ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.07.2024
Просмотров: 132
Скачиваний: 0
цнй приводит к ухудшению теплопередачи от заготовки к массивным узлам стана, что приводит к повышению рабо чей температуры инструмента и снижению его стойкости.
Оптимальными являются секции с поперечным сечением порядка 40X40 мм.
Показанные на рис. 3 фрагменты инструмента, за ис ключением участка выхода [64], не всегда обязательны. Заходная часть инструмента изготавливается при про катке со степенью обжатия более 1,3; при прокатке с меньшей степенью обжатия для уменьшения общей дли ны инструмента и задержки преждевременного выкрошивания его острых кромок заходную часть не делают, а начальные участки клиньев притупляют. Калибрующий мостик изготавливается в случае, когда длина прокаты ваемой части превышает 1—1,5 ее диаметра.
Угол заострения клина в зависимости от технологиче ских требований часто приходится делать переменным по длине. При прокатке ступеней на заготовке с незначи тельными обжатиями он больше, при прокатке с больши ми обжатиями меньше [65]. Если требуется полностью прокатывать заготовку, не обрезая торцовые отходы, следует учитывать, что при выходе очага деформации на торец заготовки максимально достигаемая степень обжа тия по условию устойчивого протекания процесса без проскальзывания резко уменьшается. Поэтому угол за острения у окончания клина необходимо делать в 1,5—2 раза меньше исходного.
Угол наклона боковой грани, если он больше 30°, так же приходится делать переменным^ (рис. 36, а). Такая конфигурация инструмента, как показывает производст венный опыт, улучшает чистоту поверхности изделия. Острые кромки на инструменте нежелательны — они уменьшают стойкость инструмента. Если позволяет кон струкция изделия, радиусы закругления необходимо де
лать более 1 мм или изготавливать на детали технологи ческие утонения.
Как известно, наружными поверхностями клиньев вследствие удлинения заготовки в процессе прокатки нельзя получать поверхности, строго перпендикулярные ее продольной оси. Этот недостаток устраняется, если одновременно^ прокаткой указанных поверхностей мето дом «обратной» прокатки получать на торцовых участках некоторые фрагменты изделия, например фаски. Созда-
112
ваемое при этом усилие противодавления будет способ ствовать более равномерному заполнению калибра.
«Обратная» прокатка из-за колебания размеров заго товки и температуры нагрева может приводить к перепол нению калибра и в итоге к искажению размеров, вскры тию полости и проскальзыванию. Имеются два пути лик видации данного дефекта:
Рис. 36. Поперечное сечение клипового инструмента (а) и схе ма образования лысок в процессе клиновой прокатки (б)
1)конструировать профиль инструмента таким обра зом, чтобы избыток металла шел на увеличение диамет ра в определенном месте заготовки, и в дальнейшем меха нической обработкой доводить данный диаметр до номи нального размера;
2)предварительно «прямой» прокаткой прокатывать
заготовку с незначительными обжатиями с тем, чтобы свести указанные выше колебания параметров к миниму му и далее при продолжении рабочего хода произвести «обратную» прокатку [66].
Существуют некоторые особенности и при конструи-' ровании отрезных клиньев. Во-первых, так как они быст ро изнашиваются, их изготавливают в виде отдельных секций. По этой же причине угол наклона боковой грани у вершины притупляют, делая фаску под углом 15°. Наи более часто применяется соотношение углов а = 70°, У к л = 5°. Закрытую высоту практически нельзя настроить так, чтобы в процессе прокатки инструменты соприкаса лись,— сказывается колебание распорного усилия. По этому клинья изготавливают с различными углами подъ ема уклі—укл2=1—2°: Отрезная грань одного из клиньев в конечный момент прокатки пересекает продольную ось
8. Зак. 323 113
заготовки, чем гарантируется окончательное отделение отходов.
Имеются схемы прокатки [67], когда отрезные клинья устанавливаются на одном приводном элементе, а дру гой элемент выполнен гладким. Если требуется разделить заготовку на две и получить перпендикулярные торцы, следует воспользоваться рекомендацией [68].
Позади отрезных клиньев часто размещают калиб рующие плоскости для правки детали или элементы для накатки мелких профилей, в том числе и резьб. Осущест влять правку ступеней детали с различными диаметрами рекомендуется последовательно. Если эту операцию про изводить одновременно, возможно искривление продоль ной оси из-за отличия радиусов качения в различных ступенях.
Клиновой прокаткой можно получать на отдельных, ограниченных участках детали сложные криволинейные поверхности или в частном случае плоскости. На рис. 36, б показана схема образования двух плоских лысок в монтажном конце зуба легкой бороны. В процессе прокатки двумя клиновыми инструментами с диаметра -Озаг на диаметр d заготовка дополнительно деформирует ся кулачками, профиль которых выполняется таким об разом, что в результате сложного движения заготовки
(вращения вокруг оси и поступательного движения) на ней образуются плоские лыски.
