СТАН ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности, к конструкциям станов, используемых для раскатки осесимметричных деталей типа колес, дисков, и может быть использовано при изготовлении деталей из малопластичных, труднодеформируемых материалов, например, из жаропрочных сплавов.
Известен дискораскатный стан СРД 800, предназначенный для раскатки дисков ГТД в условиях сверхпластичности. (Кайбышев О.А. и др, М. Наука, 2002 г.стр.362 - 369). Стан изготовливает осесимметричные детали и содержит приводные раскатные ролики с узлом фиксации заготовки в упорной и прижимной пинолях и печь, а также систему контроля профиля детали. Недостатком известного устройства является отсутствие системы управления и контроля положением пинолей, что может являться причиной возникновения брака деталей.
Известен стан для изготовления осесимметричных деталей, содержащий приводные прокатные валки с роликами, узел фиксации заготовки детали с пинолями, установленными с возможностью вращения, и гидроцилиндрами, печь с возможностью ввода в нее заготовки, пинолей и роликов, систему контроля профиля заготовки. (RU 2134175, 1999 г. кл. В21Н 1/00). Приводные вращающиеся валки с роликами стана установлены в раскатных головках. При этом головки имеют возможность перемещения относительно обрабатываемой детали с помощью кареток, которые в свою очередь перемещаются по направляющим станины. Обрабатываемую деталь фиксируют в устройстве с возможностью вращения ее вокруг собственной оси.
Недостатком указанного устройства является отсутствие в узле фиксации заготовки системы управления и контроля профиля заготовки, которые
обеспечивают положение заготовки на позиции раскатки и через систему обратной связи корректируют перемещение прокатных валков с роликами. Такой недостаток способствует снижению точности изготавливаемых заготовок, а также может привести к передавливанию пинолями их ступицы. Это приводит в конечном счете к браку деталей.
2. Предложенное техническое решение отличается от известного тем, что узел фиксации заготовки детали функционально связан с системой контроля профиля заготовки и дополнительно содержит гидрораспределитель для выравнивания давления в полостях гидроцилиндров и блок управления перемещением и контроля положения пинолей. Блок управления перемещением и контроля положения пинолей содержит функционально связанные друг с другом электронный блок управления гидрораспределителем, логический контроллер, датчики положения пинолей и персональный компьютер.
Гидрораспределитель для выравнивания давления в полостях гидроцилиндров, позволяющий вывести цилиндры в плавающее положение, повышает точность определения момента касания раскатных роликов с заготовкой, что приводит к повышению качества получаемых деталей.
Техническим результатом предложенного технического решения является повышение качества и экономичности изготовления деталей из жаропрочных труднодеформируемых материалов. Предложенное устройство позволяет формовать заготовки дисков по размерам и форме максимально приближенных к требуемым размерам деталей, что позволит снизить затраты на изготовление деталей и экономить материалы высокой стоимости.
Предложенное техническое решение поясняется следующими фигурами, где на фиг:
1 - общая схема предлагаемого стана,
2 - функциональная схема блока управления перемещением и контроля положения пинолей.
Стан для изготовления осесимметричных деталей содержит приводные
прокатные валки с роликами 1-4, узел фиксации заготовки 5 с упорной 6 и прижимной 7 пинолями и печь 8, а также систему контроля профиля заготовки (на фигурах не указана). Привод прокатных валков 1-4 (не показан) обеспечивает каждому ролику возможность осевого вращения. Кроме того, привод прокатных валков обеспечивает последним возможность продольного и поперечного перемещения относительно заготовки, например, диска 6 и поворота его в горизонтальной плоскости. Узел фиксации заготовки 5 выполнен в виде гидроцилиндров 9, 10 для перемещения пинолей 6, 7. Кроме того, пиноли оснащены приводами 11 вращения заготовки 5. Печь 8 обеспечивает нагрев и поддержание температуры заготовки 5 и выполнена с возможностью ввода в свою полость заготовок 5 и приводных раскатных роликов 1-4.
Узел фиксации заготовки оснащен блоком управления перемещением и контроля положения упорной пиноли 6 и прижимной пиноли 7, датчиком 20 положения прижимной пиноли 7. Узел фиксации обрабатываемой заготовки 5 оснащен гидрораспределителем 12 для выравнивания давления в полостях гидроцилиндров 9 и 10. Причем давление в полостях 13 и 14 гидроцилиндров 9,10 устанавливают большим давления в полостях 15 и 16.
В состав блока управления входят: гидрораспределитель 17 с пропорциональным управлением, электронный блок 18 управления гидрораспределителем 17, программируемый логический контроллер (ПЛК) 19, датчик 21 положения упорной пиноли 6, функционально связанными с персональным компьютером (ПК) 22.
Команды управления положением пиноли 6 осуществляют через входы ПЛК 19.
Работа заявленного устройства заключается в следующем. Заготовку 5 детали, выполненной, например, из сплава ЭП962 устанавливают в печи 8, сжимая ее ступицу пинолями 6,7 узла фиксации заготовки. После этого включением привода 11 заготовка 5 вместе с пинолями 6, 7 приводят во вращение. Введение приводных прокатных валков с роликами 1-4 в соприкосновение с заготовкой 5 в начальном положении перед прокаткой
производят перемещением пинолей 6,7 гидроцилиндрами 9,10 по показаниям датчиков 20 и 21 положения пинолей 6,7.
Координата положения заготовки детали отслеживается датчиком 20 положения упорной пиноли 6. При рассогласовании заданного положения упорной пиноли 6, гидрораспределитель 17 обеспечивает выравнивание ее положения, а также удерживает заданную позицию, несмотря на воздействие внешних факторов (усилие поджима, реакцию прокатных валков с роликами и т.п.). Точность удержания±одна дискрета датчика положения.
В момент касания приводных прокатных валков с роликами 1-4 заготовки 6 детали происходит перемещение пиноли 7 прижимного цилиндра 10, что фиксируется датчиком положения 20, после чего приводные прокатные валки с роликами 1-4 отводят в исходную точку начала раскатки.
Контроль положения прижимной пиноли 7 датчиком положения 19 в процессе раскатки позволяет управлять процессом внедрения пинолей 6,7 в размягченную заготовку 5 и предотвращать их дальнейшее внедрение в эту заготовку путем снижения давления прижатия или увеличения охлаждения ступицы заготовки. В противном случае может произойти ее передавливание (отделение).
Введение вышеуказанных узлов в конструкцию стана позволяет получать детали с минимальными припусками, исключить возможность брака, передавливание (отделение) ступицы от венца диска.