Claims (2)
Изобретение относитс к области обработки металлов давлением, а точнее к способу прокатки профильных гильз, и может быть использовано при производстве полых профильных изделий с утолщенными концами, например бурильных и обсадных труб беззамковой конструкции, причем утолщени во можны до трех и более раз. Известен способ производства профильных гильз, при котором осуществл ют нагрев заготовки, центровк переднего торца заготовки, прошивку заготовки в полую гильзу на оправке между косорасположенными валками, поворот валков в процессе прокатки дл изменени наружного диаметра и толщины стенки, причем роворот валков осуществл ют на выходной стороне стана посредством поворота подвижной обоймы относительно неподвижной вокруг оси, совпадающей с осью прокаты ваемой заготовки 1. Недостатком известного способа вл етс то, что да) незначительноеизменение толщины стенки требует поворота валков, в результате чего резко увеличиваетс обхсатие перед носком оправки„ При дальнейшем увеличении угла подачи обжатие может превысить критическое значени , что приводит к вскрытию полости перед носком оправки и браку по внутренним пленам. Из известных способов производства профильных гильз наиболее близким по технической сущности вл етс способ , при котором осуществл ют нагрев заготовки, центровку переднего торца заготовки, получение наружного профил прокаткой с поворотом валков, развернутых под углом к оси заготовки и одновременной прошивкой. Поворот валков осуществл ют вокруг оси, скрещивающейс с осью прошивки под пр мым углом и лежащей в плоскости нормальной к оси прошивки С23. Недостаток известного устройства заключаетс в том, что изменение положени валка дл уменьшени толщины стенки гильз в средней части до трех раз и более требует значительных перемещений валков и приводит к увеличению обжати перед носком оправки до значений больших, чем критическое обжатие, что приводит к вскрытию полости перед носком оправки и браку п внутренним пленам Целью насто щего изобретени вл етс расширение номенклатуры прокаты ваемых изделий. Поставленна цель достигаетс тем что в способе прО1сатки профильных гильз, при котором осуществл ют нагрев заготовки, центровку переднего торца заготовки, получение наружного профил прокаткой с поворотом валков развернутых под углом к оси заготовки , и одновременной прошивки, получение наружного профил прокаткой осу1чествл ют в три этапа, на первом этапе осуществл ют формовку утолщенного конца с переходным участком путем поворота каждого из валков относительно оси заготовки в плоскости, проход щей через ось заготовки и ось валка в направлении к оси прокатки,на втором этапе утон ют стенк§г заготовки при посто нном положении валко относительно оси заготовки, а на третьем этапе осуществл ют формовку заднего переходного участка с утолще ным концом, разворачива каждый из валков относительно оси заготовки в направлении, обратном направлению поворота на первом этапе, причем про странственные координаты оси поворот каждого валка определ ют из следующих з.ависимостей: X (0,3-1,2) Р ; у (0,2-2,iOD Ы ( z (к- x)t9B; tg CL-, где D, - диаметр заготовки; D - угол разворота (подачи) валков; X, - координата точки пересечени проекции оси поворота с осью прокатки на плоскость, проход щую через ось прокат ки; UJ - угол поворота; ( угол входного конуса валка. На фиг, .1 изображены сечени очаг деформации в двух крайних случа х: при прокатке гильзы с максимальным 9 8 Dp и минимальным 0. диаметрами ; на фиг. 2 - изображен в пространственной системе координат и.очаг деформации при прокатке с одновременной прошивкой толстостенной части гильзы диаметром О и толщиной h; на фиг. 3 то же при прошивке утоненной тонкостенной части гильзы диаметром Dp толщиной стенки Н; на фиг. k готовое полое профильное изделие; на фиг. 5 - диаграмма выбора оптимальных координат точки поворота валка. Способ прокатки гильз, с переменным наружным профилем осуществл етс в три этапа следующим образом. На первом этапе формуют и одновременно прошивают участки гильзы а и 1) (фиго 4)„ При этом из сплошной заготовки 1 диаметром Oj прошиваетс гильза с диаметром D и толщиной стенки ho В начале прокатки рабочие валки 2 занимают исходное посто нное положение покапанное пунктирной линией OC-D-riF-G-H (фигИ)о В этом