Способ изготовления валков прокатных станов и устройство для его осуществления

(57) И ционно и може оретении термибыть носится к ай обработ завано в ч отовлении форма- стали ной лков чия испол ри из металлур.ги прокат на фиг,ника; на к де ормаци етение атнаситс термической обр ыть испальзава и батке стала в черной оннои ролика.В пре бргии при изгатавх становизобретения - упутем повышенияких размеров ваг, 1 изображенод; н г. 2 и может металлу пракатнь Цельении валк пературы аус рармацию пра лучшение каточности геаударньм деракали Ьрующимпенью дерармвиброударное чест кав,устройство,ид А на фиг.1; метричес На фи общий виа фи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР 1( АВтОРскОму свидетельст 4697097/0224.02.8907.03.91. Бюл, 1 Р 9Ижевский механический институтВ.Б. Дементьев, Н.А. Спичкин,Соболев, В.А, Николаев и А.В, Жадан(56) Ыиринкин Л,В, Технологические возможности и область применения радиально-обяммных машин. - Кузнечноовочное производство, 1987,с, 21-23.тарское свидетельство СССР870, кл. С 21 0 7/14, 1978,54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАЛКОВ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГОСУЦЕСТВЛЕНИЯ х станов, Цель изадоре улучшение качества путем повышения точности геометрических размеров валков, Способ включает одновременную деформацию заготовки роликом виброударного механизма и калибрующим роликом с суммарной степенью деформации 20-40%, причем доля виброударной обработки составляет 15-30%, а калибрующей обработки 5-10%. Деформирующий узел имеет калибрующий ролик, который смещен в направлении подачи вдоль оси заготовки относительно ролика виброударнога механизма на 0,3-0,5 длины цилиндрического участка, имеет одинаковый профиль с поддерживающими роликами и составляет с ними замкну- с: тый калибр. Ролик виброударнаго механизма имеет в 1,3-1,5 раза меньший диаметр йли в 1,3-1,5 раза меньшую ширину, чем остальные ролики, или име- С ет профильный радиус 50-80 мм, В плоскости, перпендикулярной оси заготовки, калибрующий ролик расположен под углом 20-30 к вертикальной оси. 2 с,п. 3 з,п. ф-лы, 4 ил.СЬ рафиль ролика виброудар - профиль калибрующего тельно нагретой до теменизации заготовке деадят одновременна вибромировапием и обкаткой аликом с суммарной стеции с 20-40%, причем деформиравание проводятсо степенями деформации Я =15-3 ОИ, а обкатку калибрующим роликом со степенями деформации Я =5-10 Х.Отличием предлагаемого способа от известного является то, что деформацию наряду с виброударной обработкой проводят дополнительным калибрующим роликом с профилем, одинаковым проФилю поддерживающих роликов и состав ляющим с ними замкнутый калибр, а ролик виброударного механизма имеет диаметр, в 1,3-1,5 раза меньший диамет" ра остальных роликов, или в 1,3-1,5 раза меньшую. ширину., или имеет проФильный радиус, равный 50-80 мм, причем калиьрующий ролик сдвинут в направлении подачи вдоль оси заготовки на 0,3-0,5 ширины калибрующего участка" по отношению к ролику виьроударного 20 механизма и поддерживающе-калибрующим роликам, а в плоскости, перпендикулярной оси заготовки, он расположен под углом 20-30 к вертикальной оси.оВсе ролики в плоскости, перпенди кулярной оси заготовки, развернуты на уголЫьЯ, = агсд30где Бо - осевая подача заготовки,мм/об,;В - диаметр обработки, мм,для снижения усилий трения скольжения на контактных поверхностях. Приуглах разворота, меньших и большихрезко возрастает усилие контактного скольжения, что приводит к интенсивному износу инструмента,Ширина цилиндрического участка 40калибрующего ролика в 1,3-1,5 разабольше ролика виброударного механизма, но не должна быть меньше 20 ибольше 50 мм, так как при меньшихзначениях не обеспечивается точностьнаружной поверхности заготовки из-занеполной проработки следов виброудар"ного девормирования, а при ьольших -резко возрастает усилие на ролик, Приосевом смещении калиьрующего роликав направлении подачи относительно ролика виброударника менее 0,3 