Валок для получения буртов на заготовках, имеющих форму тел вращения

-27 аботк и кофильных изделии ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Рубцовский проектно-конструкторский технологический институт по технологии и автоматизации кузнечногои литейного производства(56) Авторское свидетельство СССР И 965577, кл. В 21 Н 1/18, 1980. (54) ВАЛОК ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЬУРТОВ НА ЗАГОТОВКАХ, ИМЕЮЩИХ ФОРМУ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к поперечно-клиновой прокатке профильных изделий. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет обеспечения получения на заготовке более двух буртов. Валок выполнен из 1,11,111,17,Ч,Ч 1. На четных секциях размещены канавки, имеющие формующие суживающиеся части Р образованные канавочными кли 1-Ч фньями 1, , и М,и калибрующие части без сужения И ч. На нечетных секциях размещены пазы Кдля истечения в них нагретого в районе пазов металла и механизмы для созда, ния сжимающих усилий, Механизмы для создания сжимающих усилий могут быть выполнены в виде пар клиньев СР-у 1, расположенных на противополож- Ф Изобретение относится к металлов давлением, в части поперечно-клиновой прокатке 2 ных торцах заготовки. Расстояние между клиньями выполнено с учетом вытяжки изделия. Эти механизмы могут быть выполненны в виде пары гидроцилиндров, что снижает требование к заготовке, касающееся перпендикулярности торцов заготовки к ее оси. Калибрующие части канавок могут быть выполнены с увеличенной шириной для вхождения в них готового бурта без контакта с их стенками, Это исключает их смятие после формирования, Канавки и пазы могут быть расположены симметрично относительно оси симметрии развертки валка. Это позволяет формировать удвоенное количество буртов. о Канавки и пазы могут располагаться последовательно по одному, начинаяот одного торца заготовки и кончаядругим. Это позволяет повысить качество изделий эа счет повышения точности их линейных размеров. Нагретаяв зонах пазов Кзаготовка прокатывается между валками. В пазы под действием сжимающих усилий клиньев Су 1и Р,истекает металл. Собранньйв пазах металл обжимается канавочными клиньями Еи М,формуется в бурты в формующей части канавки РЗатем бурты калибруютсяв калибрующей части канавки (, д ина протяжении всех последующих секций, включая последнюю, 8 э.п. ф-лы,Цель изобретения - расширение техологических возможностей за счетбеспечения возможности получения нааготовке более двух буртов.Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 3585ВНИИПИ Госуда Тираж 458 Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5На фиг.1 представлен валок в развернутом виде; на фиг.2 - 4 - разрезыА-А, Б-Б, В-В, Г-Г, Д-Д, Е-Е Ж-Ж3-3 И-И и К-К этого валка в пареФ5с другим;- на фиг.5 - валки, снабженные двумя гидроцилиндрами; на фигбразвертка одного такого валка; нафиг,7 - развертка валка, который формирует бурты по одному, начиная последовательно от одного торца валкаи кончая на другом; на фиг.8 - этотвалок в паре .с другим; на фиг.9 -развертка валка, формирующего буртыпо одному, начиная последовательноот одного торца валка, снабженногодополнительными клиньями; на фиг.10 -развертка валка с выполненными нанем канавками с калибрующими частямиувеличенной ширины.20Валки 1 и 2 разбиты на шесть секций: 1 - 1 Ч, каждая из которых в зависимости от нанесенных на их поверх"ность профилей выполняет свои функции. Секции 1,111 и Ч имеют клиньяСи Р, Сн, и РшС и Р. Расстояния между клиньями постепенно уменьшаются от Н Н, и Н к Ч, Ч и иЧ, т.е. против направления вращениявалка. Направление вращения валка показано на фиг. 1 стрелкой. Высотаклиньев 1, 1 ,и 1 на всех секцияходинакова и как в известном валкесоставляет 0,8-0,9 К1, = 1 ш= 1= 0,8-0,9 ВРасстояние между клиньями на первой секции Н в начальной части выбирается таким образом, чтобы обеспе-,чить свободную загрузку заготовки,З.Расстояние между клиньями на третьейи пятой секциях в их начальных частяхвыбираются таким образом, чтобы обеспечить свободный вход в третью секциюзаготовки с уже сформировавшимся впервой секции одним буртом и свободный вход в пятую секцию заготовки суже сформировавшимися тремя буртами,т,е. должны выполняться условияН,Ч, 2 ТНчЧц Ф 2 Тщ,где Т,ю и Т 1 - удлинения заготовки 050при формировании буртов в секциях 11 и 1 Ч.Углы з ао с трения клиньев ,о бе спечивают на нечетных секциях деформацию заготовки клиньями Су и Р, Чпо оси заготовки. Пазы Кч , обеспечивают свободное истечение нагретого металла при уширении заготовки. Углы наклона клиньев С,и Ростаются одинаковыми от начальныхчастей Н, к конечным частям ЧВеличины этих углов подбираются эмпирически для каждой секции, Для формирования каждого бурта на заготовкена валке имеется суживающаяся канавка, причем на одной секции находитсяне более двух суживающихся канавок.