Изобретение относитс к обработке металлов давлением, в частности к трубопрокатному производству, и касаетс форки рабочих профилей технологического инструмента, а именно ручь на валке и оправки стана периодической холодной прокатки труб. Известен трубопрокатный инструмент стана холодной прокатки труб, включающий оправку, имеющую хвостовик и рабочую часть, с круглым, уменьшаю щимс от хвостовика, поперечным сече нием, и валки с ручь , профиль гребн которых и образующа оправки по всей их длине выполнены кривыми, описанными ансшогичными уравнени ми гиперболы 1 . Недостаток данного инструмента заключаетс в том, что на внутренней поверхности в зоне редуцировани возникают складки (в св зи с повышенной прот женностью зоны чистого редуцировани ), которые в дальнейшем развиваютс в микро- и макротрещины. Из-за неблагопри тного режима обжати к началу зоны калибровани возникают повыиенные контактные напр жени ухудшающие работу технологической смазки, что зачастую приводит к нал ипанию деформируемого металла на прокатный инструмент. Наиболее близким к предлагаемому вл етс технологический инструмент стана холодной прокатки труб, включающий оправку, имеквдую хвостовик, и рабочую часть- с круглым, уменьшающимс от хвостовика, поперечным сечением , и валки с ручь ми, профиль гребн которых и рабоча поверхность оправки по длине выполнены кривыми,с криволинейными образующими параболической формы и с различными показател ми степеней, в частности показатель степени (пор док ) параболы гребн ручь на единицу выше показател степени (пор дка) параболы образующей оправки 2 . Недостатком известного инструмента вл етс неудовлетворительна точность прокатываемых труб в св зи с наличием пережима толщины стенки трубы на отрезке длины прот женностью 0,3-0,6 обжимной зоны, начина со стороны большего поперечного сечени ручь , отсто щего на длину 0,2-0,4 обжимной зоны. Указанный пережим стенки зачастую превыиает минусовый допуск по ее толщине, особенно при повышенных деформаци х по диаметру и на толстостенных трубах. Подобна геометрическа рассогласованность профилей гребн ручь и образующей оправки вызывает непрерывное возрастание к концу обжимной зоны величины частных деформаций, по диаметру и зна чительное их превышение по отношению к деформации по стенке. Последнее приводит к тому, что на внутренней поверхности труб возникают мелкие дефекты типа седины, т.е. мелких рисок, что дл труб ответственного назначени с повышенными требовани ми по качеству увеличивает брак, пов шает расходный коэффициент металла. Интенсификаци режимов деформации на данном инструменте также затруднена по причине значительных осевых усили воздействующих на заготовку и оправк что приводит к взаимному врезанию то цов последовательно идущих одна за другой труб (т.е. к стыкованию) и особенно нетехнологично на тонкостен ных.. Это вынуждает уменьшать режимы Частных (за счет снижени подачи) и суммарных (за счет уменьшени обжа ти по стенке и диаметру трубы) деформаций за проход, снижать число двойных ходов клети в минуту. Целью изобретени вл етс интенсификаци режимов деформации путем перераспределени частых обжатий по длине инструмента. Дл достижени этой цели в технологическом инструменте дл холодной прокатки труб, содержащем оправку с рабочей поверхностью и уменьшающим с ОТ ее начала поперечным сечением и пилигримовые валки, каждныйс ручье по окружности бочки, профиль гребн которого и рабоча поверхность оправ ки имеют криволинейные образующие и одна из них параболической формы, образугацие профил гребн ручь и ра бочей поверхности оправки выполнены друг относительно друга с разноимен ной взаимозамен емой формой кривых, при этом форма другой из криволиней ных образующих гиперболическа . Кроме того, дл снижени осевых усилий на заготовку при прокатке тонкостенных труб криволинейна образующа профил гребн ручь име параболическую форму и образующа оправки - гиперболическую. Дл снижени осевых усилий на заготовку при прокатке толстостенны труб криволинейна образующа профил гребн ручь имеет гиперболическую ффрму, образующа оправки - парабблическую , На чертеже представлена схема ра вертки очага деформации с использованием предлагаемого инструмента. Технологический инструмент включает оправку 1 и пилигримовые валки 2. Оправка имеет хвостовик 3 и рабо чую поверхность 4 с уменьшающимис поперечным сечением и криволинейн образующей. Валки по окружности боч имеют ручей (на чертеже не показано) , профиль гребн 5 которого выполнен также с криволинейной образующей. Образующие оправки и гребн ручь имеют разноименную форму кривых,т.е. крива одного из инструмента имеет параболическую форму, а друга - гиперболическую . При этом математические выражени дл получени расчетных формул, описывающих криволиней-ные образующие оправки и гребн ручь , представл ют собой политропные кривые вида X - переменные где у и С - константа; m - любое рациональное число, при m 7 О имеет место параболическа крива , при m О - гиперболическа крива , т.