положении прокатывают участок а заданной длины« Участок b формуют в результате поворота валков 2 относительно оси заготовки х в плоскости А У А (фиг„ 3) расположенной по отношению к оси заготовки под углом подачи валков В, в направлении к оси прокатки. Размеры профил переходного участка в процессе прокатки и одновременной прошивки измен ютс следующим образом: наружный диаметр гильзы от Dдо О, а толщина стенки от h до h. Следует отметить, что длина переходного участка зависит от быстродействи поворота оалка 2 и скорости прокатки. С увеличением скорости прокатки длина переходного участка увеличиваетс , уменьшение скорости, наоборот, приводит к уменьшению длины переходного участка Оправка при прошивке не перемещаетс в осевом направлении и закреплена неподвижно, хот может вращатьс вокруг своей оси, Когда валок закончит первый элемент поворота и повернетс на угол UJ, его рабоча поверхность займет новое посто нное положение представленное на фиг.1 и обозначенное сплошной линией DCDEFGH, С поворотом валка 2 увеличиваетс обжатие в пережиме валков Е-Е и начинаетс второй этап прокатки с одновременной прошивкой на оправке. При этом формуют тонкостенную часть с гильзы диаметром О и толщиной стенки h . Формовку тонкостенной части с выпол н ют до получени заданной ее длины Далее осуществл ют третий этап прокатки, заключающийс в формовке заднего толстостенного конца с пере ходным участком, аналогично первому этйпу. Вал 3 в этом случае поворачивают в противоположном направлении относительно оси заготовки 1 в плос кости хд А Уд (фиг. 2). Третий эта завершают получением заднего утолщенного конца гильзы наружным диаметром О и толщиной стенки h. Рабочий инструмент состоит из трех валков 2 и оправки. Валок имеет дву конусную калибровку соответственно на входе и на выходе cL(. Оправ ка имеет два калибрующих конуса дл прошивки соответственно утолщенного конца AjjK тонкостенной средней части гильзы Ч, Ось поворота валка проходит чере точку центра качани А (фиг. 1,2) координаты которой определ ют относительно начальной точки, образованной пересечением оси прокатки с плоскостью захвата заготовки, приче одна из координат точки центра качани X (0,3-1,2) 0-3 , втора коо дината у (0,2-2,0) DJ, трет, коо дината Z (х - x)tgO, где л координата точки пересечени проекции оси поворота с осью прокатки на плоскость, проход щую через ось прокатки; В - угол подачи, 0 диаметр заготовки. В этом случае угол поворота иа f(Dj,d-i) или VW lljl-5}23 Результат анализа вли ни положени центра качани на обжатие пер носком оправки Up, угол входного ко нуса очага деформации cLi, угол кача ни OJ приведен на фиг„ 5. Прин ты следующие ограничительные значени , ,8°, приведённые на фиг. 5 В результате координаты у и X, отложенные на ос х фиг.5 удовлетвор ющие указанным ограничительным значени м, ограничены заштрихованной областью. Дл по снени способа прокатки гильз переменного сечеИи рассмотрим конкретный пример. Заготовку 120 мм определенной длины подвергают нагреву и центровке переднего торца дл обеспечени нормальных 6 условий деформации. Затем заготовку подают к рабочей клети прошивного стана, обеспечивающего поворот валков в процессе прошивки В первой стадии на оправке 0 93 мм с двум калибрующими участками прошивают участок гильзы заданной длины нару хным диаметром kQ мм, внутренний диаметр гильзы калибруют на конусе оправки с углом cLj ,. Затем осуществл ют поворот валка от исходного положени на угол ии 7 к оси прокатки . В процессе поворотка валка на угол UJ 7 происходит формообразование переходного участка. Длину переходного участка можно регулировать быстродействием поворота валков Окончание процесса поворота соответствует началу прошивки.