УЧАСТОК ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО КЛЕЙМЕНИЯ ПРОКАТА

Полезная модель относится к области прокатного производства, конкретно к оборудованию для нанесения клейма на готовой продукции.
В настоящее время знаки идентификации требуется наносить на подавляющую часть продукции. Кроме того, все больше металлургических предприятий ориентируются на экспорт своей продукции, и поэтому она должна отвечать требованиям различных стандартов.
Идентификационные знаки различны для каждой нормы, однако требования к комбинации букв и цифр быстро возрастают. Например, в Европе согласно стандарту DIN маркировкой является комбинация пропущенных и расширенных ребер, но маркировка буквами и цифрами становится все более популярной. Учитывая растущий спрос на усложненные маркировки, производители ищут оборудование, способное обеспечить технические характеристики и хорошее качество по минимальной цене.
Известны участки для клеймения изделий, где клеймение производится ручными приспособлениями, производительность при этом невысокая, отпечаток - некачественный [1].
Известен участок для механизированного клеймения горячего проката, содержащий рольганг, по которому перемещается горячий прокат, и клеймовочную машину для маркировки проката в торец, например, маятникового типа, смонтированную над рольгангом [2].
Недостатком этого устройства является сложность настройки оборудования для клеймения проката и высокие затраты на проведение клеймения.
Известно оборудование SIC Marking для маркировки металла ударно-точечным методом [3].
Компания Юнит Марк Про является основным производителем оборудования для промышленной механической маркировки. Ударно-точечная маркировка (текст, логотип, коды и др.) производится с помощью непрерывных линий точек производимых вибраций вольфрамо-карбидного пробойника, установленного на электромагнитную пишущую иглу. Движение иглы обеспечивается шаговыми двигателями, управляемыми электронными контроллерами.
Недостатком ударно-точечной маркировки является ее малая производительность и такой метод совершенно не пригоден в крупномасштабном производстве.
Наиболее близким к предлагаемому является маркировочные устройства, которые основаны на принципе электроразрядной обработки. Большинство таких устройств - электродуговые дезинтеграторы металла [4].
Маркировку электроразрядным выжиганием наносят на рабочие валки, а затем маркировка переносится с валка на деталь.
В дуговых дезинтеграторах металла создается последовательность пульсирующих электрических дуг, превращающих металл в мелкие частицы. Полый маркировочный электрод, закрепленный в головной части устройства, вибрирует, а охлаждающая среда подается через него для удаления металлических частиц и охлаждения рабочей зоны. Отверстие, образуемое дугой, принимает такую форму, как оболочка электрода, поэтому маркировка образуется при использовании соответствующей комбинации электродов.
Недостатком таких маркировочных устройств является длительность проведения операции маркирования.
Время выжигания одной буквы глубиной примерно 0,6 мм варьируется от 1 мин. для чугуна и до 2 мин. для карбида вольфрама. При расчете общего времени маркировки необходимо учитывать время на операции, выполняемые вручную: перемещение валка с фрезерного станка к маркировочному устройству; центрирование электрода и позицирование для выжигания каждой буквы; смену электрода для каждой буквы.
Кроме того, существенным недостатком известных маркировочных устройств является невозможность нанесения зеркального отображения знака соответствия или товарного знака на чистовые калибры прокатных валков для последующего переноса маркировки на готовую деталь.
Техническая задача полезной модели заключается в нанесении знака соответствия, товарного знака предприятия на готовой продукции высокого качества, требуемой формы и размеров.
Технический результат достигается за счет участка электроэрозионного клеймения проката, который снабжен модифицированным электроэрозионным станком, у которого секционная ванна с рабочей жидкостью устанавливается непосредственно на прокатный валок, передаточной тележкой для транспортировки валка к
станку, а также механизмом поворота валка на определенный угол, кроме того в качестве электрод-инструмента используют графитовый электрод, а в качестве рабочей жидкости используют жидкость РЖ-8.
Предлагаемая полезная модель заключается в использовании для маркировки прокатных изделий электроэрозионной установки, с помощью которой маркировка сначала наносится на прокатный валок в виде зеркального отображения знака, а затем маркировка переносится на изделие в виде цифр, букв, фирменных знаков и др.
Электроэрозионное маркирование обеспечивает высокое качество, не вызывает деформации металла и не создает зоны концентрации внутреннего напряжения, которое возникает при маркировании ударными клеймами. Глубина нанесения знаков может колебаться в пределах от 0,1 до 1 мм.
Принцип электроэрозионного маркирования заключается в удалении материала импульсными разрядами за счет теплового воздействия импульсов электрической энергии на обрабатываемую поверхность.
Электроэрозионная обработка (ЭЭО) заключается в изменении формы, размеров, шероховатости и свойств поверхности заготовки под действием электрических разрядов в результате электрической эрозии.
Под действием высоких температур в зоне разряда происходят нагрев, расплавление, и частичное испарение металла. Для получения высоких температур в зоне разряда необходима большая концентрация энергии. Для достижения этой цели используется генератор импульсов. Процесс ЭЭО происходит в рабочей жидкости, которая заполняет пространство между электродами; при этом один из электродов - заготовка, а другой - электрод-инструмент.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами - фиг.1 и фиг.2.
На фиг.1 - изображен вид предлагаемого участка в плане с видом сверху электроэрозионного станка, прокатного валка с закрепленной на нем секционной ванной, передаточной тележки и поворотного устройства.
На фиг.2 - изображен вид сбоку электроэрозионного станка, прокатного валка с секционной ванной, сливной ванны и передаточной тележки.
