Способ получения фасонных профилей

. И, Полухин, И. Н. Потапов, Н. А. КремМосковский ордена Октябрьской РеволюцииКрасного ЗнаМени институт стали и сплавофилиал Научно-исследовательского нистовтракторного и сельскохозяйственного машин и ордена Труд в и Челябижпгута технологии(71) Заявители ЛЕЙ,; ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ илей переменногоизменяющимся и кат ей ние валковф 20 мень ках с пере онус 1Изобретение относится к прокатному производству и может быть использованф для получения фасонных профилей клиновидного поперечного сечения, например турбинных лопаток, лопастей воздуцшых винтов и т.п.5Известен способ получения фасонных рофилей клиновидного поперечного сечения, включающий прокатКу их в конических балках, установленных под углом .к плоскости прокатки с пересечением осей1 О их вращения со стороныменьших диаметров валков при большем,обжатии полосы с этой стороны и обратно пропрраиональной зависимости распределения обжатий1 и текущей переносной скорости валков по ширине полосы. Такой способ про кн обеспечивает выравнивание скорост прокатки по ширине полосы и исключе ее ребрового изгиба на выходе из а также утяжки металла со стороны шего обжатия.113 .Недостатком способа является то; что он не обеспечивает возможности получе+ ния клиновидных профпо длине сечения и с уг лом его клиновидности.Бель изобретения - обеспечение воз- ., можности получения фасонных профилей переменного по длине сечения с изменяющимся углом его клиновидности без ребрового изгиба полосы. и утяжек про филя.Поставленная цель достигается тем,; что согласно способу получения фасонных профилей клиновидного поперечного се-, чения, включающему прокатку их в конических валках, установленных под углоМ к плоскости прокатки с пересечением осей их вращения со стороны меньших диамет-", ров валков при большем обжатии полосы с этой стороны и обратно пропорциональ ной зависимости распределения обжатий и текущей переносной скорости валков по ширине полосы, в процессе прокатки изменяют. раствор и угол установки валков, а прокатку осуществляют в вал,менным по окружности углом их к3 1003 ности, причем для увеличения угла клиновидности и сечения полосы увеличивают коэффициент обратно пропорциональной зависимости соотношения распределения обжатия и текущей переносной скорости валков по ширине полосы путем увеличения угла установки и угла конусности валков, а для уменьшения угла клиновидности и сечения полосы уменьшают коэффициент той же зависимости обратными 16 действиями.На фиг. 1 представлена схема прокатки клиновидного профиля с переменньвюи по длине углами клиновидноети и величиной сечения; на фиг. 2 - то же и эпюры изменения переносной скорости валка в йро дольном и поперечном направлениях прокатки; на фиг; 3 - пример изменения радиуса и угла конусности валка, сечение АА на фиг. 1; МЗаготовку 1 симметричного сечения, например круглого, подают через вводную арматуру 2 в клиновидный зазор между двумя коническими валками 3 и 4,.установленными под углом 9 и Чу к плос ки прокатки и вращающимися в противоположные стороны со скоростями Ы.; и Ф 2 еВыполнение валков коническими, устаЗЕ новка их под углом к плскти прокатки ,таким образом, что оси вращения пересе-каются со стороны меньших диаметров позволяет неравномерно распределить по ширине полосы переносную скорость как в начале очага деформации, так и на вы ходе полосы из валков. При неравномерном обжатии заготовки 1, когда наиболь шее обжатие назначают по кромке Ь, обращенной к точке пересечения валков, а разность суммы углов становки и суммы углов конусности (Ч + Ч )- - (Ч., + 92 ) Ч равна углу клинвидности профиля полосы, неравномерное обжатие полосы находится в обратно пропор циональной зависимости к переносной скорости валков в направлении прокатки,.В плоскости выхода полосы из валков переносная скорость валков стремится повернуть сечение полосы в сторону точки пересечения осей валков со скоростью9 -чш , а различие приращений1.скорости по ширине полосы, которое обус-фф ловлено различием опережений 5, 7 52 (в силу различия обжатий) по ширине полосы, стремится повернучь сечение поло045 4 сы в протироположную сторону со скорос тью З,Ч -21 2 о 5 -Ь,За счет подбора формы заготовки, рас. пределения величин обжатий ло ее ширине и конструктивных параметров валков (Ч., Чр, Ки К 2) можно достигнуть такого условия, когда угловые скорости ю ий,; равны по величине и направлены в противоположные стороны, т.е. м- -щ- О, При этом скорости и вытшкки в любом продольном сечении полосы равны между собой 1 /2, Такие условия обеспечивают возможность прокатки клиновидных профилей 5 без ребрового изгиба, Условие прямолинейности полосы с учетом различия опережений, переносной скорости валков и обжатий по ширине очага деформации имеет вид й 2 (1+5) - Й 1 (1+) = О или с учетом значений 5., 3, определяемых, например, по формуле дрездена-Головина, 5: - у 2 й г У 2г 2 "+Ь 2 "1 + Ъ Это уравнение позволяет определить все технологические и конструктивные параметры для прокатки прямолинейнъж клиновидных профилей 5,Предотвращение утяжки в местах наи.