Суживающиеся канавки образованы канавочными клиньями Ь, и Мн-чКанавки имеют формующие суживающиесячасти Р 1, ч и калибрующие части безсужения С,. Сужение канавки происходит по направлению прокатки. Глубина Б 1, у канавок соответствует заданной величине бурта на изделии, Ширинадна канавок в начальной части выбирается таким образом, чтобы обеспечить заход в канавку предварительноформованного бурта за счет свободногоуширения заготовки в начальной стадиипрокатки, Ширина дна канавки в частяхбез сужения соответствует желаемойширине бурта на готовом изделии.Углы наклона 0,канавочныхклиньев Ь , и и М , , могут оставаться одинаковыми от входной части канавки к части без суживания, но могутнесколько меняться в зависимости отжелаемой формы торца у бурта.Часть канавки без сужения предназначена для калибровки бурта изделияи должна быть по длине не меньше чемдлина полуокружности бурта готовогоизделия. Углы заострения / ,канавочных клиньев обеспечивают деформацию буртов,В качестве приводов, которымиснабжаются валки, служат гидроцилиндры 4 и 5 (фиг.5), Штоки гидроцилиндров 6 и 7 несут свободно вращакициесярабочие части 8 и 9, которые осуществляют силовое давление на торцы заготовки 3, Валки установлены в подшипниках 10. Привод вращения валков непоказан, он общепринят для станковпоперечно-клиновой прокатки. Валкинесут на себе профили, показанные наразвертке фиг.б. Эта развертка(фиг,б) отличается от развертки, показанной на фиг.1, тем, что в нейотсутствуют клинья. На нечетных секциях валка расположены датчики 11-13,которые во время воздействия на заго"товку нечетными секциями валков вырабатывают команду на включение гидроцилиндров 4 и 5.Ъ 160Валок, который формирует бурты по одному, начиная послецовательно от одного торца заготовки и кончая на другом, выполняется с большим количе ством секций, равным удвоенному количеству буртов, формируемых на заготов ке. Так, на фиг.7 показан валок для формирования на заготовке пяти буртов. Этот валок соответственно имеет 10 секций 1-Х, Соответственно, количество датчиков, которые во время воздействия на заготовку нечетными секциями валков вырабатывают команду на включение гидроцилиндра 5 (в данном случае одного), увеличено до количества, равного количеству нечетных секций 11 - 15 (фиг.8). Упор 16 со свободно вращающейся частью удерживает заготовку от осевого смещения. Он расположен со стороны того торца заготовки, напротив которого формируется первый бурт. Таким образом, во время прокатки заготовки ее длина все время уменьшается за счет последовательного образования буртов, при этом тот конец заготовки, где образуется первый бурт, остается недвижимым в осевом направлении, что создает условия уверенного заполнения всех канавок металлом.Если такой валок снабжается клиньями (фиг.9), то тот клин, который не имеет угла заострения, является непрерывным, переходящим из секции в секцию, Это делается для более четкой фиксацйи заготовки, предотвращанхцей ее осевое смещение, Клинья, имеющие углы заострения, выполняются только на нечетных секциях и за счетуглов заострения , ю, у, упи а воздействуют на торец заготовки, заставляя ее сжиматься напротив тех мест, где имеются пазы К, К К 1УИф 1 ХНа фиг. 10 калибрующие части канавок, выполненные на протяжении всех последующих секций, включая последнюю, выполнены с увеличенной шириной. Глубина и ширина калибрующих частей канавок обеспечивают вхождение в них готовых буртов без контакта с их стенками.Валки работают следующим образом.Заготовку 3 с локально нагретыми зонами М.1задают в зазор между вал-. ками, Загрузка заготовок производится через специальный загрузочный паз, а разгрузка - через специальный раз 800 ч ь грузочный паз (не показаны, так какявляются типичными для валков поперечно-клиновой практики), Валки находятся при этом в постоянном вращении, Сразу после загрузки заготовкина ее торцы со стороны клиньев Си О, за счет углов заостренияначиФнают действовать сжимающие силы,под действием которых заготовка начинает деформироваться. Пластическойдеформации подвергается нагретаячасть М заготовки, так как в этотмомент эта часть находится в зоне паза для свободного истечения металлаК . Эта часть заготовки (И) начинаетрасширяться и заполнять паз К . Помере увеличения степени сжатия заготовки металл все в большей степени 20 заполняет паз К 1, который рассчитанна прием