шириныкалибрующего участка не обеспечивается захват материала заготовки его заборным конусом, а при осевом смещении,более 0,5 ширины не обеспечивается55перекрьпие следов обработки и возрастает перепад температур в междеформационной паузе. Угловое расстояние по окружности между роликом виброударного механизма)1 и калибрующим роликом принято 20-30 ф, 11 ри меньших угловых расстояниях не обеспечивается размещение капибрующего ролика на узел деформации, а при больших - резко возрастает перепад температур в междеформационной паузе и не обеспечивается закалочная температура при входе заготовки в спр:;йер,Устроиство содержит привод осевойподачч заготовки состоящий из двигателя 1, редуктора 2, ременной передачи 3 со сменными шкивами, ходовоговинта 4, каретки 5, привод вращениязаготовки, расположенный на каретке5 и состоящий из двигателя б редуктора 7, ременной передачи 8 со сменными шкивами, шпинделя 9, редуктора 10деформирующнй узел, состоящий из механизма 11 статического поджатия ролика, виьроударного механизма 12, поддерживающе-калибрующих роликов 13 и14, механизма 15 калиьрующего роли-,ька, расположенного под углом 30 квертикальной оси (Фиг. 2) с роликом16, ролик 17 виброударника, находящийся в одной плоскости с поддерживающими роликами 13 и 14, и спрейер18.Устройство работает следующим образом.11 о настроечному оьразцу устанавливают радиальный вылет ролика виброударного механизма, поддерживающихроликов, радиальный и осевой выпеткалиьрующего ролика так, чтоьы оьеспечить степень деформации Е=15-ЗОХпо наружному диаметру при виьроударном деформировании и Я =5-107 приоькатке калибрующнм роликом,1(аретку 5 устанавливают в исходное положение, на шпиндель 9 устанавливают заготовку 19, После этогоот двигателя 6 через, ременную передачу 8 и червячный редуктор 7 заготовке сообщается вращение, включают индуктор 10,в котором заготовка нагревается до температуры деформации. Затем от двигателя 1 через ременную передачу 3, червячный редуктор 2, ходовой винт 4 и маточную гайку каретки 5 заготовке сообщают осевую подачу,Ролик вибраударника с помощью пружин механизма 11 статического. поджатия поджимается к заготовке и ему придается вибрация от пневмовибратораре.Параметры обработки следующие:Температура дедармя 95020Энергия десоор 1 ировани я, ДжУсилие статическогоподжатия при виброударном де 1 рормирозянии, к 11Частота ударов ролика, ГцЧастота вращения заготовки с 20 Степень де.рормации привиброударной Обработке, lПодача заготовки,мм/ОбДиаметр ролика виброударника, ммДиаметр калибрующего 20 120 ролика, мм Угол разворота ро 1 50 ликовДиаметр заготовки 50 53 Степень деформяц 1 ы при стятическо,обкатывании, %Деаормирую 1 ций 1 ролик виброударногомехяни змя имс ет пр 011)иль 11 ый ряди ус60 ьж. Заготовки обработанные попредлагаемому способу имеют точность 55 12. Кал 11 брующий ролик 1 Ь частроен 11 ый на размер по настроечному образцу с помощью механизма 15, Обкатывает нар"жную поверность заготовки после5 виброудар;1 О 1 обэаботки. После выхода из уз 11 я деыо 1.я 11 ии зяготОВкя Гопздяет в спреиер 17, где закаливяется при интенсивном душевом Охлаждении. При установке следующей заготовки цикл повтор";ется.11 р и м е р ПО предлагаемому способу обрабатывают партию цилиндрических заготовок из стали 9 Х в количестве 50 шт. 11 ри Этом заготовку, которЯЯвращается вокруг своей оси, нагреваютй в индукторе до температуры на ООС выше температуры яугте 1111 зяции, после этого заготовку подают с подачей Я в зону дейормации, где ее непрерывно последовательно деЛормируют сначала роликом виброударного;.еханизма, а затем калибру.с 1 цим роликом стати:еского обкатывания, 11 рч выходе из зоны де 11.ормяции заготовка закяливается в спрейенаруждого диаметра, соответствующую 9 -11 квалитету, шероховатость наружной поверхности К, ф 1,25 мкм, На поверхности отсутствуют макродеФекты в вице следов виброударного деформирования, т.е. повышается точность и качество наружной поверхности.