меньшего обжатия (кромка 1 ) достигается за счет того, что посредством сил трения валки в начале, очага деформации воздействуют на полосу и на каждую элементарную площадку контактной поверхности Й, Зу под углом к оеи прокатки со скоростью Чу . Составляющая скорости М,з Ю, М о Ч Х , пропорциональная углу установки валка, способствует (посредством сил трения Йф;=Ч Т ) перемещению металла в сторойу кромки Ь 2, обжимаемой в меньшей мере. Это предотвращает утяжку фасонного профиляв,местах его наименьшего обжатия. С целью прокатки фасонных профилей 5, например заготовок лопастей воздушных винтов, с переменным углом клиновидности и величиной сечения (фиг. 2 а, 6, в) необходимо непрерывное изменение в процессе прокатки обжатия по кромкам Ъ. и 6 заготовки 1. Такое изменение обжатий вызывает перераспределение опережений Ь. и 5, изгиб полосы на выходе из валков, утяжку и даже разрывы по кромке Ъ 2, обжимаемой в меньшей мере.1 ООМЖ 5Для исключения ребрового изгиба,утяжки и разрывов кромки Ъ фасонногопрофиля 5 с переменным углом клииовидности Ч, в процессе прокатки непрерывно изменяют коэффициент обратной 5пропорциональности, между обжатиямиЪ - Ъ, Ъ- Ъ и переносной скоросОтью М, и М ак по кромка "п 1 иЬ еТакое. перераспределение достигается 10за счет изменения углов установки вал-.ков 9 ц и ЧЧ углов кокусности М иДля этого. устройство для прокатки,например валки 3 и 4, выполняют с переменным углом конусности и радиусомбочки валка (фиг. 3) и снабжают егосредстаами для поворота оси вращения,вокруг точки О пересечения осей валков.Прокатку ведут либо с увеличениемугла клиновидности профиля Ч, и постепенноным уменьшением обжатия, либо с уменьшением М и увеличением обжатия.Например, при увеличении угла клиновидности (фиг. 2) в процессе прокаткинепрерывно и согласно заданному закону 25изменения Ч С Ч ( к увеличивацют угол установки Чр."и угол конусности Ч 1 ( Ч ( Ц",В результате изменения этих параметров изменяется и радиус валка Й С 304 й (й, что ведут к изменениювели 4 н переносной скорости валков покромкам полосы в направлении прокаткии поперек полосы (эпюры на фиг. 2 а, б,в).55По мере увеличения угла клиновидности изменяются и обжатия по кромкамЪ и И 2, что приводит к значительномуросту опережения 5 по кромкам и иуменьшения опережения по кромке Ъ 2.Это приводит к тому, что угловая скорость поворота полосы ( Ш (Ю ( Ы )1 ипостепенно увеличивается и стремитсяувеличить кривизну реброваго изгибаЫК-, в сторону менее обжатой 45Мркромки Ъ . Здесь И- : сред 2 ьСРняя скорость выхода полосы из валков Зи 4.Увеличение разности переносныхскоростей Чи, Ч валков при увели 2 Ь.1чении угла,конусности Ч, угла Чустановки и разности радиусов валковР - й препятствует изгибу в сторонуЯ,. 1ьменее обжатой кромки И и стремитсяйвьпзвать изгиб кривизной К- в сто-,сррону точки пересечения осей валков. 4Исключение ребрового изгиба при изменении обжатия и угла клиновидности Ч полосы достигается за счет постоянного сохранения равенства между угловыми скоростями о)= МЮ = ШШ=и; н М и т.д, в каждом сечении полосы.я расчета технологических и конструктивных параметров прокатки используется условие прямолинейности полосы2 2 1 2 Й 1+ -- Й 1+ - у = О,в каждом2 Ъ 2 сечении изделия, например пара турбинной лопатки или лопасти воздушного винта.По мере увеличения угла клиновидности профиля и изменения углов установки и углов конусности валков увеличивается и составляющая переносной скорости Ч Ъ 1, М, валков, направленная поперек оси прокатки, Это увеличивает обьем металла, перемещаемый в сторону менее обжатой кромки и тем самым исюпочает утяжку профиля в этом месте.Аналогичным образом происходит процесс прокатки в калиброванных конических валках.с пересекающимися осями вращения, например несимметричных криволинейных профилей лопастей воздушных винтов. Параметры прокатки могут быть рассчитаны по приведенным выше зависимостям и уточнены в процессе экспериментальной обработки.Использование предлагаемого способа получения фасонных профилей и устройства для осуществления способа взамен штамповки турбинных лопаток и лопастей воздушных винтов позволяет резко увеличить производительность, экономию металлов, качество прокатных изделий, уменьшить энергоемкость производства и исключить применение уникальных прессов большой единичной мощности. Формула изобретения Способ получения фасонных профилей клиновидного поперечного сечения, включающий прокатку их в конических валках, установленных под углом к плоскости прокатки с пересечением осей их вращения со стороны меньших диаметров валков при большем обжатии полосы с этой стороны и обратно пропорциональной зависимости распределения обжатий и текущей переносной скорости валков по ширине полосы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности получения профилей переменного по длине7 100 М 48 8сечения с иаменяюящмся углом его кли- скорости валков по ширине полосы путем новидности при исключении ребрового из- увеличения угла установки и угла конус гиба полосы и утяжки профиля, в процессе ности валков, а для уменьшения угла прокатки изменяют раствор и угол усю- клиновидности и сечения полосыуменьшановкн ввпвв, а прокатку осущестмяют з ют коэффициент той же зависимости обв ввпсах с перемеюааа по окружности ратными действиями.углом ик йнусности, причем для увеличе- Источники информаций,ния угла клиновщоюсти и сечения полосы принятые во внимание при экспертизе и ааиаВ Рр 1,д ССС циовальной. зависимости соотношения рас й по заявке % 2836814/22-02, пределения обжатия и текущей переносной кл. В 21 В 1/00, 1977.