Точность изготовления деталей клиновой прокаткой, кроме колебания температуры нагрева, зависит и от теплового состояния оборудования для прокатки, отдель ные узлы которого нагреваются до 80 °С; инструмент в процессе работы нагревается до 200 °С. Поэтому обычно до момента, когда тепловое состояние стана стабилизиру ется (1—2 час от начала работы), производят несколько промежуточных регулировок. Этого можно избежать, если предварительно подогревать инструмент, а в процес се прокатки охлаждать, что не только повысит точность изделий, но и стойкость инструмента.
В качестве материала для клинового инструмента наиболее часто используются штамповые стали типа '5ХНВ, 5ХГМ, ЗХ2В8. По литературным сведениям [69, 70], твердость, на которую закаливается инструмент, изменя ется от HRC 35 до HRC 62. Имелись попытки осуществить поверхностную закалку инструмента, но, как выяснилось,
114
дополнительные термообработки, связанные с ремонтом инструмента, в этом случае приводят к появлению тре щин. Поэтому, как правило, используется объемная за калка, а ремонт инструмента (его переточка или перешлифовка) проводят без термообработок.
В ГДР, ЧССР и Англии (где производятся станы по лицензии ЧССР) для изготовления клинового инструмен та также применяют хромистые штамповые стали. Отли чие заключается в использовании азотирования для по верхностного упрочнения инструмента. Перед ремонтом упрочнение снимается специальной химико-термической обработкой [71].
Стойкость инструмента во всех приведенных случаях приблизительно одна и та же — 3000—5000 деталей до ремонта. Более высокая стойкость инструмента получена на вольфрамовых сталях Р18, Р12, Р6М5 или их замени телях ДИ-22, ДИ-23. Эксплуатация подобного инструмен та показала стойкость до первого ремонта в среднем не менее 100 000 деталей, точность которых при этом под держивалась ±0,1 мм по диаметру. При более низких требованиях к изделию стойкость до первого ремонта по вышается до 300 000 деталей. Инструмент допускает, как правило, пять ремонтов, после чего появляются глубокие трещины, и дальнейшая эксплуатация его становится невозможной. Термообработка инструмента из вольфра мовых сталей заключается в объемной закалке до твердо сти HRC 55—60. Более высокая твердость приводит к выкрошиванию инструмента, более низкая — к его пласти ческой деформации.
Боковая рабочая поверхность инструмента изготавли вается с чистотой поверхности не ниже 3-го класса, а ка либрующие поверхности — 7.—8-го классов. Повышение чистоты поверхности нецелесообразно, так как при горя чей прокатке это не приводит к улучшению поверхности изделия.
8*
Глава VI
ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ КЛИНОВОЙ ПРОКАТКИ
І. Оборудование для поперечно-клиновой прокатки
Четырем схемам поперечно-клиновой прокатки соот ветствуют четыре основные конструктивные схемы обо рудования для осуществления процесса:
1) станы поперечно-винтовой прокатки клиновыми калибрами;
2) станы поперечной прокатки клиньями в валках;
3)станы поперечной прокатки клиньями по системе валок — сегмент;
4)станы поперечной прокатки плоскими клиньями.
Впервые процесс клиновой прокатки был внедрен на Горьковском автомобильном заводе, где в 1946 г. был построен стан Д-500 для поперечно-винтовой прокатки кузнечных заготовок в клиновых калибрах (рис. 37) [5]. Привод стана осуществляется через клиноременную передачу 1 и редуктор 2. Стан опирается па цельнолитую стальную станину 3, имеющую в плане Т-образную фор му. Рабочая клеть стана состоит из двух стальных стоек 6 с кронштейнами для подшипников.
Положение валков в клети “Может регулироваться путем поворота их в горизонтальной и вертикальной пло скостях, изменения расстояния между валками и переме щения их вдоль собственных осей для центрирования ручьев валков.
Передача вращения рабочим валкам от редуктора производится с помощью универсальных шпинделей 4, оба конца которых имеют шарнирное сочленение с вала ми редуктора и прокатными валками.
Подача нагретых заготовок в заходную часть валков осуществляется автоматически по шаблону с помощью специального приспособления 5.
Направляющие линейки, применяемые для удержа ния заготовки в зоне прокатки, устанавливаются в необ ходимое по высоте положение с помощью винтов.
Нагретая заготовка, двигаясь в осевом направлении, захватывается валками и начинает вращаться. Так как оси валков расположены под углом к оси заготовки, то последняя, кроме вращательного, получает еще и посту пательное движение относительно валков. При своем винтовом движении заготовка встречается с деформиру-
117
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а б |
|
|
Двухвалковый стан с винтовыми калибрами для прокатки |
|||
Параметры стана |
|
шаров |
и заготовок |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Д-500 |
25-50 |
40-80 |
80-125 |
Диаметр валков, мм |
500 |
190—300 |
270—460 |
520-690 |
|
Размеры заготовки, |
|
|
|
|
|
мм: |
|
' 45 |
24—50 |
40—80 |
80— 120 |
диаметр |
|
||||
длина |
|
640 |
3000—5000 |
2000—5000 |
ЗЮОО—6000 |
Диаметр прока |
|
|
|
|
|
тываемого изделия, |
45 |
24—50 |
40—80 |
80—125 |
|
мм |
|
||||
Скорость вращения |
22 |
|
|
|
|
валков, об/мин |
75, 135, 180 |
80— 160 |
40—85 |
||
Мощность главногр |
|
|
|
|
|
привода, кет |
50 |
160 |
550 |
885 |
|
Производитель |
22 |
|
|
|
|
ность, шт/мин |
180—75 |
385—80 |
170—50 |
||
Габариты стана, мм: |
2600 |
|
|
|
|
длина |
|
— |
— |
— |
|
ширина |
|
2400 |
|||
высота |
т |
2100 |
— |
— |
— |
Вес стана, |
5,0 |
27 |
42 |
104 |
|
ющими |
клиньями и под |
их воздействием |
постепенно |
изменяет свою форму до требуемой.