тонкостен1юй средней части гильзы 0 110 мм на меньшем калибрующемконусе оправки с углом d,i. При этом валок находитс в посто нном, положении . Получив среднюю часть гильзы необходимой длины осуществл ют поворот валков на угол uJ 7 в обратном направлении от оси прокатки„ Процесс поворота сопровождаетс формообразованием заднего пёреходно-i го участка, а затем прошиваетс задний конец гильзы ф мм. После окончани прошивки гильза выдаетс из рабочей клети прошивного стана. Предложенный способ прокатки профильных гильз по сравнению с известными позвол ет получать гильзы периодически повтор ющегос профил с утолщени ми до трех и более раз с высоким качеством прокатываемой поверхности . Формула изобретени Спбсоб прокатки профильных гильз, при котором осуществл ют нагрев заготовки , центровку переднего торца, заготовки, Получение наружного профил прокаткой с поворотом валков, развернутых под углом к оси заготовки и одновременной прошивкой, отличающийс тем, что, с целью расширени номенклатуры прокатываемых изделий, получение наружного профил прокаткой осуществл ют в три этапа, на первом этапе осуществл ют формовку утолщенного конца с переходным участком путем поворота каждого из валков относительно оси заготовки плоскости, проход щей через ось заготовки и ось валка в направлении к оси прокатки, на втором этапе утон ют стенку заготовки при постол 4мом положении валков относительно оси заготовки, а на третьем этапе осуйчвствл ют формовку заднего переходного участка с утолщенным концом, разворачива каидый из валков относительно оси заготовки в направлении , обратном направлению поворота на первом этапе, причем пространственные координаты оси поворот каждого валка определ ют из следующих зависимостей X (0,3-1,2)Dj; у (0,2-2,i)Dj; Z ( x)tge; Ы ..-Шз. tg d . Dj- диаметр заготовки, О - угол разворота (подачи) . валков, координата точки пересечени проекции оси поворота с осью прокатки на плоскость, проходлщуюю через ось прокатки, - угол поворота L/i - угол входного конуса валка. Источники информации, тые во внимание при экспертизе }. Патент Франции tf 1 75645, В 21 В, 1967. The invention relates to the field of metal forming, and more specifically to the method of rolling core sleeves, and can be used in the manufacture of hollow core products with thickened ends, such as drill pipes and casing pipes, without caps, with thickening possible up to three or more times. A known method of producing core sleeves is used to heat the billet, center the front end of the billet, pierce the billet into a hollow sleeve on the mandrel between skew rolls, rotate the rolls during the rolling process to change the outer diameter and wall thickness, and rotate the rollers on the output side the mill by rotating the movable cage relatively stationary around an axis that coincides with the axis of the rolled billet 1. The disadvantage of this method is that yes) insignificant Changing the wall thickness requires rotation of the rolls, as a result of which the cutoff in front of the toe of the mandrel increases dramatically. With a further increase in the feed angle, the reduction can exceed a critical value, which leads to the opening of the cavity in front of the toe of the mandrel and marriage on the inside of the captives. Of the known methods for producing core sleeves, the closest in technical essence is the method by which the billet is heated, the front end of the billet is centered, the outer profile is obtained by rolling with rolls turned at an angle to the axis of the billet and simultaneously flashing. The rolls are rotated around an axis intersecting the firmware axis at a right angle and lying in the plane C23 normal to the firmware axis. A disadvantage of the known device is that changing the position of the roll to reduce the wall thickness of the sleeves in the middle part up to three times or more requires significant movements of the rolls and leads to an increase in compression in front of the toe of the mandrel to values greater than the critical reduction, which leads to opening the cavity with the toe of the mandrel and the marriage of the inner captives. The aim of the present invention is to expand the range of rolled products. The goal is achieved by the fact that in the method of rolling out the core sleeves, in which the billet is heated, the front end of the billet is centered, the outer profile is obtained by rolling with the rolls turned at an angle to the axis of the billet, and simultaneously flashing, the outer profile is rolled in three stages. In the first stage, a thickened end with a transition section is formed by rotating each of the rolls relative to the axis of the workpiece in a plane passing through the axis of the workpiece and the axis of the roll in the direction of the rolling axis, in the second stage, the wall of