Способ изготовления валков прокатных станов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к деформационной и термической обработке стали и может быть использовано в черной металлургии при изготовлении валков прокатных станов. Цель изобретения Изобретение относится к деформационной и термической обработке стали и может быть использовано в черной металлургии при изготовлении валков прокатных станов. Цель изобретения - улучшение качества путем повышения точности геометрических размеров валков. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг.1; улучшение качества путем повышения точности геометрических размеров валков . Способ включает одновременную деформацию заготовки роликом виброударного механизма и калибрующим роликом с суммарной степенью деформации 20-40%, причем доля виброударной обработки составляет 15-30%, а калибрующей обработки 5-10%. Деформирующий узел имеет калибрующий ролик, который смещен в направлении подачи вдоль оси заготовки относительно ролика виброударного механизма на 0,3-0,5 длины цилиндрического участка, имеет одинаковый профиль с поддерживающими роликами и составляет с ними замкнутый калибр. Ролик виброударного механизма имеет в 1,3-1,5 раза меньший диаметр или в 1,3-1,5 раза меньшую ширину, чем остальные ролики, или имеет профильный радиус 50-80 мм. В плоскости , перпендикулярной оси заготовки , калибрующий ролик расположен под углом 20-30° к вертикальной оси. 2 с,п. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. / на фиг. 3 - профиль ролика виброудар- Ника; на фиг. 4 - профиль калибрующего ролика. В предварительно нагретой до температуры аустенизации заготовке деформацию проводят одновременно виброударным деформированием и обкаткой калибрующим роликом с суммарной степенью деформации Ј 20-40%, причем виброударное деформирование проводят О5 СО ю со оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 21 D 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

fC А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4697097/02 (22) 24. 02. 89 (46) 07.03.91. Бюл. Р 9 (71) Ижевский механический институт (72) В.b. Дементьев, Н.А. Спичкин, JI В, Соболев, В.А. Николаев и А.В. Жадан (53) 621.785.79(088.8) (56) (Миринкин Л,В, Технологические возможности и область применения радиально-обяммных машин. — Кузнечноштамповочное производство, 1987, М 6, с. 21-23.

Авторское свидетельство СССР

ÈI 488870, кл. С 21 D 7/14, 1978, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАЛКОВ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к деформационной и термической обработке стали и может быть использовано в черной металлургии при изготовлении валков прокатных станов, Цель изобретения

Изобретение относится к деформационной и термической обработке стали и может быть использовано в черной металлургии при изготовлении валков прокатных станов °

Цель изобретения — улучшение качества путем повышения точности геометрических размеров валков, На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг.1;

„„SU„„1632987 А 1

2 улучшение качества путем повышения точности геометрических размеров валков. Способ включает одновременную деформацию заготовки роликом виброударного механизма и калибрующим роликом с суммарной степенью деформации 20-40%, причем доля виброударной обработки составляет 15-30%, а калибрующей обработки 5-10Х. Деформирующий узел имеет калибрующий ролик, который смещен в направлении подачи вдоль оси заготовки относительно ролика виброударного механизма на 0,3-0,5 длины цилиндрического участка, имеет одинаковый профиль с поддерживающими роликами и составляет с ними замкнутый калибр. Ролик виброударного механизма имеет в 1,3-1,5 раза меньший диаметр йли в 1,3-1,5 раза меньшую ширину, чем остальные ролики, или имеет профильный радиус 50-80 мм, В плоскости, перпендикулярной оси заготовки, калибрующий ролик расположен под углом 20-30 к вертикальной оси.

2 с,п. 3 з,п. ф-лы, 4 ил. на фиг, 3 — профиль ролика виброударника; на фиг. 4 — профиль калибрующего ролика.

В предварительно нагретой до температуры аустенизации заготовке деформацию проводят одновременно виброударньм деформировапием и обкаткой калибрующим роликом с суммарной степенью деформации Я 20-40%, причем виброударное деформирование проводят

1632987 со степенями деформации Я =15-30Х, а обкатку калибрующим роликом со степенями деформации Я =5-10_#_.

Отличием предлагаемого способа от известного является то, что деформацию наряду с виброударной обработкой проводят дополнительным калибрующим роликом с профилем, одинаковым профилю поддерживающих роликов и состав- 10 ляющим с ними замкнутый калибр, а ролик виброударного механизма имеет диаметр, в 1,3-1,5 раза меньший диаметра остальных роликов, или в 1,3-1,5 раза меньшую. ширину., или имеет профильный радиус, равный 50-80 мм, причем калиьрующий ролик сдвинут в направлении подачи вдоль оси заготовки -на

0,3-0,S ширины калибрующего участка" по отношению к ролику виьроударного 20 механизма и паддерживающе-калибрующим роликам, а в плоскости, перпендикулярной оси заготовки, он расположен под углом 20-30 к вертикальной оси. о

Все ролики в плоскости, перпенди- 25 кулярной оси заготовки, развернуты на угол

8о

Я, = arctg

30 где So — осевая подача заготовки, мм/об.;

D — диаметр обработки, мм, для снижения усилий трения скольжения на контактных поверхностях. При углах разворота, меньших и больших

1 ° резко возрастает усилие контактного скольжения, что приводит к интенсивному износу инструмента.