По этому же принципу устроены станы для прокатки мельничных шаров и заготовок шаров подшипников, раз работанные ВНИИМЕТМАШ [72—75]. Техническая характеристика шаропрокатных станов и стана прокатки кузнечных заготовок представлена в табл. 6.
Прокатные клети станов снабжены механизмами, позволяющими устанавливать требуемый угол наклона осей валков, сближать и разводить валки, а также регу лировать их положение в осевом направлении.
Скорость вращения валков шаропрокатных станов регулируется. На стане 25-50 изменение скорости враще ния осуществляется ступенчато посредством переключе ния зубчатых муфт, расположенных между редуктором и шестеренной клетью. На всех других станах установлены в качестве привода двигатели постоянного тока, позволя ющие плавно регулировать скорость вращения валков.
Нагрев прутков при производстве заготовок шаров подшипников проводится в проходных индукционных
118
печах, а при производстве мельничных шаров — в пла менных проходных печах или в печах с шагающим подом.
Приемный желоб станов расположен между шарнир ными шпинделями. Мельничные шары при выходе из валков по желобу скатываются в охладительное устрой ство, представляющее собой барабан с отсеками, распо ложенными на внутренней поверхности обечайки. Бара бан частично погружен в бассейн с циркулирующей
Рис. 38. Стан поперечно-клиновой прокатки UL-35 (ЧССР)
водой. Горячие прокатанные шары скатываются в отсеки барабанов и при его вращении закаливаются, а затем сбрасываются на наклонную решетку.
Заготовки шаров подшипников по выходе из валков транспортируются от стана в бункеры и равномерно охлаждаются на воздухе. Описанные шаропрокатные станы уже длительное время успешно эксплуатируются на многих машиностроительных и металлургических за водах как у нас в стране, так и за рубежом.
Станы, работающие по второй схеме и предназначен ные для поперечно-клиновой прокатки валковым инстру ментом, впервые были разработаны в начале шестиде сятых годов в ЧССР, а затем и в других странах [76— 78], Кинематическая схема стана поперечно-клиновой прокатки конструкции ЧССР с индукционным нагревате лем и бункером для прутковых заготовок -представлена на рис. 38. Стан работает следующим образом. Заготов ка 1 из бункера 2 закатывается на роликовый транспор
119
тер 3 и с его помощью поступает в индукционный нагре ватель 4. Одновременно включаются механизмы 5 я 6, которые через определенные промежутки времени подают нагретую заготовку в зону прокатывающих валков до упора 7. После того как заготовка достигает упора, с по мощью муфты сцепления 8 приводятся во вращение вал ки. За один оборот валков прокатывается одно или два изделия, которые затем отрезаются от заготовки специ альными отрезными ножами, установленными на валках. После каждого оборота валки останавливаются для по дачи заготовки до упора. Затем цикл повторяется в описанной последовательности. Прокатанные изделия падают в ящик или на транспортер. Техническая харак теристика описанного стана UL-35 приведена ниже.
Параметры стана |
Стан UL-35 |
Схема стана |
Валковая с вертикальным |
Диаметр валков, мм |
расположением валков |
600 |
|
Размеры исходной заготовки, мм: |
14—40 |
диаметр |
|
длина |
2500-4000 |
Размеры прокатанной детали, мм: |
40 |
наибольший диаметр |
|
наибольшая длина. |
320 |
Производительность стана, детjмин |
10, 11, 13, 15 |
Мощность электродвигателя, кет |
55 |
Загрузка заготовок |
Автоматическая |
Точность размеров прокатанной заго |
|
товки, мм: |
± 0 ,2 —0,3 |
по диаметру |
|
по длине |
± 0 ,3 - 1 ,0 |
Габариты стана (вместе с индукцион- |
t |
ным нагревателем и бункером для |
|
прутков), мм: |
6500 |
длина |
|
ширина |
1500 |
высота |
3250 |
Вес, кг: |
|
стана |
9400 |
индукционного нагревателя |
7235 |
бункера |
400 |
В нашей стране в последние годы разработано и создано несколько конструкций валковых станов для поперечно-клиновой прокатки. Стан с клиновыми валка ми разработан и создан ВНИИМЕТМАШ и предназначен для прокатки шеек валов электродвигателей диаметром
20—40 мм, длиной до 400 мм.
120