е. образующие оправки и гребн ручь имеют противоположные по знаку показатели степени. С учетом конусности рабочих профилей гребн ручь и образунадей оправки после соответствующего преобразовани политропных кривых наход т уравнение Р, VW4 где 1 - длина криволинейной части образунацих оправки или гребн ручь . Дсшьнейшее преобразование этого уравнени сводитс к отысканию посто нных величин С и С), которые наход тс из граничных условий и завис т от того, к какому инструменту примен ют расчетную формулу. Оправка и валок имеют неодинаковые разноименные формы кривых образующей оправки и образующей гребн валка, но оправка и валок могут иметь параболическую и гиперболическую форму их криволинейных образующих. Дл обеспечени оптимальных условий прокатки тонкосаенных труб криволинейна образукада гребн ручь имеет параболическую форму (т 0), а образующа оправка гиперболическую форму (т 0). Дл обеспечени оптимальных условий при прокатке толстостенных труб криволинейна образукада гребн ручь выполн етс гиперболической, а образующа оправки - параболической формы. Оптимальные услови деформации могут быть обеспечены лишь при дифференцированном учете режимов обжатий по диаметру ( Д Dji) коэффициента тонкостенности трубы (D/t), типоразмера стана, марсфута прокатки, требуемой производительности, качества, допустимых силовых параметров и многих других факторов, необходимость учета которых возникает в конкретных услови х производства. В таблице приведены возможные оптимальные сочетани политропных кривых (типа у Сх) , формообразующих технологический инструмент в части раСочих профилей, определенные экспериментальным путем.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to the pipe production, and relates to forks of working profiles of a technological tool, namely, a roll on a roll and a mandrel of a mill for periodic cold rolling of pipes. A pipe-rolling tool for a cold-rolling mill tube is known, comprising a mandrel having a shank and a working part, with a circular cross-section decreasing from the shank, and rolls with a brook whose profile and ridges forming the mandrels along their entire length are made with curves described by anschetical equations mi hyperbola 1. The disadvantage of this tool is that folds arise on the inner surface in the reduction zone (due to the increased length of the net reduction zone), which later develop into micro- and macrocracks. Due to the unfavorable reduction mode at the beginning of the calibration zone, increased contact stresses occur that degrade the operation of the process lubricant, which often leads to the flow of deformable metal onto the rolling tool. The closest to the present invention is a technological tool for a cold rolling mill tube, including a mandrel, one shank, and a working part with a round, decreasing from the shank, cross section, and rolls with brooks, the profile of the ridge and the working surface of the mandrel along the length are curved , with curvilinear parabolic generators and with different exponents, in particular, the exponent (order) of the parabola ridge stream one unit higher than the exponent (order) of the parabola forming frame ki 2. A disadvantage of the known tool is the unsatisfactory accuracy of the rolled pipes in connection with the presence of clamping of the pipe wall thickness over a length of length of 0.3-0.6 compression zone, starting from the larger cross-section of the stream, which is 0.2-0 in length , 4 crimp zones. This clamped wall often exceeds the minus tolerance in its thickness, especially with increased deformations in diameter and on thick-walled pipes. Similar to the geometric mismatch between the profiles of the ridge stream and the forming mandrel causes a continuous increase by the end of the crimping zone of the value of partial deformations, in diameter and their significant excess with respect to the deformation along the wall. The latter leads to the fact that on the inner surface of pipes there appear small defects such as gray hair, i.e. small risks, which for pipes of responsible purpose with increased quality requirements, increases the scrap, increases the expenditure ratio of the metal. The intensification of the deformation modes on this tool is also difficult due to the significant axial forces acting on the workpiece and mandrel, which leads to mutual insertion of the pipes of consecutive pipes one after the other (i.e. joining) and especially non-technological on thin-walled ones. This makes it necessary to reduce Private modes (by reducing the feed) and total (by reducing the wall squeeze and pipe diameter) deformations per pass, reduce the number of double cages per minute. The aim of the invention is to intensify the deformation modes by redistributing frequent reductions along the tool length. To achieve this goal, in the cold rolling pipe technological tool, which contains a mandrel with a working surface and a cross section that decreases from the beginning, pilger rolls, each stream along the circumference of the barrel, whose crest profile and working surface of the mandrel have curvilinear generators and one of them parabolic shape, forming the profile of the ridge stream and the working surface of the mandrel are made relative to each other with a different interchangeable shape of the curves, while the shape of the other is from curvilinear x form a hyperbolic. In addition, to reduce the axial forces on the workpiece during the rolling of thin-walled tubes, the curvilinear profile of a ridge stream has a parabolic shape and the mandrel is hyperbolic. To reduce the axial forces on the workpiece during the rolling of thick-walled pipes, the curvilinear profile of the ridge stream has a hyperbolic shape forming mandrels - parabolic. The drawing shows a diagram of the deformation zone using the proposed tool. The technological tool includes mandrel 1 and piligrim