, m 5). If the bending moments are M, M,. .., M (.1), caused by the action of these forces, exceed the largest elastic bending moment MJ, then plastic deformation foci appear in the body of the workpiece. The longitudinal dimension L of each foci, measured along the generator of the workpiece, depends on the deflection of the workpiece ( the difference between the actual and the largest elastic bending moments), as well as the layout of the correct tools and the geometry of their working surfaces in contact with the workpiece. When the bending plane rotates and the workpiece is axially moved, helical zones of plastic deformations of the bend arise in it, caused by movement of the centers of plastic deformation along the helix.

Независимо от формы поверхностного участка очага пластических деформаций (круг, эллипс, пр моугольник, более сложные замкнутые фигуры), ширина винтовой зоны очага пластической деформации L „д, измеренна вдоль образующей заготовки, увеличиваетс с ростом подачи S и поперечного размера b ПА очага пластических деформаций (фиг.2 и 3).Regardless of the shape of the surface area of the source of plastic deformations (circle, ellipse, rectangle, more complex closed figures), the width of the helical zone of the center of plastic deformation L, d, measured along the forming part of the workpiece, increases with the increase in supply S and the transverse size b PA of the center of plastic deformations (Fig.2 and 3).

Из фиг.2 видно, что при обычном (т.е. достигнутом на практике) значении подачи, равном S., ширина винАнализ различных вариантов расположени винтовых зон пластических деформаций вдоль образующей заготовки товой зоны очага принимает некоторое v показывает, что при повьппенных подазначение LFrom figure 2 it can be seen that with the usual (i.e. achieved in practice) feed value equal to S., the width of the winAnalyzing various options for arranging the screw zones of plastic deformations along the generator of the workpiece of the center zone of the center accepts some v shows that with the subtitle L

,, незначительно превьшающее продольный размер L очага.При повьшенном значении подачи, равном Sj, ширина винтовой зоны принимает значение Ь,, существенно превьшаю- tO щее величину 1.,, slightly exceeding the longitudinal dimension L of the hearth. At a higher feed rate equal to Sj, the width of the screw zone takes the value of b ,, substantially exceeding the tO value of 1.

Если поверхностный участок очага пластических деформаций близок по форме к кругу (1-,пд Ьпл d, где d - диаметр поверхностного участка), то, как следует из геометрических построений , представленных на фиг.2If the surface area of the source of plastic deformations is close in shape to a circle (1-, pp Lpl d, where d is the diameter of the surface section), then, as follows from the geometric constructions presented in Fig.2

1515

чах максимально возможна суммарна кратность изгиба заготовки обеспечиваетс в случае, когда винтовые зоны, создаваемые соседними правильными инструментами , граничат одна с другойChah maximum possible total multiplicity of bending of the workpiece is provided in the case when the screw zone created by the neighboring right tools, bordering one another

I - t ь„,.I - t „,.

(3)(3)

Из зависимости (3) следует, что дл Достижени наивысшей точности правки необходимо создать сдвиг винтовых зон (лева часть зависимости), равный ширине отдельной винтовой зо- ны.From dependence (3), it follows that in order to achieve the highest accuracy of the correction, it is necessary to create a shift of the screw zones (the left part of the dependence) equal to the width of the individual screw zone.

L L

Г7 .л 1 - рГ .G7. L 1 - WG.

(1)(one)

где Р - периметр поперечного сечени заготовки.where P is the perimeter of the cross section of the workpiece.

Размеры очага пластических деформаций завис т, в первую очередь, от прогиба заготовки, создаваемого поперечным смещением соответствующего правильного инструмента (фиг.3). При малом прогибе продольный L и поперечный b размеры очага также малы . С увеличением прогиба указанные размеры соответственно увеличиваютс и принимают некоторые значени L „д и Ьрд 2- В свою очередь, с ув.еличение поперечного размера очага пропорционально возрастает и приращение ширин винтовой зоны (от 4L рд до ).The dimensions of the source of plastic deformations depend, first of all, on the deflection of the workpiece created by the transverse displacement of the corresponding correct tool (Fig. 3). With a small deflection, the longitudinal L and transverse b dimensions of the source are also small. With an increase in the deflection, the indicated dimensions increase accordingly and take on some values of L дd and Brd 2. In turn, the increase in the width of the helical zone (from 4L rd to) increases proportionally to the increase in the transverse size of the source.

Зависимость ширины винтовой зоны от подачи S и поперечного размераЬпл имеет наиболее простой вид дл очагов пластических деформаций, поверхностные участки которых близки по форме к пр моугольнику (фиг.З)The dependence of the width of the screw zone on the supply S and the transverse dimension of the PL is of the simplest form for the centers of plastic deformations, the surface areas of which are close in shape to the rectangle (Fig. 3)

J- I J- I

. Ьпл „ ---о.. Lpl „--- about.

