книги из ГПНТБ / Капорович В.Г. Обкатка в производстве металлоизделий

Для зажима тонкостенных труб (во избежание их смятия) следует применять многостороинецентрирующне зажимы типа цанговых или кулачковых патронов с боль­ шой контактной поверхностью губок.

Другая конструкция машины, разработанная КИИ и работающая по схеме 3 табл. 1 (оси вращения заготовки и инструмента параллельны), представлена на рис. 57. Калибровка инструмента для этого случая описана в § 25.

Для нужд котельного производства головным спе­ циализированным конструкторским бюро «Энергомаш» разработана установка для редуцирования и закатки концов трубчатых заготовок, которая также работает по принципу «неподвижная труба — вращающийся инстру­ мент». Обкатка на такой установке осуществляется ро­ ликовой обоймой на оправке. Машина рассчитана на обкатку концов котельных труб диаметром до 325 мм со стенкой толщиной 40 мм.

Представляет практический интерес опыт обкатки концов труб сближающимися роликами (схема 7 табл. 1). Конструкция такой машины разработана и ис­ пытана Первоуральском новотрубным заводом [15]. Ма­ шина предназначена для обкатки горловин баллонов и может быть применена для обкатки других подобных изделий.

150

33. ПРОИЗВОДСТВО ПОЛЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ОБКАТКОЙ

Многие полые осесимметричиые изделия сложной конфигурации (сочетание цилиндров, конусов, шаров) могут быть получены обкаткой по способу, разработан­ ному и изученному во ВНИТИ С. И. Борисовым и Е. А. Близнюковым.

Принцип работы созданного во ВНИТИ стана попе­ речно-винтовой обкатки заключается в следующем. Один конец полой заготовки 3 (рис. 58) закрепляется в патро-

Рис. 58. Стан конструкции ВНИТИ для поперечно-винтовой обкатки периодических профилей:

не 2 шпинделя стана, другой •— в холостом патроне 10 задней бабки стана, которая связана с гидроцилиндром 9, обеспечивающим заданное программой осевое растя­ жение или сжатие заготовки. Программа задается копирной линейкой через регулятор давления 7. Заготовке сообщается вращение вокруг своей оси, одновременно каретке 6 с закрепленными на ней суппортами, инстру­ ментами 4 и нажимными механизмами 5 — поступатель­ ное движение вдоль оси трубы. На каретке перед зоной деформации закрепляется индуктор для локального вы-

151

еокочастотного нагрева заготовки, а за зоной деформа­ ции — кольцевая спреерпая установка для охлаждения деформированного участка заготовки. Программное дви­ жение каретки обеспечивается регулятором 8 от копи­ ровальной линейки. Нагревом заготовки перед зоной де­ формации и ее охлаждением за зоной деформации обеспечивается жесткость всей заготовки и пластичность ее локальной зоны.

Большим достоинством стана является возможность изменения толщины стенки деформируемой заготовки в заданном направлении за счет регулировки ее осевого натяжения или сжатия.

34. ОБКАТНЫЕ МАШИНЫ РОТОРНОГО ТИПА КОНСТРУКЦИИ КИИ и ПНТЗ

Комплексная механизация и автоматизация многих технологических процессов, в том числе обработки ме­ таллов давлением, осуществляются на автоматических роторных линиях, разрабатываемых и изучаемых в Со­ ветском Союзе Л. Н. Кошкиным, Л. В. Петрокасом, И. А. Клусовым, В. Ф. Прейсом, А. Р. Сафарянцом, Б. Н. Исерсом и др. Созданию автоматических роторных линий по производству изделий из трубчатых заготовок пред­ шествует разработка схемы и технологии обкатки на ро­ торе и проектирование рабочего ротора, обеспечивающе­ го качественное выполнение технологических операций.

Такой схемой для обкатки трубчатых заготовок мо­ жет быть схема обкатки, представленная на рис. 49. На рис. 59 показан многошпиндельный автомат роторного типа, разработанный КИИ и ПНТЗ (17] для обкатки днищ и горловин на концах трубчатых заготовок. Авто­ мат состоит из станины 2, узла крепления инструмента 6, установленного рядом со станиной, 'передней и задней опор 3 и 11, загрузочного 5 и шпиндельного 8 барабанов, жестко закрепленных на валу 13 ротора, привода / ро­ тора, привода шпинделей (шкив и зубчатая передача 12). К опоре 3 прикреплен копир 4 с программой рабо­ ты загрузочных механизмов 7. К опоре 11 прикреплен копир 10 с программой работы зажимных кулачков шпиндельных узлов 9. Загрузочный и шпиндельный ба­ рабаны 5 и S смонтированы так, что оси загрузочных механизмов 7 совпадают с осями шпиндельных узлов 9.