the workpiece is submerged at a constant position of the roller relative to the axis of the workpiece, and in the third stage the rear transition section with a thicker end is formed, turning each of the rolls relative to the axis of the workpiece in the opposite direction the direction of rotation in the first stage, with the spatial coordinates of the axis of rotation of each roll being determined from the following dependencies: X (0.3-1.2) P; y (0.2-2, iOD Ы (z (к - x) t9B; tg CL-, where D, is the diameter of the workpiece; D is the angle of rotation (feed) of the rolls; X, is the coordinate of the intersection point of the projection of the axis of rotation with the axis rolling on the plane passing through the rolling axis; UJ - angle of rotation; (angle of the input cone of the roll. Fig. .1 shows cross section of the deformation zone in two extreme cases: when rolling the liner with maximum 9 8 Dp and minimum 0. diameters in Fig. 2 - depicted in the spatial coordinate system and the strain head during rolling with simultaneous flashing of the thick-walled part of the liner with a diameter O and thickness h h; in Fig. 3 the same is with firmware of thinned thin-walled part of a sleeve with diameter Dp of wall thickness H; Fig. k is a finished hollow section product; Fig. 5 is a diagram of a choice of optimal coordinates of a roll turning point. The profile is carried out in three stages as follows: At the first stage, liner sections a and 1) are molded and simultaneously stitched (figo 4). In this case, the liner with diameter D and wall thickness ho is pierced from the solid billet 1 with diameter Oj. occupy the original OC-D-riF-GH (FigI) fixed in a dashed line with a fixed position o In this position a section is rolled and a predetermined length “Section b is formed by rotating rolls 2 relative to the workpiece axis x in the plane А А А (FIG 3) relative to the axis of the workpiece at an angle of feed rolls B, in the direction towards the axis of rolling. The dimensions of the profile of the transition section during the rolling and simultaneous piercing process are changed as follows: the outer diameter of the liner is from D to O, and the wall thickness is from h to h. It should be noted that the length of the transition section depends on the speed of rotation of the Oalk 2 and the speed of rolling. With increasing rolling speed, the length of the transition section increases, reducing the speed, on the contrary, reduces the length of the transition section. The mandrel does not move in the axial direction during the piercing and is fixed, although it can rotate around its axis. When the roller ends the first pivot element and rotates through the angle UJ , its working surface will occupy a new constant position shown in Fig. 1 and indicated by the solid line DCDEFGH. With rotation of the roll 2, the compression in the pinch of the E – E rolls increases and starts at The second stage of rolling with simultaneous firmware on the mandrel. In this case, a thin-walled part is formed from a sleeve with a diameter O and wall thickness h. Forming the thin-walled part with is performed to obtain a predetermined length of it. Next, the third stage of rolling is carried out, consisting in forming the rear thick-walled end with a transition section, similarly to the first stage. In this case, the shaft 3 is rotated in the opposite direction relative to the axis of the workpiece 1 in the plane xd, and Ud (Fig. 2). The third one is completed by obtaining the posterior thickened end of the sleeve with an outer diameter O and wall thickness h. The work tool consists of three rolls 2 and a mandrel. The roller has a double cone calibration, respectively, at the entrance and exit cL (. The frame has two calibrating cones for flashing the correspondingly thickened end AjjK of the thin-walled middle part of the sleeve H, the axis of rotation of the roll passes through the point of the center of swing A (Fig. 1.2) whose coordinates determined relative to the starting point formed by the intersection of the rolling axis with the grip plane of the workpiece, and one of the coordinates of the center of the swing center X (0.3-1.2) 0-3, the second coordinate of (0.2-2.0) DJ , tert, the coordinate Z (x - x) tgO, where l is the coordinate of the intersection point projections of the axis of rotation with the axis of rolling on the plane passing through the axis of rolling; B is the feed angle, 0 is the workpiece diameter. In this case, the angle of rotation is f (Dj, di) or VW lljl-5} 23 The result of the analysis of the influence of the center of swing on the compression with the nose of the mandrel Up, the angle of the input cone of the deformation zone cLi, the angle of swing OJ is shown in Fig „5. The following restrictive values are taken,, 8 °, shown in Fig. 5 As a result, the coordinates y and X are plotted on x of FIG. 5 which satisfy the indicated limiting values are limited to the shaded area. th. To clarify the method of rolling the sleeves of a variable cross section, let us consider a specific example. A workpiece of 120 mm of a certain length is subjected to heating and centering of the front end to ensure normal deformation conditions. Then, the workpiece is fed to the working stand of the piercing mill, which ensures rotation of the rolls during the flashing process. In the first stage, a 0 93 mm mandrel with two calibrating sections is pierced with a specific diameter of the sleeve with an outer diameter of kQ mm, the inner diameter of the sleeve is calibrated with the angle cLj,. Then, the roll is rotated from the initial position by angle φ 7 to the rolling axis. In the process of turning the roll at an angle UJ 7, the transition section is formed. The length of the transition section can be adjusted by the swiveling speed of the rolls. The end of the turning process corresponds to the beginning of the firmware. The thinness of the middle part of the sleeve is 110 mm at the smaller gauge of the mandrel with angle d, i. In this case, the swath is in a constant position. Having obtained the middle part of the liner of the required length, the rolls are rotated by the angle uJ 7 in the opposite direction from the rolling axis. The turning process is accompanied by the formation of the rear transition part i, and then the rear end of the liner Φ mm is pierced. After the end of the firmware, the sleeve is discharged from the working stand of the piercing mill. The proposed method of rolling core sleeves, as compared to known ones, allows one to obtain liners of a periodically repeating profile with thickenings up to three or more times with high quality of the rolled surface. The invention of the Spbsob rolling of core sleeves, in which the billet is heated, the front end is centered, the billet. Obtaining an external profile by rolling with rotation of rolls, angled to the axis of the billet and simultaneous piercing, characterized in that in order to expand the range of rolled products, obtaining the outer profile by rolling is carried out in three stages; in the first stage, a thickened end with a transition section is formed by turning each of the rolls about the axis of the workpiece The plane passing through the axis of the workpiece and the axis of the roll in the direction of the rolling axis, in the second stage, rolls the wall of the workpiece when the rolls are fixed in 4 position relative to the axis of the workpiece, and in the third stage, forming the rear transition section with a thickened end, unfolds rolls relative to the axis of the workpiece in the direction opposite to the direction of rotation in the first stage, the spatial coordinates of the axis of rotation of each roll are determined from the following dependencies X (0.3-1.2) Dj; y (0.2-2, i) Dj; Z (x) tge; S ..- Shz. tg d. Dj is the diameter of the workpiece, O is the angle of reversal (feed). rolls, the coordinate of the intersection point of the projection of the axis of rotation with the axis of rolling on the plane passing through the axis of rolling, is the angle of rotation L / i is the angle of the input cone of the roll. Sources of information that are taken into account in the examination}. French patent tf 1 75645, B 21 B, 1967.
2. Патент ФРГ № 1211119, В 21 В 19/12, 1959 (прототип).2. Patent of Germany No. 1211119, В 21 В 19/12, 1959 (prototype).
АBUT
A.tA.t
.l .l
А. .JA. .J
„ffl /////////„Ffl /////////
ЧH
22
ог. og