Производство периодических профилей
Изделия, получаемые при помощи процессов прокатки, широко используют в машиностроении и строительстве, поэтому приближение формы прокатываемого профиля к готовому изделию является эффективным способом снижения расхода металла. Применение новых процессов и станов позволяет производить методом прокатки различные заготовки для машиностроения, по форме и размерам очень близкие форме и размерам готовых изделий. При изготовлении деталей и заготовок методом прокатки отходы в стружку в большинстве случаев почти полностью устраняются или в значительной степени снижаются. В настоящее время созданы прокатные станы для производства круглых периодических профилей, ребристых и профилированных труб, шестерен, звездочек, резьб, червяков, шаров, коротких цилиндрических заготовок, колес, бандажей и т. и.
У периодических профилей поперечное сечение изменяется по соответствующему закону и это изменение периодически повторяется. Примерами могут служить арматурная полоса, лемехи для плугов, ступенчатые и конические валы и оси, полуоси для автотранспорта и др. Периодические профили получают продольной и винтовой прокаткой. Продольной прокаткой периодический профиль получают за один последний проход в ручьевых валках с различными радиусом по длине окружности. При продольной прокатке можно получить профили с односторонним периодом, с двусторонним совпадающим периодом и свободным уширеннем, с двусторонним совпадающим периодом и заусенцами, с несовпадающими верхними и нижними периодами и др.
Производство периодических профилей винтовой и поперечной прокаткой от производства продольной прокаткой отличается тем, что заготовка и готовый профиль представляют собой тела вращения. Прокатываемые на стане изделия могут иметь сложную форму, представляющую комбинацию цилиндрических, конических и сферических участков. Их изготовление осуществляют на двух-и трехвалковых станах с дисковыми (рис. 2.22, а) и коническими (рис. 2.22, б) валками, расположенными в рабочей клети под углом 120° один к другому.
Кроме того, валки устанавливают с некоторым перекосом (угол подачи 4-8°) по отношению к оси прокатки, что обеспечивает винтовое поступательное движение через очаг деформации. Круглую стальную заготовку после нагрева до 1100-1150°С подают к упору зажима, где автоматически захватывается ее первый конец. Одновременно с захватом опускается следящий клапан па копировальную линейку. Три вращающихся рабочих валка прокатывают вращающуюся между ними заготовку, гидравлическое натяжное устройство перемещает зажим в направлении рабочего хода (от валков) вместе с копировальной линейкой.
 |
Рисунок 2.22 Схема трехвалковых станов с дисковыми (а) и коническими (б) валками для прокатки периодических профилей
Производство шаров
Двухвалковые станы поперечной прокатки применяют для производства шаров, различных шестерен и других изделии.
Рисунок 2.23 Схема прокатки шаров в винтовых калибрах
При производстве шаров для мельниц исходной является горячекатаная круглая стальная заготовка. При этом калибр и настройка валков должны обеспечить полное отделение шаров от заготовки и закатку полюсных выступов. Валки шаропрокатных станов устанавливают под некоторым углом в горизонтальной плоскости подобно прошивным клетям трубопрокатных агрегатов. Бочки валков крепят на осях, установленных на подшипниках качения. Для удержания заготовки на оси прокатки применяют проводки. По характеру деформации калибр валка можно разделить на формующий участок, в котором осуществляется захват заготовки и ее постепенное обжатие в шар, и отделочный участок, в котором обеспечивается придание точных размеров шару и его отделение от остальной заготовки. Наиболее распространенными деталями машин являются зубчатые колеса. Существующие способы их изготовления резанием недостаточно производительны и дают большой расход металла в виде стружки. В настоящее время разработан новый метод изготовления зубчатых колес прокаткой нагретой заготовки в специально профилированных зубчатых валках. Этот способ обеспечивает высокую производительность, значительную механическую прочность колес и меньший расход металла.
Производство зубчатых колес и шестерен
Зубчатые колеса можно прокатывать двумя способами. В первом случае в качестве заготовки используют плоский диск, который зажимается головками суппорта и .располагается между двумя зубчатыми валками, имеющими модуль зацепления, равный модулю прокатываемой шестерни. Под действием тока высокой частоты заготовка нагревается непосредственно в суппорте на сравнительно небольшую глубину. После этого вращающиеся валки начинают сближать, происходит постепенная формовка зубьев. При этом металл вытесняется из впадин в головку. Прокатка шестерни заканчивается, когда наружный диаметр ее достигает заданного значения. Во втором случае шестерни прокатывают из круглой длинной заготовки или из заготовок, сложенных стопой. Валки перед прокаткой устанавливают на расстояние, соответствующее окончательно прокатанной шестерне, и за время прокатки их не перемещают. Заготовку зажимают в суппорте и проталкивают между вращающимися валками вдоль ее оси. Для нагрева заготовки используют кольцевой высокочастотный индуктор, установленный перед входом металла в валки. После прокатки и охлаждения зубчатый цилиндр разрезают на отдельные шестерни. Вторая схема обеспечивает большую точность зубчатого зацепления прокатываемых шестерен и более высокую производительность. Первую схему применяют при получении шестерен большого диаметра, а также в том случае, когда конфигурация прокатываемых шестерен не позволяет применять схему с осевой подачей заготовки (например, прокатка шестерен с шевронными зубьями).