СПОСОБ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ ПОЛЫХ ЗАГОТОВОК С ДНОМ
METHOD FOR HELICAL ROLLING OF HOLLOW BLANKS WITH BOTTOM

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.