такого объема металла, которого бы с запасом хватило на образование бурта при последующих формоизменениях. В пазу К образуется бочко образное утолщение, которое при дальнейшем вращении валков входит в суживающуюся канавку Р где бочкообразное утолщение обжимается канавочнымиклиньями И и М,. Поскольку количество металла в бочкообразном утолщениив зоне У больше, чем требуется егодля образования бурта с окончательнозаданными размерами, то при обжатииэтого бочкообразного утолщения излишек металла вытесняется иэ суживающейся канавки в тело заготовки и заготовка в этот период прокатки удлиняется на величину 2 Т,. Формообразо"ванне бурта заканчивается в тот момент, когда углы заострения Ъц суживающейся канавки станут равными нулю,Далее бурт калибруется в канавке безсужения Я, после чего подвергаетсяинтенсивному охлаждению в струе воды.При дальнейшей прокатке изделия этотпервый образовавшийся и охлажденныйбурт служит средством фиксации заготовки в валках, он предохраняет заготовку от осевого смещения.50В секциях 111 на торцы заготовкиначинает действовать сила со стороныклиньев С,д и Рш, поскольку клиньяимеют угли заострениян 1. Под действием силы заготовка начинает цеформироваться в нагретых частях М и И 4,поскольку в этот момент эти частинаходятся в зонах пазов для свободного истечения металла Кя Эти частизаготовки начинают расширяться и за 160800440 полнять пазы, которые также рассчитаны на прием объема металла с запасом, чтобы его хватило на образование буртов при последующих формоизменениях. Деформации частей заготовок Я и И5 в силу множества причин протекают неоднозначно, неравномерно. Чаще всего деформация начинается сначала в каком-нибудь одном пазу и протека-10 ет до касания металла стенок паза, а затем начинает проходить в другом пазу до такой же степени, а потом в обоих пазах сразу, но не с одинаковой скоростью. Поэтому пазы имеют предельные размеры, которые рассчитаны на прием металла, не превышающего по количеству 120-1302 от потребногоФ объема металла, необходимого для образования буртов с заданными размерами. Если размеры пазов сделать на прием металла неограниченного объема (что можно делать только при образовании одного бурта, например первого центрального в нашем примере), то 25 при осадке заготовки весь металл может истечь только в одном пазу, а другой паз может оказаться заполненным недостаточным количеством металла для образования бурта. 30Далее бочкообразные утолщения в местах И,2 и Ч при дальнейшем вращении валков входят в суживающиеся канавки Р 1, где обжимаются канавочными клиньями 1. и Му за счет углов за- остренияд. При обжатии бочкообразных утолщений в зонах Ыи ы, заготовки излишек металла также вытесняется, и заготовка в этот период прокатки удлиняется на величину 2 Т,у . При углах заострения, равных нулн, формообразование буртов заканчивается и они калибруются в канавках без сужения Яц, после чего подвергается так же как и центральный бурт и.тенсивному охлаждению. При дальнейшей прокатке изделия уже три бурта служат средством фиксации заготовки в валках, предохраняющей ее от осевого смещения.50В секции Ч на торцы заготовки начинает действовать сила со стороны клиньев С и П за счет углов заострения. Под действием этой силы в той же последовательности обраэуют 55 ся бочкообразные утолщения в зонах Ии М заготовки в пазах К, В канавках Рэти бочкообразные утолщения обжимаются канавочными клиньями и М, эа счет углов заострения 9Далее происходит калибровкаИэтих буртов в канавках без суженияи изделие выходит из зазора между валками через специальный разгрузочный паз, одновременно загружается новая заготовка,Для предотвращения выпадания заготовки из зазора между валками она поддерживается в процессе прокатки специальными проводками (не показаны). Когда валки выполняются без клиньев, а их силовое воздействие на торцы заготовок заменяется силовым давлением со стороны рабочих частей приводов с поступательными движениями, валки работают следующим образом.