rolls 2. The mandrel has a shank 3 and a working surface 4 with a decreasing cross section and a curvilinear generatrix. Rolls around the circumference of the barrel have a stream (not shown in the drawing), the profile of the ridge 5 of which is also made with a curvilinear generatrix. Forming mandrels and ridge stream have oppositely shaped curves, i.e. the curve of one of the tools has a parabolic shape, and the other is hyperbolic. At the same time, mathematical expressions for calculating formulas describing curvilinear forming mandrels and a ridge stream are polytropic curves of the form X - variables where y and C is a constant; m is any rational number, with m 7 O there is a parabolic curve, with m O there is a hyperbolic curve, i.e. Forming mandrels and a ridge a stream have opposite sign on a degree. Taking into account the taper of the working profiles of the ridge stream and the formation of the mandrel, after a corresponding transformation of the polytropic curves, the equation P, VW4 is found, where 1 is the length of the curvilinear part of the formed mandrel or the ridge of the stream. The latest transformation of this equation is reduced to finding constant values of C and C), which are from boundary conditions and depend on which tool the calculation formula is applied to. The mandrel and the swath have unequal opposite shapes of the curves forming the mandrel and forming the crest of the roll, but the mandrel and the swath may have a parabolic and hyperbolic shape of their curvilinear forming. In order to ensure optimal conditions for rolling thin-tube tubes, the curvilinear ridge of a ridge stream has a parabolic shape (t 0), and a hyperbolic shape forming a mandrel (t 0). In order to ensure optimal conditions for rolling thick-walled pipes, the curvilinear ridge of the ridge stream is made hyperbolic and the forming mandrels are parabolic in shape. Optimal deformation conditions can be ensured only with differential consideration of the diameter reduction modes (D Dji) of the pipe thin-wall ratio (D / t), mill size, rolling marsfoot, required performance, quality, acceptable power parameters and many other factors that need to be taken into account under specific production conditions. The table shows the possible optimal combinations of polytropic curves (such as that of Cx), which form the technological tool in terms of processing profiles, determined experimentally.
Примечание: Note:
Как видно из таблицы, тонкостенны трубы (14 i 0/t 22) весьма чувстви тельны к осевым усили м, рост которых вьше допустимого уровн приводит к стыковке трубы, поломке оправок, порче ручь и дальнейшему ухудшению качества наружной поверхности трубы. Снижение осевых усилий обнаружено при прокатке на оправках с гиперболическими образующими (что об- сн етс менее интенсивным изменением конусности цилиндрического хвостовик оправки по сравнению с параболическими образующими), при этом чем больше обжатие по диаметру,тем меньше абсолютное значение показател политррпы (причем при )т(с2 начинаютс недостатки, характерные дл линейноконусных калибровок в виде снижени качества и роста силовых параметров прокатки). При показател х т 7 20As can be seen from the table, thin-walled pipes (14 i 0 / t 22) are very sensitive to axial forces, the growth of which exceeds the allowable level leads to pipe joining, damage to the mandrels, damage to the stream and further deterioration of the outer surface of the pipe. A decrease in axial forces was found during rolling on mandrels with hyperbolic generators (which is caused by a less intensive change in the taper of the cylindrical mandrel shank compared with parabolic generators), and the greater the reduction in diameter, the smaller the absolute value of (c2 begins disadvantages characteristic of linear cone calibrations in the form of reduced quality and increased power parameters of rolling). With an indicator of 7 7 20
начинаетс возрастание осевых усилий выше допустимого уровн . Гиперболическа образующа оправки хорошо ра;ботает лишь с параболическим профилем гребн ручь (в св зи с тем, что параO болическа форма ручь более интенсивно смещает режимы частных обжатий к началу криволинейной зоны рабочей части ручь ), при этом с ростом лО показатель степени уменьшаетс так, the increase in axial forces above the permissible level begins. The hyperbolic forming mandrels work well; only the ridge-shaped cusp has a parabolic profile (due to the fact that the pair of the bolic form of the stream more intensively shifts the modes of private reduction to the beginning of the curvilinear zone of the working part of the stream),
5 что значени менее m 10 (при ) излишне перегружают конец обжимной зоны, что повышает контактные напр жени , а это зачастую приводит к налипанию деформируемого металла на прокатный инструмент. Показатель параО болы ручь m 20 (при гиперболе оправки т - -20) обеспечивает относительно невысокие осевые усили , а с дальнейшим ростом показател степени параболы ручь (т : 20)5 that values less than m 10 (at) unnecessarily overload the end of the crimping zone, which increases the contact stresses, and this often leads to sticking of the deformable metal on the rolling tool. The parameter of the steam bolster stream m 20 (with a hyperbola of the mandrel t - –20) provides relatively low axial forces, and with a further increase in the exponent of the parabola the stream (t: 20)