Ширина цилиндрического участка 40 калибрующего ролика в 1,3-1,S ра=a больше ролика виброударного механизма, но не должна быть меньше 20 и больше 50 мм, так как при меньших значениях не обеспечивается точность наружной поверхности заготовки из-за неполной проработки следов виброударного деформирования, а при ьольших— резко возрастает усилие на ролик. При осевом смещении калиьрующего ролика в направлении подачи относительно ролика виброударника менее 0,3 ширины калибрующего участка не обеспечивается захват материала заготовки его заборным конусом, а при осевом смещении .более 0,5 ширины не обеспечивается

55 перекрьпие следов обработки и возрастает перепад температур в междеформационной паузе.

У-ловое расстояние по окружности между pAJIHKoM виброударного механизма

) 1 и калибрующим роликом принято 20-30 .

При меньших угловых расстояниях не обеспечивается размещение капибрующего ролика на узел деформации, а при больших — резко возрастает перепад температур в междеформационной паузе и не обеспечивается закалочная температура при входе заготовки в спр:.йер, Устроиство содержит привод осевой подачч заготовки состоящий из двигателя l редуктора 2, ременной передачи 3 со сменными шкивами, ходового винта 4, каретки 5, привод вращения заготовки, расположенный на каретке

5 и состоящий из двигателя 6,, редуктора 7, ременной передачи 8 со сменными шкивами, шпинделя 9, редуктора 10 деформирующий узел, состоящий из механизма 11 статического поджатия ролика, виьроударного механизма 12, поддерживающе-калибрующих роликов 13 и

14, механизма 15 калиьрующего роли-, о ка, расположенного под углом 30 к вертикальной оси (фиг. 2) с роликом

16, ролик 17 виброударника, находящийся в одной плоскости с поддерживающими роликами 13 и 14, и спрейер

18.

Устройство работает следующим otiразом.

По настроечному оьразцу устанавливают радиальный вылет ролика виброударного механизма, поддерживающих роликов, радиальный и осевой выпет калиьрующего ролика так, чтоьы оьеспечить степень деформации Я =1S-301 по наружному диаметру при виброударном деаормировании и Я =5-107 при оькатке калибрующим роликом.

1<аретку 5 устанавливают в исходное положение, на шпиндель 9 устанавливают заготовку 19. После этого от двигателя 6 через, ременную передачу 8 и червячный редуктор 7 заготовке сообщается вращение, включают индуктор 10,в котором заготовка нагревается до температуры деформации. Затем от двигателя 1 через ременную передачу 3, червячный редуктор 2, ходовой винт 4 и маточную гайку каретки 5 заготовке сообщают осевую подачу.

Ролик виброударника с помощью пружин механизма 11 статического. поджатия поджимается к заготовке и ему придается вибрация от пневмовибратора : ОЭ298 I ре.

Параметры обработки следующие: температура деформя950- 20

Энергия де.ро,". ;мрова20- "0 ни я, Дж

Усилие статического поджаться при виброударном деформировак

Частота ударов ролика, Гц

Частота вращения зяl готовки., с

20

Степень деформации прн виброударной Обработке, %

Пода -ra загоòîâêè, мм/ОЬ

Диаметр ролика виброударника, мм

Диаметр калибрующего

80

120 ролика, мм

Угол разворота ро1 50 ликов

ДиямеTр зяготовкир

53 мм

Степень деф:трмацпы при стятическо, обкатывании,

Деаормиру1ощнй ролик виброударного механизма имеет прон>ильный радиус

60 мм. Заготовки., обработанные по предлагаемому способу, имеют ТОчнОсть

12. Калиб1«ующий;«слик 1b Ястроенный на размер по паст-.. печному образцу с

r."0>"ощью механизма |5, Обкатывает нар „0KHóþ повер„.ность заготсв .-и после

5 виброудаp О:: Обэп ботки. После выхода из уз«,я део«01«:-:ации заготОБкя ГОпздяет

3 спреиер 17, где закаливяется при интенсивном душевом Охлаждении. При установке следующей заготовки цикл пав\ тор"-.ется.

