Axial force in helical rolling
Keywords:
helical rolling, axial force, strain measurement, combined processAbstract
The article shows that a key factor for the practical realization of the idea of the combined process “helical rolling-pressing” is the axial force during the helical rolling, which should provide continuous compression in the matrix behind the rolls. To measure the maximum axial force, which is in fact a reserve of friction forces, a special strain gauge was designed. The work was carried out at a three rolls mill with helical rolling “10–30” for hot rolling of steel bars with a diameter of 16–25 mm at reduction of 6 % in diameter and the temperature of 1000 °C. Results are presented based on 24 experiments.
The research shows that the main danger in helical rolling and extrusion is not an effort lack, but rather the possibility of bending the work piece between rollers and the matrix. The possibility of raising efforts by means of using rolls with a notch at maximum compression is substantiated. The results are compared with the research of the firmware of similar profiles at three rolls mills. The article shows the prospects of optimizing the process of continuous firmware blanks into the sleeve by the use of research results, especially when the information about reserve forces (friction forces) of the helical rolling is concerned.
References
Валиев, Р.З. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура и свойства: моногр. / Р.З. Валиев, И.В. Александров. – М.: Академкнига, 2007. – 398 с.
Ashkeev, Zh.A. Billet deformation in uniformchannel stepped die / Zh.A. Ashkeev, A.B. Naizabekov, S.N. Lezhnev, A.R. Toleuova // Steel in Translation. – 2005. – 35 (2). – P. 37–39.
Lezhnev, S.N. Theoretical studies of the joint "exstrusion-rolling" process aimed at making subultra fine-grained structure metal / S.N. Lezhnev, A.B. Naizabekov, Ye. A. Panin // Proceedings paper of the 20th International Conference on Metallurgy and Materials (METAL). – Brno, Czech Republic, 2011. – P. 272–277.
Panin, E.A. Simulation of the joint ‘rollingpressing’ process using equal-channel step die / E.A. Panin, A.B. Naizabekov, S.N. Lezhnev // 17-th International Conference on metallurgy and materials METAL-2008, Ostrava, Czech Republic. 2008. Hradec nad Moravici.
Пат. Республики Казахстан № 25863. МПК B21J 5/00. Устройство для непрерывного прессования металла / А.Б. Найзабеков, С.Н. Лежнев, Е.А. Панин. Заявитель и патентообладатель РГП КГИУ. – № 2011/0762.1, заявл. 02.07.2011; опубл. 15.02.2013. Бюл. изобр., 2013, № 7.
Lezhnev, S. Research of combined process rolling-pressing influence on the microstructure and mechanical properties of aluminium / S. Lezhnev, E. Panin, I. Volokitina // Advanced Materials Research. –2013. – Vol. 814. – P. 68–75.
Галкин, С.П. Траекторно-скоростные особенности радиально-сдвиговой и винтовой прокатки / С.П. Галкин // Современные проблемы металлургии. – 2008. – Т. 11. – С. 26–33.
Naizabekov, A. Combined process of helical rolling with equal-channel angular pressing / A. Naizabekov, S. Lezhnev, A. Arbuz // Proceedings paper of the 22nd International Conference on Metallurgy and Materials (METAL). – Brno, Czech Republic, 2013. – P. 422–426.
Тетерин, П.К. Теория поперечной и винтовой прокатки / П.К. Тетерин. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1983. – 270 с.
Ковалев, Д.А. Исследование и разработка технологии процесса поперечно-винтовой прокатки для повышения пластичности заэвтектических силуминовых сплавов: дис. … канд. тех. наук / Д.А. Ковалев – М., 2011. – 140 с.
Пат. № 2009737 Российская Федерация, МПК5 В21В19/02. Трехвалковый стан винтовой прокатки и технологический инструмент стана винтовой прокатки / Б.А. Романцев, В. К. Михайлов, С.П. Галкин, М.Г. Дегтярев, Б.В. Карпов, А.П. Чистова. – № 5031365/27; заявл. 13.01.1992; опубл. 30.03.1994.
Пат. № 2293619 Российская Федерация, МПК В21В 19/00. Способ винтовой прокатки / С.П. Галкин; заявитель и патентообладатель НИТУ МИСиС. – № 2006110612/02; заявл. 04.04.2006; опубл. 20.02.2007, Бюл. изобр., 2007, № 5. с. 46.
Макаров, Р.А. Тензометрия в машиностроении / Р.А. Макаров, Л.Б. Ренский. – М.: Машиностроение, 1975. – 288 с.
