ОПРАВКА ПРОШИВНОГО СТАНА
DISK MILL MANDREL

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к оправке прошивного стана, и может быть использовано при прошивке заготовок, в том числе непрерывнолитых, на станах винтовой прокатки.
Известна конструкция оправки прошивного стана поперечно-винтовой прокатки (RU 2378063 С1, опублик. 10.01.2010). При использовании оправки подобного типа имеется недостаток, заключающийся в том, что вследствие наличия носика в конструкции данной оправки при прошивке непрерывнолитой заготовки схема формоизменения будет такова, что дефекты и пористости осевой зоны заготовки не удаляются и останутся в готовой трубе или гильзе, концентрируясь преимущественно на внутренней поверхности.
Известна конструкция оправки прошивного стана винтовой прокатки (RU 2037350, опублик. 19.06.1995). При использовании оправки данного типа имеется недостаток. В конструкции оправки подобного типа имеется носик, в котором выполнено углубление. Однако отверстие выполнено не для того, чтобы туда затекала осевая дефектная зона металла, а для охлаждения оправки. Вследствие чего дефекты и пористости осевой зоны заготовки удалятся не будут и останутся в готовой трубе или гильзе, ухудшая качество изделия.
Технической результатом изобретения является улучшение качества внутренней поверхности получаемых гильз за счет удаления дефектов непрерывнолитой заготовки, уменьшение усилия на оправку и уменьшение разностенности.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемой оправке имеется несквозное круглое отверстие с заходным конусом. Длина и диаметр оправки определяются исходя из размеров получаемой полой трубной заготовки - гильзы. Ось этого отверстия совпадает с осью оправки. Диаметр отверстия в 4-5 раз меньше максимального наружного диаметра оправки, рассчитываемого исходя из размеров получаемой на стане гильзы. Глубина отверстия в 2,5-3 раза меньше длины оправки. Указанное соотношение глубины отверстия и длины оправки определено по результатам проведенных экспериментов и обеспечивает устойчивое затекание металла осевой зоны заготовки в отверстие. Угол заходного конуса составляет от 50 до 65 градусов, глубина заходного конуса составляет 5 мм. Указанный диапазон значений угла заходного конуса и его глубина определялись по результатам экспериментальных исследований и обеспечивают наименьшее сопротивление течению металла в углубление в оправке.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1-2 представлены фото оправки. На фиг. 1 оправка сфотографирована сбоку, на фиг.2 - оправка сфотографирована с переднего торца (того, который первым касается заготовки при прошивке). На фиг. 3 показана 3D модель оправки. На фиг. 4 представлен чертеж оправки с тремя проекционными видами, также имеется разрез. На фиг. 5-6 представлены оправки и металл, затекший в углубление оправки в процессе прошивки в стане винтовой прокатки МИСиС-130Д.
При прошивке непрерывнолитой заготовки в имеющееся в оправке отверстие затекает металл осевой зоны, содержащий дефекты и несплошности, которые, таким образом, не переходят на внутреннюю поверхность гильзы в отличие от традиционной оправки с носиком. Уменьшение усилия по сравнению с использованием сплошной оправки удается достигнуть за счет уменьшения площади контакта по торцу оправки с прошиваемым металлом. Снижение разностенности получаемых гильз и труб достигается за счет большей устойчивости оправки с углублением по сравнению со сплошной, имеющей носик. При прошивке оправкой с углублением металл течет не только по поверхности оправки, но и внутрь нее, т.е. в углубление, создавая этим направляющую и повышая устойчивость оправки и ее сопротивление продольному изгибу. Использование оправки предлагаемой конструкции не требует изменения технологии прошивки гильз и труб и оборудования прошивного стана.
Использование изобретения обеспечит снижение усилия на оправку, уменьшение разностенности и количества дефектов на внутренней поверхности получаемых гильз и труб.
Примером использования оправки предлагаемой конструкции является прошивка в двухвалковом стане поперечно-винтовой прокатки. Эксперименты проводились на двухвалковом стане винтовой прокатки МИСиС-130Д. Используемая в экспериментах оправка представлена на фиг. 4. Диаметр цилиндрического участка оправки составил 39,5 мм, а длина - 15 мм. Длина рабочей части оправки (от торца до конца цилиндрического участка) составила 74 мм, глубина отверстия - 28 мм. Прошивали цилиндрические заготовки из сплава АД31, диаметром 62 мм и длиной 180 мм. Перед прокаткой заготовки нагревали до 400°С. Угол подачи составлял 14°, угол раскатки - 0°. Край переднего торца оправки (со стороны углубления) совпадал с плоскостью пережима. Расстояние между валками в пережиме равнялось 54 мм, расстояние между направляющими линейками 60 мм. Скорость вращения валков составляла 50 об/мин.
Проведенные эксперименты показали, что процесс прошивки на оправке с углублением протекает стабильно. При этом помимо полученных гильз в виде отхода получили выдру (фиг. 5-6).
После прошивки выдра свободно извлекалась из оправки. Внутренняя поверхность полученных гильз имела гладкую ровную поверхность.
Осевое усилие металла на полую оправку, зафиксированное с помощью месдозы, установленной в упорной головке, составило около 20 кН и уменьшилось по сравнению с усилием на оправку со сферической рабочей частью примерно на 15%, то есть пропорционально изменению площади поперечного сечения.