Сразу после загрузки заготовки, когда она находится в секции 1 датчиком 1 1 вырабатывается сигнал, который через автоматическое управление схемой привода подает команду на включение гидроцилиндров 4 и 5. Гидроцилиндры штоками 6 и 7 одновременно начинают воздействовать на торцы вращающейся в валках заготовки 3 через свободно вращающиеся рабочие части 8 и 9. Под,действием этих сил заготовка начинает деформироваться. Пластической деформации подвергается центральная нагретая часть заготовки, которая в этот момент находится в зоне паза для свободного истечения металла К 1, Величина хода штоков 6 и 7 гидроцилиндров 4 и 5 рассчитывается таким образом, чтобы в процессе сжатия заготовки в пазу К вошло такое количество металла, которого бы с запасом хватило на образование бурта при последующих формоизменениях. Количество вошедшего в паэ металла может регламентироваться также размерами самого паза. В этом случае усилие гидроци" линдров 4 и 5 тарируется на граничное усилие, обеспечивающее заполнение всего объема паза металлом и гарантирующее при этом отсутствие поломок механизмов от избыточного давления,При дальнейшем вращений валков образовавшееся в- пазу К, утолщение входит в суживающуюся канавку Р, где это утолщение обжимается канавочными клиньями 1,н и Мза счет угла заострения. В этот момент за счет прекращения выдачи сигнала от датчика 11 давление на торцы заготовки со9 160стороны гидроцилицдров 4 и 5 снима"ется.Излишек металла вытесняется иэсуживающейся канавки и заготовка вэто время удлиняется, При Й =О формообразование бурта заканчиваетсяи он калибруется в канавке без суженияпосле чего подвергается принадобности охлаждению.В секции 111 датчиком 12 вырабатывается сигнал на рабочее включениегидроцилиндров 4 и 5, и оци черезсвои штоки 6 и 7 и свободно вращающиеся рабочие части 8 и 9 вновь начинают сжимать с торцов заготовку 3. Поскольку в этот момент локально нагретые части находятся в зонах пазовК 1,то эти части начинают расширяться и заполнять пазы, которые тожерассчитаны на прием объема металла сзапасом, В суживающихся канавках Руиз этого металла образуются буртыпутем его обжатия канавочными клиньями Ь и М 1 за счет углов заостренияИзлишек металла также уходит наудлинение заготовки. При 1 =О формообразование буртов заканчивается, иони калибруются в канавках без сужения ц,после чего подвергаются охлаждению,В секции Ч датчиком 13 вырабатывается очередной сигнал на рабочеевключение гидроцилиндров 4 и 5. Бурты в пазах К а затем в суживающихсяканавках Р и канавках без суженияобразуются аналогично.Валок, который формирует буртыс последовательностью, начиная с одного периферийного и кончая другимпериферийным буртом, работает следующим образом,В секции 1 датчиком 11, а в секции111 датчиком 12, далее в секциях Чдатчиком 13, в секции Ч 11 датчиком14 и в секции 1 Х датчиком 15 вырабатываются сигналы, которые через автоматическое управление схемой приводаподают команду на включение гидроцилиндра 5, Гидроцилиндр штоком 7 черезсвободно вращающийся наконечник 9воздействует на торец заготовки 3.Под действием этих сил заготовка формируется в соответствующих секцияхивпазахК К К, КЧциКнакапливается металл в виде бочкообразных утолщений. От осевого смещениязаготовка удерживается упором 16.Эти бочкообразные утолщения также8004 1 О 1 О 15 20 2530 35 4045 50 55 вслед друг за другом обжимаются в суживающихся канавках Р, РР Р ц и Р эа счет кацавочцых клиньев Ь ц - Ьи М, - М, при помощи углов заострения ( - , Далее в такой же последовательности происходит калибровка этих буртов в канавках беэ су-жения (, - О, и изделие выходит иэ зазора между валков через специальный раэгруэочный паэ, Такой же валок, цо снабженный дополнительными клиньями расположенными на нечетцых секциях, работает следующим образом.Б секциях 1,111,Ч,Ч 11 и 1 Х заготовка обжимается клиньями С- С за счет углов заострения на клиньяхЗа счет этого обжатия заготовка укорачивается по длине, а в пазах К - Кр образуются бочкообразные утолщения, которые последовательно друг эа другом обжимаются в суживающихся канавках Рп -Р канавочыми клиньями Ь ц Ь и и Мпри помощи углов заострения п - . Затем образовавшиеся бурты в той же последовательности калибруются в канавках беэ сужения О ц - (1На этом валке осевое сжатие назаготовку производится только со стороны клиньев 01-Ра клинья С,-С це имея углов заострения, удерживают заготовку от осевого смешения.Валки с выполненными на них канавками с калибрующими частями с увеличенной шириной работают так же как и валки с канавками, имеющими обычные калибрующие части. Образовавшиеся бурты це соприкасают я с калибрующими частями канавок до конца процесса.Изобретение обеспечивает расширение технологических возможностей засчет возможности получения ца заготовках более двух буртов, путем снабжения валков дополнительными секциями и выполнения механизмов для создания сжимающих усилий с учетом вытяжкиизделия.