Пример,, ПО предлагаемому способу обрабатывают партию цилинцрических заготовок из стали 9Х в количестве

50 IT При зто"> заготовку, которая .. вращается вокруг своей оси, нагревают о в индукторе до температуры на «0-50 С выше температуры аустепизации, после этого заготовку пода.от с подачей S в зону деформации, где ее непрерывнэпоследовательно деформируют сначала роликом виброударного механизма, а. затем калибру.он1чм роликом стати: ского обкатывания, Прч выходе из =-Оны деформации заготовка закяливается в спрейе-25 наруждого диаметра, соответствующую

9 -11 квалитету, шероховатость наружной поверхности К,„ 1,25 мкм. На поверхности отсутствуют макродефекты в вице следов виброударного деформирования, т.е. повышается точность и качество наружной поверхности.

Помимо указанных ье>нимов были опробованы следующие: суммарная степень деформации принималась равной 15> 20, 40 и 45% соответственно. При суммарной степени деформации = 15%

1= (виброударнсе део«ормирование 10% и статическое обкатывание 5%, соответствен:o) не обеспечивается требуемая твердость заготовки и не устраняются следы виЬроударного деформирования— имеется волнистость поверхности на уровне 0,2-0,3 мм, точность наружного диаметра соответствует 14-15 квалитету. При степени део«ормации 20 и 40% соответс=венно обеспечиваются механические характеристики материала и точность наружного диаметра заготовки на уровне 9-11 квалитетов. Следы виброуцарног0 деформирования на наружной поверхности заготовки отсутствуют. При степени деформации 45% не обнаружено прироста уровня механических характеристик материала заготовки, точность наружного диаметра сохраняется ня уровне 9-11 квалитетов и отмечаются местные отслоения (шелушение ) металла на наружной поверхности заготовки, очевидно, из-за перенаклепя".

Опробованы так же деформирующне ролики с различным соотношением размеров. При равенстве диаметров роликов виброударного механизма и статического оЬкатывания не происходит выглаживяния наружной поверхности заготовки и устранения огранки от виброударной обраоотки. При соотношении диаметров роликов более 1,5 (диаметр ролика статического обкатывания более, чем в 1,5 раза больше диаметра ролика виброударника) точность и частота наружной поверхности остаются на уровне 9- J1 квалитета и 2,1

- 1 25 мкм соответственно, но возникают трудности конструктивного характера — не вписывается ось в ролик, усложняются механизмы настройки узла виброударного де@ормировяния и ста— тического обкатывания.

11о сравнению с известным предлагаемые спосоЬ и устройство позволяют

163298 1 повысить точность геометрических размеров и макроформы (цилиндричность) заготовок валков прокатных станов, а также качество их наружной поверх5 ности из-эа отсутствия следов виброударного деформирования, снизить трудоемкость изготовления валков за счет снижения доли механической обработки в процессе производства. 1О

Формула из о бретения

1. Способ изготовления валков прокатных станов, включающии нагрев за. готовки до температуры аустенизации, виброударную деформацию на заданную величину с продольной подачей заготовки и закачку, о т л и ч а ю щ и йс я тем что с целью улучшения ка» чества путем повышения точности гео,метрических размеров валков, виброударную деформацию проводят на величину 15-30Х, при этом одновременно осуществляют обкатку калибрующим роли-25 ком со степенью деформации 5-101.

2. Устройство для изготовления валков прокатных станов, содержащее узел нагрева, приводы вращения, систему продольной подачи, узел виброударной 30 деформации с деформирующим и поддерживающими роликами, систему охлаждения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества путем повышения точности геометрических размеров валков, узел деформации дополнительно содержит калибрующий ролик с профилем, совпадающим с профилем поддерживающих роликов, и составляет с ними замкнутый калибр, причем калибрующий ролик сдвинут в направлении подачи на (0,3-0,5) ширины его цилиндрической части по отношению к деформирующим и поддерживающим роликам и расположен под углом 20-30 к вертикальной оси в плоскости, перпендикулярной направлению подачи.

3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что деформирующий ролик выполнен диаметром в

1,3-1,5 раза меньшим диаметра калибрующего ролика. ч. Устройство по и. 2, о т. л ич а ю щ е е с я тем, что деформирую щий ролик выполнен шириной, в 1,31,5 раза меньшей ширины калибрующего ролика.

5, Устройство по п, 2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что деформирующий ролик выполнен с профильным радиусом 50-80 мм.! 6. 2937 ч f

i 632937

1632987 ъ

Р

Ц

° с

Ф Ъ

Составитель А, Кулемин

ТехРед М Дидык Корректор A. Обручар

Редактор Н. Яцола

Заказ 597 Тираж 389 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101