Способ прокатки профилей переменного сечения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< )94098I (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

/ (22) Заявлено 26.06.80 (21) 2947232/25-27 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (51) 11 Кл з В 21 Н 8(00

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.771.013 (088.8) (54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ПРОФИЛЕЙ

ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к прокатке профилей с резко изменяющимися размерами по высоте.

Известен способ прокатки в закрытом калибре, образованном валками и направляющими элементами, предотвращающими оков валкав (1).

Однако этот способ не дает возможности регулировать длину контура отставания, особенно на заготовках, имеющих участки с резким изменением размеров по высоте. На этих участках наблюдается незаполнение калибров. Кроме того, при прокатке таким способом возникает значительный износ направляющих элементов в результате постоянного контакта с нагретой заготовкой и значительного трения.

Известен также способ прокатки профилей переменного сечения, при котором заготовку перемещают и деформируют в калибре, образованном валками переменного радиуса и ограничивающими элементами, охватывающими заготовку с боковых поверхностей, и прикладывают к ней высокочастотные колебания (2).

Однако этот способ не обеспечивает прокатку профилей переменного сечения, имеющих выступы увеличенной высоты.

Целью изобретения является повышение качества профилей переменного сечения путем обеспечения лучшего заполнения их выступов увеличенной высоты.

Ь Цель достигается тем, что в способе прокатки профилей переменного сечения, при котором заготовку перемещают и деформируют в калибре, образованном валками переменного радиуса и ограничивающими элементами, охватывающими заготовку с боковых поверхностей, и прикладывают к ней высокочастотные колебания, высокочастотные колебания прикладывают одновременно с двух сторон к боковым по1S верхностям заготовки непосредственно в зоне деформации под углом к направлению ее перемещения.

На фиг. 1 изображена схема прокатки профилей переменного сечения; на фиг.

2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3— схема, поясняющая пример осуществления способа.

25 Заготовка 1 прокатывается между валками 2 переменного радиуса. К заготовке

1 в зоне деформации прикладывают одновременно с двух сторон под углом P z направлению ее перемещения высокочастот80 ные колебания через ограничивающиеэле940981 менты 3 от излучателей 4 и преобразователей 5 высокочастотных колебаний.

Осуществление этого способа основывается на использовании энергии высокочастотных колебаний, создаваемых системой генератор — преобразователь — излучетель, преобразованных в возвратно-поступательное перемещение ограничивающих элементов 3.

В течение первого полупериода колебаний ограничивающие элементы 3 совершают перемещение, направленное под острым углом к направлению прокатки. В это время происходит образование адгезионных узлов охватывания на границе ограничивающий элемент — заготовка за счет повышения давления на заготовку со стороны ограничивающих элементов 3, а также одновременный дополнительный, перенос металла заготовки в направлении прокатки за счет увеличения силы трения м ежду н им и.

Скорость V возвратно-поступательного движения ограничивающих элементов 3 раскладывается на две составляющие Vz

V . Перемещение ограничивающих элементов 3 со скоростью У„способствует образованию адгезионных узлов охватывания, а перемещение их со скоростью V ñïoñoáñòвует переносу вместе с ограничивающими элементами 3 металла заготовки 1, то есть повышению скорости течения металла в направлении прокатки, а следовательно, выравниванию поступательной скорости металла У„и окружной скорости валков V,.

При этом происходит смещение нейтрального сечения Л вЂ” Ж в положение N — N:, то есть на встречу на правлению прокатки.

Угол положения нейтрального сечения, отсчитываемый от вертикальной линии, проходящей через оси валков, увеличивается. Увеличение угла положения нейтрального сечения сопровождается уменьшением контура отставания на прокатываемой заготовке 1 вследствие выравнивания скорости течения металла и окружной скорости валков 2 в очаге деформации. В течение второго полупериода колебаний ограничивающие элементы 3 совершают обратное перемещение. В этот промежуток времени происходит разрушение адгезионных узлов охватывания за счет увеличения составляющей скорости V,. перемещения ограничивающих элементов 3 в обратном направлении. Частота возвратно-поступательных перемещений ограничивающих элементов 3 подбирается таким образом, чтобы составляющая 1 „скорости их перемещения была значительно больше скорости свободного уширения металла. Составляющая V ñêoðoñòè перемещения ограничивающих элементов 3 в течение второго полупериода изменяет свое направление на противоположное, но влияния на скорость поступательного перемещения металла заготовки не оказывает из-за разрушения адгезионных узлов охватывания на границе ограничивающий элемент — заготовка.

Пример осуществления способа.