(2)(2)

Фиг.2 и 3 и выведенные на их основании зависимости (1) и (2) иллюстрируют эффект увеличени ширины винтовой зоны L д с ростом подачи S. Если подача равна нулю, то ширина винтовой зоны равна продольному размеру L р очага пластических деформаций . Если подача равна бесконечности, то ширина винтовой зоны,., соответствующа одному обороту плоскости изгиба заготовки, также равна бесконечности. При промежуточном значении подачи ширина винтовой зоны принимает промежуточное значение.Figures 2 and 3 and dependencies (1) and (2) derived on their basis illustrate the effect of increasing the width of the screw zone L d with increasing feed S. If the feed is zero, then the width of the screw zone is equal to the longitudinal size L p of the plastic strain. If the feed is equal to infinity, then the width of the screw zone,., Corresponding to one revolution of the bending plane of the workpiece, is also equal to infinity. At an intermediate feed value, the width of the screw zone is an intermediate value.

I - t ь„,.I - t „,.

(3)(3)

Согласно теории винтовой правки изгибом ширина винтовой зоны L „д KS/2, где К - кратность изгиба, создаваема отдельным правильным инструментом (при повьшенных подачах ). Подставл указанное значение Ьпд в зависимость (3), получают после соответствующих преобразованийAccording to the theory of screw bending, the width of the screw zone is L „d KS / 2, where K is the bend multiplicity created by a separate correct tool (with increased feeds). Substituting the specified value of bpd in dependence (3), obtained after the appropriate transformations

S S

2t2t

1 - К1 TO

(4)(four)

При вьтолнении услови (3) кратность изгиба К КРУ /(т-2), гдеUnder condition (3), the bend multiplicity of К КРУ / (t-2), where

требуема суммарна кратность изгиба заготовки. Поэтому зависимость (4) можно привести к более удобному дл практического использовани виду the required total multiplicity of bending of the workpiece. Therefore, dependence (4) can be brought to a more convenient form for practical use.

S S

2t2t

. - К сум. - K Sum

(5)(five)

5five

00

5five

Дл того, чтобы определить подачу необходимо подставить в правую часть известные значени шага t между правильными инструментами, их количест- ,In order to determine the feed, it is necessary to substitute in the right-hand side the known values of the step t between the correct tools, their number,

во m и требуемую суммарную кратность изгиба заготовки KCVMm and the required total bending ratio of the workpiece KCVM

Способ винтовой правки изгибом с повьшенной подачей, определ емой из зависимости (5), обеспечивает наиболее полное использование эффекта увеличени суммарной ширины винтовых зон с ростом подачи.The method of screw straightening with a curved feed with a larger feed rate, determined from the relation (5), provides the most complete use of the effect of increasing the total width of the screw zones with feed growth.

Из зависимости (5) следует, что . Минимальное значение Ксу 2. Поэтому дл обеспечени правки с подачей S следует использовать не менее п ти правильных инструментов. Данный способ неприменим при m 4.From dependence (5) it follows that. The minimum value of Xu is 2. Therefore, to ensure an edit with feed S, you must use at least five correct tools. This method is not applicable when m 4.

Дл получени наилучшего качества правки при определении подачи по зависимости (5) необходимо подставить в нее целые значени , 2,3,4In order to obtain the best quality of editing when determining the feed for the dependence (5), it is necessary to substitute in it integer values, 2,3,4

П р и м .8 р. Дл косовалковой правильной машины с п тью валковыми обоймами (т 5) необходимо определить максимально возможное значение подачи S. Рассто ние между валковыми обоймами t 200 мм, диаметр рабочих валков в каждой из обойм D 140 мм.Pr and m. 8 p. For a kosovalkovoy straightening machine with five roller holders (ton 5), it is necessary to determine the maximum possible feed rate S. The distance between the roller holders is t 200 mm, the diameter of the work rolls in each of the clips is D 140 mm.

Исход из услови К т - 2, требуемую суммарную кратность изгиба следует прин ть равной двум. Тогда согласно зависимости (5) искомое значение подачи составл етProceeding from the condition K t - 2, the required total multiplicity of bending should be taken equal to two. Then, according to dependency (5), the desired feed value is

200200

5 -five -

1200 мм 1200 mm

Дл получени указанного значени подачи рабочие валки в каждой из обойм необходимо развернуть на одинаковый УГОЛ To obtain the specified feed rate, the work rolls in each of the clips must be turned to the same angle.

