СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛОПАТ
METHOD OF FABRICATING SPADES

Предлагаемое техническое решение относится к области изготовления лопат и может быть использовано для производства из старогодных или некондиционных рельс лопат, имеющих более высокую прочность и более высокую эксплуатационную надежность.
Аналогичные технические решения известны, см., например, Фогельман Г.А. «Альбом конструкций универсальных штампов, блоков и узлов для холодной штамповки», M., 1970 г., с.67, в котором охарактеризован способ изготовления лопат, содержащий следующую совокупность существенных признаков:
- берут плоские металлические листы;
- вырубают из плоских металлических листов плоские заготовки полотен лопат с выступами для ног и для тулейки;
- проводят формовку плоских заготовок полотен лопат с выступами для ног и для тулейки;
- получают заготовки лопат с загнутыми выступами для ног и с тулейкой полукруглой формы с параллельно загнутыми между собой продольными краями тулейки;
- осуществляют по кругу догибку параллельно загнутых продольных краев тулейки в стык;
- соединяют между собой загнутые в стык продольные края тулейки;
- получают заготовки лопат;
- проводят заточку режущих кромок заготовок лопат
- и получают, таким образом, лопаты.
Все вышеприведенные признаки являются общими с предлагаемым способом изготовления лопат.
Известно также аналогичное техническое решение, см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №549233, которое выбрано в качестве прототипа и которое содержит следующую совокупность существенных признаков:
- изготавливают плоские металлические листы мерной длины;
- вырубают из плоских металлических листов мерной длины плоские заготовки полотен лопат с выступами для ног и для тулейки;
- проводят формовку плоских заготовок полотен лопат с выступами для ног и для тулейки;
- одновременно получают заготовки лопат с загнутыми выступами для ног и с тулейкой полукруглой формы с параллельно загнутыми между собой продольными краями тулейки;
- осуществляют по кругу догибку параллельно загнутых продольных краев тулейки в стык;
- соединяют между собой замкнутые в стык продольные края тулейки;
- проводят заточку режущих кромок заготовок лопат
- и изготавливают, таким образом, лопаты.
Все вышеперечисленные признаки прототипа являются общими с предлагаемым техническим решением.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в расширении арсенала технических средств, обеспечивающих более высокую прочность и более высокую эксплуатационную надежность лопат, изготовленных из старогодных или некондиционных рельс.
Технический результат заключается в реализации назначения технического решения, охарактеризованного в данном описании изобретения: «Способ изготовления лопат».
Технический результат, указанный выше, достигается тем, что в способе изготовления лопат, заключающемся в том, что изготавливают плоские металлические листы мерной длины, вырубают из плоских металлических листов мерной длины плоские заготовки полотен лопат с выступами для ног и для тулейки, проводят формовку плоских заготовок полотен лопат с выступами для ног и для тулейки, одновременно получают заготовки лопат с загнутыми выступами для ног и с тулейкой полукруглой формы, с параллельно загнутыми между собой продольными краями тулейки, осуществляют по кругу догибку параллельно загнутых продольных краев тулейки в стык, соединяют между собой загнутые в стык параллельные продольные края тулейки и проводят заточку режущих кромок заготовок лопат, при этом изготавливают плоские металлические листы мерной длины из старогодных или некондиционных рельс, перед формовкой плоских заготовок полотен лопат с выступами для ног и для тулейки плоские заготовки полотен лопат с выступами для ног и для тулейки нагревают до температуры горячей пластической деформации, равной 850-950°С, а перед заточкой режущих кромок заготовок лопат проводят закалку заготовок лопат и очистку заготовок лопат от окалины.
При этом температура нагревания плоских заготовок полотен лопат менее 850°С не обеспечивает достаточной горячей пластической деформации и не обеспечивает необходимых изгибаний выступов для ног и тулейки, так как они просто ломаются. А температура нагревания плоских заготовок полотен лопат более 950°С недопустима, так как плоские заготовки полотен лопат будут просто «плавиться».
Изготовление плоских металлических листов мерной длины из старогодных или некондиционных рельс, а также нагревание до температуры горячей пластической деформации, равной 850-950°С, перед формовкой плоских заготовок полотен лопат с выступами для ног и для тулейки, закаливание заготовок лопат и очистка заготовок лопат от окалины (с последующей заточкой режущих кромок) позволяет в процессе изготовления лопат из старогодных или некондиционных рельс осуществить изготовление плоских металлических листов мерной длины из старогодных или некондиционных рельс, обеспечить вырубку из плоских металлических листов мерной длины из старогодных или некондиционных рельс плоских заготовок полотен лопат с выступами для ног и для тулейки, а последующее нагревание плоских заготовок полотен лопат с выступами для ног и для тулейки до температуры горячей пластической деформации, равной 850-950°С, перед формовкой плоских заготовок полотен лопат обеспечивает возможность одновременного получения заготовок лопат с четко загнутыми выступами для ног, с четко загнутой полукруглой формой тулейки и с четко загнутыми между собой продольными параллельными краями тулейки, после догибки краев которых и в результате их соединения (сваркой) обеспечивает получение образцов заготовок лопат, последующая закалка которых и последующая очистка которых от окалины осуществляется перед заточкой режущих кромок образцов заготовок лопат позволяет изготавливать лопаты из старогодных или некондиционных рельс, которые имеют более высокую прочность и более высокую эксплуатационную надежность, так как металл старогодных или некондиционных рельс (с содержанием: «С»=0,7-0,8%, «Mn»=0,75-1,05%, «Si»=0,25-0,45%), используемый для изготовления лопат, по сравнению с традиционными марками стали (У9А, 5ХНВ, Л53, Ст4сп, 40Х13, 65Х13 и т.д.), которые могут быть использованы для изготовления лопат, обладает более высокими прочностными характеристиками. В чем и проявляется достижение вышеуказанного технического результата.