Формирование буртов последовательно по одному от одного торца заготовки к другому обеспечивает по сравнению с симметричным формовацием удвоенного количества буртов повышениекачества за счет повышения точностилинейных размеров изделия,Выполнение валков с канавками,имеющими калибрующие части увеличенной ширины для вхождения в них готовых буртов без контакта с их стенка 1608004 12ми, обеспечивает повышение качества путем предотвращения их смятия после формирования. Выполнение механизма для создания сжимающих усилий в виде пары гидроцилиндров снижает требования к заготовке, касающиеся перпендикулярности торцов заготовки к ее оси,Формула изобретения1. Валок для получения буртов назаготовках, имеющих форму тел вращения, содержащий основную пару секцийс размещенными на четной секции ка"навками с формующими частями, суживающимися по направлению прокатки,и с размещенными на нечетной секциипазами, сопряженными с канавками,и механизмом для создания сжимающихусилий на заготовку, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностейэа счет обеспечения возможности получения на заготовке более двух буртов,он снабжен дополнительными секциями,одна из которых расположена передосновной парой секций, при этом начетных дополнительных секциях выполнены дополнительные канавки с конфигурацией, соответствующей конфигурации канавок основной секции, на нечетных дополнительных секциях выполнены дополнительные пазы, сопряженныес соответствующими дополнительнымиканавками, и дополнительные механизмыдля создания сжимающих усилий, а калибрующие части канавок и дополнительных канавок выполнены соответственно на протяжении всех последующихсекций, включая последнюю.2. Валок по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что дополнительныйпаз и дополнительная канавка на дополнительной паре секций, расположенной перед основной парой секций, выполнены по оси симметрии развертки,валка, а пазы и канавки основной секции и дополнительные пазы и дополнительные канавки на последующих дополнительных секциях смещены симметричноотносительно оси симметрии разверткии один относительно другого по направлению к торцам валка,3. Валок по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что механизмдля создания сжимающих усилий выполнен в виде пар клиньев, каждый иэкоторых расположен на противоположных концах секций, при этом начало каждого иэ клиньев, размещенных у одногоиз торцов валка, сдвинуто по направ 5лению к торцам валка относительноконца соответствующего клина предыдущей пары на величину вытяжки изделия.4. Валок по пп.1-3, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что пары клиньеввыполнены симметрично относительнооси симметрии развертки валка.5. Валок по пп.1 и 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения качества, дополнительныйпаз и дополнительная канавка, разме"щенные перед основной парой секций,расположены со смещением к одному изторцов валка, а пазы и канавки основной пары секций и дополнительные пазы20 и дополнительные канавки на последующих дополнительных парах секций смещены один относительно другого и относительно канавки дополнительнойпары секций, расположенной перед ос 25 новной парой секции, в направлениик противоположному торцу валка,6. Валок по пп,1,3,5, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что он снабжендополнительными клиньями, установленными на четных секциях у торцавалка, в направлении которой смещеныдополнительный паз и дополнительнаяканавка, размещенные перед основнойпарой секций 1 при этом дополнительныеклинья установлены параллельно осисимметрии развертки валка, а клинья,размещенные на нечетных секциях,установлены также параллельно осисимметрии развертки и сопряжены с,4 О дополнительными клиньями на нечетныхсекциях.7.Валок по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что механизмдля создания сжимающих усилий выпол 45 нен в виде пары гидроцилиндров соштоками, каждый из которых расположену соответствующего торца валка, приэтом на штоках гидроцилиндров установлены с возможностью свободноговРащения рабочие части,8. Валок по пп.1 и 5, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что механизмдля создания сжимающих усилий выполнен в виде свободновращающегося упо 55ра, установленного у торца валка,Гв направлении которого смещены дополнительный паз и дополнительная канав"ка, размещенные перед основной паройсекции и гидроцилиндра со штоком,установленного у противоположноготорца валка, при этом на штоке гидроцилиндра установлена с возможностьюсвободного вращения рабочая часть. 9. Валок по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повыше ния качества, калибрующие части канавок и дополнительных канавок, расположенных соответственно на протяжениивсех последующих секций, включая последнюю, выполнены с шириной, большей ширины калибрующих частей канавок и дополнительных канавок,