Прокатывалась заготовка из материала ЭИ718ИД. Температура начала прокатки 1050 С, окончания прокатки 950 С; частота вращения валков 30 об/мин; направление приложенных к ограничивающим элементам высокочастотных колебаний составляло угол P = 30 с направлением перемещения заготовки; частота колебаний 20000 Гц; амплитуда колебаний

15 0,05 мм.

В результате получили периодические профили с периодом 36 мм, толщиной 3 мм, с выступами высотой 16 мм на длине 6 мм.

При частоте колебаний 20000 Гц со20 ставляющая V, скорости перемещения ограничивающих элементов значительно больше скорости свободного уширенля металла.

Зто подтверждается следующими рас25 четами.

Максимальная уширения металла ношения (фиг. 3): скорость свободного определяется из соотЛВ

1 сс.уш

V, L скорость свободного уширения металла; скорость валков; где

1 с—

В

Л вЂ”вЂ”

2 половина величины свободR — (H — h)

45 G. = are cos- (2)

Я где R — радиус валков, R = 0,165 м;

H — высота исходной заготовки, Н=0,014 м; и — высота прокатанной заготовки, h= 0002 м;

Откуда а = 22 .

Скорость валков V, определяется по формуле:

V, =- — —; — --, (3) где и — частота вращения валков прокатного стана; и = 30 об!мин.

Г = с 0 518 м с

Проекция длины захвата R,„на ось Х определяется по формуле:

L = R. з1па

60 (4) 55 L = 00619 м ного уширения металла;

40 L — проекция длины дуги захвата R, на ось Х.

Величина угла захвата а определяется по формуле

940981

Величина свободного уширения металла определяется по формуле Чекмарева: (Н-, - h) 1+(1+а) Р и где В,р — средняя ширина очага деформации, В,р — — 0,025 м;.

Π— высота исходной заготовки, /-/ = 0,014 м;

h — высота прокатанной заготовки, h = 0,002;

ЛЬ вЂ” изменение высоты исходной заготовки, ЛЬ = 0,012 м; .К, р — коэффициент ограничения, К „р — 1 — свободное уширение заготовки;

Я, — дуга захвата; л —:коэффициент, зависящий от соотношения В,р и R., а = 1 при В,р(Я,.

При лодстановке исходных данных в формулу (5) аолучим:

ЛВ = 0,0243 м.

Скорость свободного уширения металла определяется из соотношения (1):

= 0,1017 м/с

Определяется максимальная скорость обратного перемещения ограничивающих элементов. Поскольку перемещение ограничивающих элементов происходит по гармоническому закону колебаний, выраженному формулой:

Х=Ат sin Wt, (6) то и скорость колебательных перемещений также находится на основе формулы (6) по формуле:

V= — „— = W. А rr:созе. dt, CtX (7) где W — круговая частота;

Ат — максимальная амплитуда колебаний, Ат = 0,05 мм;

t — время относительной деформации.

Круговая частота колебаний определяется по формуле:

W= 2, (8) где f — частота колебаний, f = 20000 Гц.

Тогда W = 125600.

По формуле (7) получим:

V„., 6,28 м/с.

При сравнении Vxmax u Vcs.óù полу чаем, что обратная составляющая V„сгсорости перемещения ограничивающих элементов значительно (в 30 раз) больше скорости свободного уширения металла, что способствует разрушению адгезионных узлов при отходе ограничивающих элементов от заготовки и способствует созданию адгезионных узлов при воздействии на заготовку (прямом ходе ограничивающих элементов).

Применение этого способа прокатки позволило улучшить качество прокатываемых изделий и получить профили периодического сечения с большими перепадами высот.

Формула изобретения

Способ прокатки профилей переменного сечения, при котором заготовку перемещают и деформируют в калибре, образованном валками переменного радиуса и ограничивающими элементами, охватывающими заготовку с боковых поверхностей, и зо прикладывают к ней высокочастотные колебания, отличающийся тем, что, с целью повышения качества профилей переменного сечения путем обеспечения лучшего за полнения их выступов увеличенной

35 высоты, высокочастотные колебания прикладывают одновременно с двух сторон к боковым поверхностям заготовки непосредственно в зоне деформации под углом к направлению ее перемещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 595045, кл. В 21 Н 8 00, 15.03.74.

45 2. Авторское свидетельство СССР № 493282, кл. В 21 Н 1/00, 02.12.72 (прототип). -940 981

Составитель В. Мальцев

Техред Н. Герасименко

Корректор С. Файн Редактор Н. Багнрова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 728/627 Изд. № 199 Тираж 702 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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