Проведенный анализ известных технических решений показал, что ни одно из них не содержит как всей совокупности существенных признаков, так и отличительных признаков предлагаемого способа изготовления лопат, что позволило сделать вывод о соответствии предлагаемого способа изготовления лопат критериям патентоспособности - «новизна» и «изобретательский уровень».
Техническая сущность предлагаемого способа изготовления лопат заключается в следующем:
- изготавливают плоские металлические листы мерной длины из старогодных или некондиционных рельс;
- вырубают из плоских металлических листов мерной длины из старогодных или некондиционных рельс плоские заготовки полотен лопат с выступами для ног и для тулейки;
- нагревают плоские заготовки полотен лопат с выступами для ног и для тулейки до температуры горячей пластической деформации, равной 850-950°С;
- проводят формовку нагретых плоских заготовок полотен лопат с выступами для ног и для тулейки до температуры горячей пластической деформации, равной 850-950°С;
- одновременно получают заготовки лопат с загнутыми выступами для ног и с тулейкой полукруглой формы с параллельно загнутыми между собой продольными краями тулейки;
- осуществляют по кругу догибку параллельно загнутых продольных краев тулейки в стык;
- соединяют между собой загнутые в стык продольные края тулейки;
- закаливают заготовки лопат;
- очищают заготовки лопат от окалины;
- проводят заточку режущих кромок заготовок лопат
- и изготавливают, таким образом, лопаты из старогодных или некондиционных рельс.
Практический способ изготовления лопат из старогодных или некондиционных (бывших в эксплуатации) рельс заключается в следующем:
- разделяют любым из известных способов рельсы на составные части, используя, например, патент №2221914, автор A.M.Матлашов;
- получают мерные отрезки рельс (заготовок) в виде отделенных друг от друга подошвы, шейки и головки;
- нагревают, с использованием карбидокремниевых нагревателей, до температуры горячей пластической деформации, равной 1100-1200°С, мерные отрезки рельс (заготовки);
- прокатывают нагретые мерные заготовки с использованием прокатного стана ДУО-500 «ф500» в плоские металлические листы длиной, равной 900-2500 мм, и толщиной, равной 1,3-1,6 мм;
- получают плоские металлические листы из отрезков старогодных или некондиционных рельс;
- вырубают из плоских металлических листов, с использованием пресс-штампа «JC21-160C/D», плоские заготовки полотен лопат с выступами для ног и для тулейки с отверстием, выполненным в поверхности тулейки, для закрепления в последующем конца черенка лопаты;
- нагревают, с использованием карбидокремниевых нагревателей, плоские заготовки полотен лопат с выступами для ног и для тулейки до температуры горячей пластической деформации, равной 850-950°С;
- проводят, с использованием пресс-штампа «J23-25C/D», формовку заготовок лопат, из нагретых плоских заготовок полотен лопат с выступами для ног и для тулейки до температуры горячей пластической деформации, равной 850-950°С;
- одновременно получают заготовки лопат с загнутыми выступами для ног и с тулейкой полукруглой формы с параллельно загнутыми между собой продольными краями тулейки;
- осуществляют по кругу догибку параллельно загнутых продольных краев тулейки в стык;
- соединяют между собой (обычной сваркой) загнутые в стык продольные края тулейки;
- получают образцы заготовок лопат;
- проводят, например, с использованием печи-ванной для нагрева и закаливания «ДТ-950-540-3», в среде азотнокислой соли, закалку полученных образцов лопат путем их нагревания до экспериментально установленной температуры нагревания, равной 350-450°С, и последующего быстрого охлаждения;
- загружают в галтовочный барабан 300 шт прошедших закалку образцов заготовок лопат;
- приводят во вращение галтовочный барабан, загруженный прошедшими закалку образцами заготовок лопат;
- очищают прошедшие закалку образцы заготовок лопат от окалины и от заусенец;
- выгружают из галтовочного барабана очищенные от окалины и от заусенец образцы заготовок лопат;
- проводят заточку режущих кромок образцов заготовок лопат;
- и получают, таким образом, лопаты, изготовленные из старогодных (бывших в эксплуатации) или некондиционных рельс, которые после последующей покраски и сушки поступают на склад готовой продукции.
Таким образом, предлагаемый способ изготовления лопат из плоских металлических листов, полученных из старогодных или некондиционных рельс, позволяет за счет использования материала старогодных или некондиционных рельс осуществить вырубку плоских заготовок полотен лопат с выступами для ног и для тулейки и в конечном итоге после нагревания плоских заготовок полотен лопат до температуры горячей пластической деформации, равной 850-950°С, и их формовки получить образцы заготовок лопат, которые после закалки, очистки их от окалины и заточки режущих кромок заготовок лопат обеспечивают изготовление лопат с более высокой прочностью и с более высокой эксплуатационной надежностью.