Участок для электроэрозионного клеймения проката методом нанесения зеркального отображения знака соответствия, товарного знака предприятия на чистовые калибры прокатных валков содержит электроэрозионный станок 1 со шкафами управления, передаточную
тележку 6, на которой устанавливается прокатный валок 3 и устройство для вращения валка 7. На передаточной тележке имеются поворотные катки 5, на которых вращается валок 3. Секционная ванна 2 крепится на прокатном валке 3, а сливная ванна 4 установлена под прокатным валком.
Согласно предлагаемого технического решения нанесение маркировочного знака производится на чистовые калибры прокатных валков или крупногабаритные штампы с помощью электроэрозионного станка. При этом прокатный валок 3 транспортируется на участок передаточной тележкой 6 и остается на ней рядом с электроэрозионным станком, который является модификацией электроэрозионного станка с адаптивно-программным управлением модели 4Л721Ф1-01, у которого отсутствуют стол и ванна для рабочей жидкости из-за больших габаритов прокатных валков. Секционная ванна 2 с рабочей жидкостью устанавливается непосредственно на прокатный валок. Рабочий инструмент - графитовый электрод, на рабочую поверхность которого с помощью копировально-фрезерного станка наносится фигура знака соответствия или товарного знака предприятия требуемой формы и размера, закрепляется в головке шпинделя электроэрозионного станка 1, а затем опускается в одну из секций ванны и подводится к поверхности валка. Секция ванны 2 заполняется рабочей жидкостью, включается привод станка и производится электроэрозионная обработка поверхности валка 3. Сливная ванна 4 устанавливается под прокатным валком.
На поверхности валка появляется четкий вид зеркального отображения знака соответствия или товарного знака предприятия. С помощью поворотного устройства 7 и поворотных катков 5 валок 3 поворачивается на определенный угол и повторяется операция по нанесению зеркального отображения знака соответствия или товарного знака предприятия.
После нанесения на чистовые калибры необходимого количества зеркальных отображений знака соответствия, товарного знака предприятия, прокатный валок с помощью передаточной тележки вывозится с участка, а затем перевозится в прокатный пролет. Во время очередной перевалки прокатный валок устанавливается в чистовую клеть прокатного стана.
В процессе горячей прокатки на готовой продукции появляется четкий отпечаток знака соответствия и товарный знак предприятия требуемой формы и размеров.
Новым решением в предлагаемой полезной модели является то, что прокатный валок или штамп не устанавливаются на стол
электоэрозионного станка из-за их больших размеров, а сам станок, у которого отсутствует стол и массивная ванна для рабочей жидкости, устанавливается рядом с прокатным валком или штампом, либо прокатный валок или штамп подвозятся на тележке под шпиндель станка. Ванна для рабочей жидкости малых размеров крепится на прокатном валке. В зависимости от назначения конструкция ванн может быть разнообразной, например сегментная - для прокатных валков и прямоугольная - для штампов.
При маркировании сначала устанавливают и крепят в электрододержателе электрод-инструмент. Положение электрод-инструмента относительно обрабатываемой заготовки выверяют по установочным рискам с помощью микроскопа или по базовым штифтам. Затем ванну поднимают и заполняют рабочей жидкостью выше поверхности обрабатываемой заготовки.
На генераторе импульсов устанавливают требуемый электрический режим обработки, после чего настраивают глубиномер и регулятор подачи. В случае необходимости включают вибратор и подкачку рабочей жидкости.
Пример.
Использовали электроэрозионный копировально-прошивочный станок марки 4Л723Ф11-01 с адаптивной системой автоматического регулирования скорости подачи рабочего напряжения. В качестве рабочей жидкости использовали РЖ-8, в качестве электрод-инструмента использовали графитовый электрод.
Станок имел следующие рабочие параметры:
- максимальные размеры стола -
400×630 мм;
- шероховатость обрабатываемой поверхности с использованием блока чистовой доводки -
Ra 0,5-0,8 мкм;
- производительность по стали ст.45
при обработке графитовым электродом -
550- 1400 мм<sup>3</sup>/мин.
Маркировка наносилась на горячей полосе в процессе прокатки. Прокат предназначался для изготовления элементов верхнего строения железнодорожного пути (подкладки костыльного и раздельного скрепления).
После нанесения на электроэрозионном станке зеркального отображения маркировочного знака на чистовые калибры прокатных валков или крупногабаритные штампы, знак переносится в процессе горячей
прокатки или штамповки на прокат или поковку в виде четкого отпечатка требуемой формы и размеров.
Таким образом заявляемое техническое решение полностью выполняет поставленную техническую задачу.
Данное техническое решение позволяет:
- наносить зеркальное отображение любых знаков, символов, букв, цифр высокого качества независимо от их сложности, отвечающих требованиям к маркировке выпускаемой продукции (подкладки, накладки, рельсы, поковки и т.д.), исключив непроизводительный ручной труд;
- позволяет восстанавливать знаки, символы, буквы, цифры зеркального отображения при их частичном "размытии" во время прокатки или штамповки;
- осуществлять минимальные разовые финансовые затраты, связанные с приобретением электроэрозионного станка для нанесения зеркального отображения знака.
Использованная литература
1. В.А.Дунаев и др. Устройства для маркировки проката. Обзор. М.: ЦНИИ ТЭИтяжмаш, 1990, сер.1, вып.2., с.6.
2. Патент РФ №2110339, кл. В21В 15/00, опубл. 10.05.1998
3. Прайс-лист компании Юнит Марк Про, оборудование для ударно-точечной маркировки SIC Marking.
4. П.Команд, Ф.Мартеккини, компания "Атомат", Италия, Новые достижения в технологии маркирования арматуры., журнал "Сталь", №5, 2003 г., с.52-54.