Помимо указанных оежимов были опробованы следующие: суммарная степень дейормации принималась равной 15, 20, 40 и 45% соответственно. При суммарной степени деформа 11 р 1 и= 15% (виброударное дедормирогание 10% и статическое обкатывание 5%, соответственно) не обеспечивается требуемая твердость заготовки и не устраняются следы виброударного деформирования - имеется волнистость поверхности на уровне 0,2-0,3 мм, точность наружного диаметра соответствует 14-15 квалитету. При степени деаормации 20 и 40% соответственно обеспечиваются механические характеристики материала и точностьнар жного диаметра заготовки на уровне 9-11 квалитетов. Следы виброуцарного делормирования на наружной поверхности заготовки отсутствуют. При степени дейормации 45% не обнаружено прироста уровня механических характеристик материала заготовки, точность наружного диаметра сохраняется 11 ауровне 9-11 квалитетови отмечаются местные отслоения ( шелушение") металла на наружной поверхности заготовки, очевидно, из-за перена лепОпробованы так же деформирующяеролики с различным соотношением размеров, 11 ри равенстве диаметров роликов виброударного механизма и статического обкатывания не происходитвыглаживяния наружной поверхности заготовки и устранения огранки от виброударной обработки. При соотношении диаметров роликов более 1,5 (диаметр ролика статического обкатывания более, чем в 1,5 раза больше диаметраролика виброударника) точность и частота наружной поверхности остаются ня уровне 9-11 квалитета и 2,11,25 мкм соответственно, но возникают трудности конструктивного характера - не вписывается ось в ролик, усложняются механизмы настройки узла виброударного деФормирования и статического обкятывания.1 о сравнению с известным предлагаемые способ и устройство позволяютповысить точность геометрических размеров и макроформы (цилиндричность заготовок валков прокатных станов, а также качество их наружной поверх 5 ности из-эа отсутствия следов виброударного деформирования, снизить трудоемкость изготовления валков за счет снижения доли механической обработки в процессе производства. ОФормула изобретения1. Способ изготовления валков прокатных станов, включающии нагрев за. готовки до температуры аустенизации, виброударную деформацию на заданную величину с продольной подачей заготовки и закачку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества путем повышения точности гео,метрических размеров валков, виброударную деформацию проводят на величину 15-30 Х, при этом одновременно осуществляют обкатку калибрующим роликом со степенью деформации 5-10 Х.2. Устройство для изготовления валков прокатных станов, содержащее узел нагрева, приводы вращения, системупродольной подачи, узел виброударной 30 деформации с деформирующим и поддерживающими роликами, систему охлаждения, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью улучшения качества путемповышения точности геометрических размеров валков, узел деформации дополнительно содержит калибрующий роликс профилем, совпадающим с профилемподдерживающих роликов, и составляетс ними замкнутый калибр, причем калибрующий ролик сдвинут в направленииподачи на (0,3-0,5) ширины его цилиндрической части по отношению к деформирующим и поддерживающим роликам ирасположен под углом 20-30 к вертикальной оси в плоскости, перпендикулярной направлению подачи.3. Устройство по и, 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что деформирующий ролик выполнен диаметром в1,3-1,5 раза меньшим диаметра калибрующего ролика,ч. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что деформирую-,щий ролик выполнен шириной, в 1,31,5 раза меньшей ширины калибрующегоролика,5, Устройство по п, 2, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что деформирующий ролик выполнен с профильным радиусом 50-80 мм.1632987 ффь Р 3 Г РСь 1 РЪ Составитель А, КулеминТехРед М Дидык Корректор А. Обручар Редактор Н. Яцола Заказ 597 Тираж 389 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101