RU2554238C2

RU2554238C2 - Piercer mandrel

Info

Publication number: RU2554238C2
Application number: RU2013141896/02A
Authority: RU
Inventors: Борис Алексеевич Романцев; Михаил Михайлович Скрипаленко; Михаил Николаевич Скрипаленко
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-06-27
Also published as: RU2013141896A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metal forming, particularly, to piercer mandrel. Mandrel length equals that of pierced blank. Mandrel features variable cross-section with two through bores. First bore has rotational axis aligned with that of the mandrel. Bore diameter varies over its length equal to cylindrical part diameter counting from the mandrel front part makes 2/3 of the mandrel maximum OD to increase by 2 mm and to stay invariable at the mandrel remained length. Second bore rotational axis crosses that of the mandrel. Bore diameter equals 5 mm and does not vary over the entire length. Second bore rotational axis belongs in the plane perpendicular thereto and is located some 4/5 of mandrel length from mandrel front end.

EFFECT: decreased load to the mandrel and difference between article wall depth, ruled out defects of continuously cast billets.

2 dwg

Description

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.The invention relates to the field of metal forming, in particular to the mandrel of a piercing mill, and can be used for flashing blanks, including continuously cast, on helical rolling mills.

Известна конструкция оправки прошивного стана поперечно-винтовой прокатки (RU 2378063 С1). При использовании оправки подобного типа имеется недостаток, заключающийся в том, что 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.A known design of the mandrel piercing mill cross-helical rolling (RU 2378063 C1). When using a mandrel of this type, there is a disadvantage in that when flashing a continuously cast billet, the shaping scheme will be such that the defects and porosities of the axial zone of the billet are not removed and remain in the finished pipe or sleeve, concentrating mainly on the inner surface.

Технической задачей изобретения является улучшение качества внутренней поверхности получаемых гильз за счет удаления дефектов непрерывнолитой заготовки, уменьшение усилия на оправку и уменьшение разностенности.An object of the invention is to improve the quality of the inner surface of the obtained sleeves by removing defects of the continuously cast billet, reducing the mandrel force and reducing the difference.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемой оправке вдоль оси вращения выполнено сквозное отверстие 1 переменного диаметра, составляющего 2/3 максимального наружного диаметра оправки на длине оправки от ее переднего торца, равной диаметру цилиндрического участка оправки, и на 2 мм большего на остальной части длины оправки (фиг. 1). При этом на расстоянии 4/5 длины оправки от ее переднего торца в оправке выполнено второе сквозное отверстие диаметром 5 мм, ось которого пересекает под прямым углом ось вращения оправки.The technical result is achieved by the fact that in the proposed mandrel along the axis of rotation there is a through hole 1 of variable diameter, comprising 2/3 of the maximum outer diameter of the mandrel along the length of the mandrel from its front end, equal to the diameter of the cylindrical portion of the mandrel, and 2 mm larger on the rest of the length mandrels (Fig. 1). At the same time, at a distance of 4/5 of the length of the mandrel from its front end in the mandrel, a second through hole with a diameter of 5 mm is made, the axis of which intersects the axis of rotation of the mandrel at right angles.

При прошивке непрерывнолитой заготовки в это отверстие затекает металл осевой зоны, содержащий дефекты и несплошности, которые, таким образом, не переходят на внутреннюю поверхность гильзы. При этом металл, затекающий в отверстие оправки, уплотняется, прорабатывается за счет деформации, приобретая форму цилиндра. В итоге получается: гильза - полая трубная заготовка, выдра в виде прутка, который можно использоватьWhen flashing a continuously cast billet, the metal of the axial zone flows into this hole, containing defects and discontinuities, which, therefore, do not pass to the inner surface of the sleeve. In this case, the metal flowing into the mandrel hole is compacted, worked through due to deformation, acquiring the shape of a cylinder. The result is: a sleeve - a hollow pipe billet, an otter in the form of a bar that can be used