0/ arctg ;;- arctg0 / arctg ;; - arctg

. Найденное значение подачи S 6t, При правке с такой подачей винтовые зоны пластических деформаций, создаваемые правильными инструментами, будут равномерно чередоватьс между собой. Дл доказательства рассмотрим схему, расположени винтовых зон при S 6t (фиг,4). Иа схеме кажда из трех горизонтальных линий изображает образующую заготовки, а размещенные на лини х белые и черные узкие пр моугольники показывают положени поверхностных участков винтовых зон пластических деформаций, соответственно раст жени .и сжати . На каждой из линий показаны винтовые зоны, создаваемые одной валковой обоймой. Количество линий равно m - 2, т.е. тре ( крайние обоймы зон пластических деформаций не создают), На схеме величина t - это рассто ние между разноименными винтовыми зонами, создававмыми соседними правильными инстру- ментами (фиг,1). Требуема ширина винтовой зоны L г, KS/2 2/3. 6t;/2 2t. Изгибающий момент в за- готовке, необходимый дл получени требуемого значени Ln, может быть. Found value of feed S 6t. When editing with this feed, the screw zones of plastic deformations created by the correct tools will alternate evenly among themselves. For proof, let us consider the scheme of the location of the screw zones at S 6t (Fig 4). Each diagram of each of the three horizontal lines depicts the forming blanks, and the white and black narrow rectangles placed on the lines show the positions of the surface sections of the screw zones of plastic deformation, respectively tension and compression. On each of the lines are shown the screw zones created by one roller holder. The number of lines is m - 2, i.e. thr (extreme cages do not create plastic deformations). In the diagram, the value of t is the distance between the opposite screw zones created by adjacent regular tools (Fig. 1). The required width of the screw zone is L g, KS / 2 2/3. 6t; / 2 2t. The bending moment in the preparation required to obtain the desired value of Ln may be

и and

5 five

00

5five

00

5five

00

5.five.

определен теоретически. Однако такой расчет сложен. Поэтому в практических услови х требуемое значение Ь, следует получать постепенным повьшением изгиба заготовки.defined theoretically. However, this calculation is complicated. Therefore, in practical terms, the required value of b should be obtained by gradually increasing the bend of the workpiece.

На фиг,4 показано, что при выпол-„ нении указанных условий винтовые зоны будут равномерно чередоватьс между собой, обеспечива двукратный изгиб заготовки в любом ее поперечном сечении.Fig. 4 shows that when the specified conditions are fulfilled, the screw zones will alternate evenly between themselves, ensuring a double bend of the workpiece in any cross section.

Приведенный пример иллюстрирует технологическую схему правки, характеризуемую равенством знакопеременных деформаций изгиба. Дл получени схем правки с убывающими знакопеременными деформаци ми изгиба необходимо увеличить количество правильных инструментов . Например, добавление к п ти правильным инструментам еще трех обеспечивает четырехкратный изгиб заготовки с подачей S 6t, что соответствует добавлению еще трех горизонтальных линий на фиг,4. При этом п тый, шестой и седьмой инструменты дл получени меньших деформаций должны иметь меньшие по сравнению с вторым, третьим и четвертым инстру- / ментами поперечные смещени , но большую по сравнению с ними длину контакта с заготовкой (дл получени винтовых зон одинаковой ширины).The given example illustrates the technological editing scheme, characterized by the equality of alternating deformations of bending. To obtain editing schemes with decreasing alternating bending deformations, it is necessary to increase the number of correct tools. For example, adding three more tools to the five correct tools provides a four-fold bending of the workpiece with an S 6t feed, which corresponds to adding three more horizontal lines in FIG. 4. At the same time, the fifth, sixth, and seventh tools for obtaining smaller deformations should have transverse displacements smaller than the second, third, and fourth tools, but longer than the length of contact with the workpiece (to obtain helical zones of equal width).

Использование предлагаемого способа , обеспечивает многократное повышение производительности правильного Using the proposed method provides a multiple increase in the performance of the correct

оборудовани ,equipment,

Claims

Invention Formula

The method of screw straightening by bending by axially moving the workpiece along a wave-like path through at least five correct tools while simultaneously rotating it, characterized in that, in order to increase productivity and improve the quality of the straightening, the workpiece is axially displaced by 2t

0

Q -

.MIND

five

where t

m is the distance between the bending points of the workpiece;

-the total required multiplicity of bending of the workpiece,

choose from dependencies 2 - 2; number of right tools

(puaZ

/ L1L /

Inat l1pYa (

/:

P / G9

/ ll / rfrf

tnaf

9vk / "5

Sri & L