Способ винтовой прокатки полых заготовок с дном
Владельцы патента RU 2596519:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)
Изобретение относится к области прокатки из заготовок сплошного сечения деталей с дном. Способ включает следующие операции: отделение мерных штучных заготовок, зацентровку их по торцу, нагрев, подачу во вводной желоб стана винтовой прокатки, перемещение по желобу заталкивателем до касания передним торцом заготовки рабочих валков, захват заготовки валками и прокатку на оправке, формирующей полуфабрикат с каморой, калибрование дна и стенки полуфабриката с последующим охлаждением. Повышение стабильности работы линии в автоматическом режиме и исключение вспомогательных операций и оборудования для выдачи заготовок из прошивного стана обеспечивается за счет того, что заталкиватель заготовок в рабочие валки после начала процесса прошивки продолжают перемещать по оси прокатки в контакте с задним торцем заготовки с регламентированной скоростью до выталкивания заготовки на выходную сторону стана после отвода оправки из очага деформации. 1 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к прокатке заготовок сплошного сечения валками, расположенными с наружной поверхности изделия и с осями, не перпендикулярными его оси, совмещенной с прошивкой глухого отверстия посредством центральной оправки.
Известен способ изготовления из прутка изделий с дном, реализованный на поточной линии для получения полых изделий и включающий операции резки штанг на заготовки мерной длины, нагрева заготовок, зацентровки заготовок в горячем состоянии, прошивки в гильзу-стакан, калибрования донной части прошитой заготовки, протяжки через обоймы на оправке (Авторское свидетельство №790437. Поточная линия для получения полых изделий. - М.: 1979).
Недостатком такого способа получения является невозможность полной автоматизации всех операций.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип является способ изготовления полых заготовок деталей с дном (Б.А. Романцев, И.Н. Потапов, А.В. Гончарук, В.А. Попов Изготовление полых профилированных заготовок. - М.: НПО «Информ ТЭИ». - 1992. - 198-219 с.), реализованный на автоматизированной линии винтовой прокатки. Данный способ включает в себя следующие операции: отделение мерных штучных заготовок, зацентровку их по торцу, нагрев, подача в вводной желоб стана винтовой прокатки, перемещение по желобу заталкивателем до касания передним торцом заготовки рабочих валков, захват заготовки валками и прокатку на оправке, формирующей полуфабрикат с каморой, калибрование дна и стенки полуфабриката с последующим охлаждением.
Недостатком данного технического решения является то, что после окончания процесса прошивки и выхода заготовки из валков она остается на подушке нижнего валка и не попадает на выходную сторону.
Техническим результат, достигаемый изобретением, состоит в устранении вышеописанного недостатка.
Требуемый технический результат достигается тем, что заталкиватель заготовок в рабочие валки после начала процесса прошивки продолжает осевое движение, контактируя с задним торцем заготовки и после отвода оправки из очага деформации выталкивает заготовку на выходную сторону.
Постоянный контакт заталкивателя с задним торцем заготовки обеспечивает стабильность протекания процесса прошивки, нивелирует проскальзывание заготовки относительно валков, тем самым обеспечивая равномерное перемещение металла в очаге деформации, что способствует повышению точности и качества наружной поверхности прокатанной заготовки.
После завершения процесса прошивки заталкиватель продолжает осевое движение, сопровождая заготовку до полного освобождения очага деформации и выдачи прошитой гильзы с дном на выходную сторону.
Способ поясняется чертежом, который не охватывает и, тем более не ограничивает весь объем притязаний данного технического решения, а является лишь пояснительным иллюстрирующим материалом:
На фиг. 1 изображена схема выдачи заготовок после прошивки.
Предложенный способ винтовой прокатки полых заготовок включает последовательно технологические операции:
- резка прутка на заготовки;
- механическая зацентровка;
- нагрев заготовки;
- подача заготовки в вводной желоб прошивного стана и задача заталкивателем заготовки в рабочие валки;
- прошивка заготовки в трехвалковом стане винтовой прокатки и выдача ее заталкивателем на выходную сторону;
- калибрование донной части и стенки полученного полуфабриката;
- контролируемое охлаждение.
Описанный технический результат реализуется следующим образом (фиг. 1).
Отрезанная от исходного прутка и зацентрованная заготовка после нагрева попадает в приемный желоб 1 прошивного стана, после чего по сигналу от датчика 2 наличия заготовки в желобе начинается осевое перемещение заталкивателя 3 и заготовка подается в рабочие валки 4 прошивного стана винтовой прокатки. При этом заталкиватель продолжает осевое перемещение по очагу деформации со скоростью, равной осевой скорости прошивки, контактируя с задним торцем заготовки 5. После отвода оправки 6 из очага деформации заталкиватель 3 выталкивает прошитую заготовку-стакан на наклонный желоб 7 выходной стороны, останавливается по сигналу от концевого датчика 8 и возвращается в исходное положение.
Пример осуществления способа.
В качестве исходной заготовки для получения полых заготовок деталей с дном использовался горячекатаный пруток повышенной точности диаметром 31 мм из стали 50 (по ГОСТ 2590-2006). Порезанные ленточной пилой и зацентрованные по торцу штучные заготовки длиной 85 мм нагревали в индукционном нагревателе до температуры 1160°C, после чего передавали в камерную печь электросопротивления для выравнивания температуры заготовок по сечению и длине. После этого нагретые заготовки прошивали на трехвалковом стане винтовой прокатки с углом подачи рабочих валков 12°. Диаметр рабочих валков 150 мм.
Для прошивки использовалась оправка с конической формой рабочей части диаметром 21 мм. Материал оправки и оправочного стержня - сталь 4Х5МФС.
Осевая скорость прошивки составляла 0,083 м/с, машинное время прошивки - 4…4,5 с. Скорость осевого перемещения заталкивателя при этом выбрана выше осевой скорости прошивки в пределах 10%, благодаря чему осуществлялся кинематический подпор заднего торца заготовки.
Заталкиватель непрерывно контактировал с задним торцем заготовки на протяжении всего цикла прошивки, а после отвода оправки из очага деформации заготовка под действием заталкивателя выдавалась на выходную сторону прошивного стана.
Благодаря быстрому отводу прошивной оправки из очага деформации на выходе получали полую гильзу с дном необходимой толщины. Полученные гильзы имели следующие геометрические размеры: наружный диаметр 33,2…33,5 мм, длина 125…130 мм, толщина дна 10…12 мм, поперечная разностенность полученных гильз не превышает 0,5 мм.
Процесс прошивки протекал стабильно, нарушений в процессе выдачи заготовки из очага деформации не наблюдалось. Во время работы в автоматическом режиме сбоев работы системы оборудования не зафиксировано.
Использование в качестве выдающего устройства заталкивателя заготовок обеспечивает стабильность работы линии в автоматическом режиме и исключает вспомогательные операции и оборудование для выдачи заготовок из прошивного стана.
Способ винтовой прокатки полых деталей с дном, включающий отделение мерных штучных заготовок, зацентровку их по торцу, нагрев, подачу во вводной желоб стана винтовой прокатки, перемещение по желобу заталкивателем до касания передним торцом заготовки рабочих валков, захват заготовки валками, прокатку на оправке, формирующей в полуфабрикате камору, калибрование дна и стенки полуфабриката с последующим охлаждением, отличающийся тем, что после захвата заготовки валками заталкиватель перемещают по оси прокатки через очаг деформации со скоростью, на 10% превышающей осевую скорость прокатки, в контакте с задним торцем заготовки до окончания процесса прокатки и выталкивания прошитой заготовки на выходную сторону стана после отвода оправки из очага деформации.