, в том числе при последующих процессах обработки давлением. 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 полой оправки по сравнению со сплошной. При прошивке полой оправкой металл течет не только по поверхности оправки, но и внутрь нее, создавая этим направляющую и повышая устойчивость оправки и ее сопротивление продольному изгибу. В оправке на расстоянии 4/5 длины оправки от ее переднего торца сделано второе отверстие 2 - сквозное - диаметром 5 мм (фиг. 1). Ось второго отверстия пересекает под прямым углом ось вращения оправки. Отверстие предназначено для того, чтобы воздух при затекании металла внутрь оправки не сжимался, препятствуя течению металла, и выходил через это отверстие., including in subsequent pressure treatment processes. A reduction in force compared with the use of a solid mandrel can be achieved by reducing the contact area along the end of the mandrel with the metal to be pierced. Reducing the difference in the resulting sleeves and pipes is achieved due to the greater stability of the hollow mandrel compared with a solid. When flashing with a hollow mandrel, metal flows not only along the surface of the mandrel, but also inside it, thereby creating a guide and increasing the stability of the mandrel and its resistance to longitudinal bending. In the mandrel at a distance of 4/5 of the length of the mandrel from its front end made a second hole 2 - through - with a diameter of 5 mm (Fig. 1). The axis of the second hole intersects at a right angle the axis of rotation of the mandrel. The hole is designed so that the air does not compress when the metal flows inside the mandrel, obstructing the flow of metal, and exits through this hole.

Использование оправки предлагаемой конструкции не требует изменения технологии прошивки гильз и труб и оборудования прошивного стана.The use of the mandrel of the proposed design does not require a change in the technology for flashing shells and pipes and the equipment of the piercing mill.

Использование изобретения обеспечит снижение усилия на оправку, уменьшение разностенности и количества дефектов на внутренней поверхности получаемых гильз и труб.The use of the invention will provide a reduction in the force on the mandrel, reducing the difference and the number of defects on the inner surface of the resulting sleeves and pipes.

Примером использования оправки предлагаемой конструкции является прошивка в двухвалковом стане поперечно-винтовой прокатки. Эксперименты проводились на двухвалковом стане винтовой прокатки МИСиС-130Д. Оправка имела наружный диаметр 32 мм, длину 270 мм, диаметр отверстия 19 мм (фиг. 2, а). Прошиваемые заготовки из стали марки Ст 3 имели диаметр 60 мм, длину 150 мм и температуру 1160°C.An example of the use of the mandrel of the proposed design is the firmware in a two-roll mill of cross-helical rolling. The experiments were conducted on a twin-roll mill rolling MISiS-130D. The mandrel had an outer diameter of 32 mm, a length of 270 mm, a hole diameter of 19 mm (Fig. 2, a). Stitched blanks made of steel grade 3 had a diameter of 60 mm, a length of 150 mm and a temperature of 1160 ° C.

Расстояние между валками в пережиме 52 мм, расстояние между направляющими линейками 60,5 мм, угол подачи рабочих валков 14°. Оправка, а также полученные в результате эксперимента гильзы и выдры представлены на фиг. 2 (а, б, в).The distance between the rollers in the pinch is 52 mm, the distance between the guide bars is 60.5 mm, the feed angle of the work rolls is 14 °. The mandrel, as well as the resulting sleeves and otters, are shown in FIG. 2 (a, b, c).

Проведенные эксперименты показали, что процесс прошивки на полой оправке протекает стабильно. При этом помимо получаемой гильзы (фиг. 2б, г) в виде отхода получили выдру (фиг. 2б, в), диаметр которой был равен диаметру осевого отверстия d₀ полой оправки.The experiments showed that the firmware process on a hollow mandrel proceeds stably. Moreover, in addition to the obtained sleeve (Fig. 2b, d), an otter (Fig. 2b, c) was received in the form of waste, the diameter of which was equal to the diameter of the axial hole d _{0 of the} hollow mandrel.

Глубина затекания или длина выдры составляла 1,5…3,0 d₀. После прошивки выдра свободно извлекалась из оправки. Внутренняя поверхность полученных гильз имела гладкую ровную поверхность.The depth of flowing or the length of the otter was 1.5 ... 3.0 d ₀ . After flashing, the otter was freely removed from the mandrel. The inner surface of the obtained shells had a smooth, even surface.

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 пропорционально изменению площади поперечного сечения.The axial force of the metal on the hollow mandrel, fixed by means of a mesodose mounted in the thrust head, was about 20 kN and decreased in comparison with the force on the mandrel with a spherical working part approximately in proportion to the change in the cross-sectional area.

Claims

A mandrel of a piercing mill having a variable profile with a cylindrical section, characterized in that the length of the mandrel is equal to the length of the stitched blank, a through hole of variable diameter is made along the axis of rotation of the mandrel, comprising 2/3 of the maximum outer diameter of the mandrel on the length of the mandrel from its front end, equal to the diameter a cylindrical section, and 2 mm larger on the rest of the length of the mandrel, while at a distance of 4/5 of the length of the mandrel from its front end in the mandrel a second through hole with a diameter of 5 m Whose axis intersects at right angles to the axis of rotation of the mandrel.