Узел 6 предусматривает возможность быстрой смены

152

подготовленных инструментов поворотом барабана с ин­ струментом в новое фиксированное положение. Автомат работает в процессе непрерывного вращения ротора и шпинделей.

Порядок работы механизмов автомата следующий. Трубчатая заготовка с нагретым под обкатку концом че­ рез дозатор попадает на желоб одного из загрузочных

9 to 11 п 13 ѣ

Рис. 69. Многошпипдельный автомат роторного типа для обкатки концов трубчатых заготовок:

механизмов 7. При дальнейшем вращении ротора копирный ролик загрузочного механизма находит на ко­ пир 4, благодаря чему заготовка задается в шпиндель. После зажима заготовка цанговым патроном шпинделя, программа которого задана копиром 10, копирный ролик возвращается в исходное положение.

Загрузка следующей ячейки ротора осуществляется аналогично. Заготовка, закрепленная в шпинделе и вра­ щающаяся вместе с ним, при дальнейшем движении по окружности ротора подходит к неподвижно закреплен­ ному инструменту (узел 6), обкатывается об него, после чего разжимаются цанги зажимного патрона шпинделя и пружина шпинделя (на рисунке не показана), сжатая при заталкивании заготовки в шпиндель, выбрасывает заготовку на приемный желоб.

В процессе обкатки возможно совмещение операций сварки, обрезки нагорячо, отрезки со снятием стружки и других по аналогии с тангенциальной обкаткой.

Техническая характеристика автомата

По классификации Л. Н. Кошкина описанная обкат­ ная машина относится к машинам 2-го класса, в которых обработка осуществляется в процессе непрерывного транспортирования заготовок через зону инструмента. Темп работы таких машин определяется временем про­ хождения заготовкой шагового расстояния ротора

— технологическая скорость перемещения, рав­ ная транспортной скорости ѵтр.

Продолжительность операционного цикла заготовки определяется продолжительностью пути П заготовки в машине (от начала загрузки до выгрузки):

Цикл инструмента определяется временем прохожде­ ния шагового расстояния ротора:

Из изложенного следует, что темп машины равен опе­ рационному циклу машины и не зависит от продолжи­ тельности обработки заготовки, следовательно, и произ­ водительность такой машины не зависит от продолжи­ тельности операционного цикла.

154

Часовая производительность роторной обкатной ма­ шины

инерционностью взаимодействующих систем и предель­ ным значением скорости деформации

Расчет технологических усилий при роторной обкат­ ке принципиально не отличается от расчета усилий при тангенциальной обкатке. Калибровка инструмента под­

товок могут быть использованы многошпиндельные авто­ маты соответствующей мощности, предназначенные для обработки металла резанием.

35. НАГРЕВ ЗАГОТОВОК, ПЛАНИРОВКА ОБОРУДОВАНИЯ

План расположения оборудования и технологический поток участка для обкатки трубчатых заготовок во мно­ гом зависят от выбранного способа нагрева заготовок. Концы заготовок перед обкаткой можно нагревать в ще­ левых и очковых кузнечных печах с мазутным или газо­ вым отоплением, с помощью индукторов т.в.ч., электро­ контактным нагревом (при обкатке по схемам 22 и 23 в табл. 1), ацетилено-кислородным пламенем с помощью одно- и многосопловых горелок.

В массовом производстве бесшовных газовых балло­ нов из труб диаметром 219 мм и больше в качестве на­ гревательных устройств применяют главным образом

щелевые печи, отапливаемые природным газом. Преиму­ щества такого способа нагрева перед другими заключа­ ются в следующем:

виспользовании самого дешевого вида топлива —

газа;

ввозможности нагревать в одной печи заготовки раз­ ных диаметров, толщин стенок, марок сталей, конфигу­ раций;

Рис. 60. План расположения оборудования для двусторонней обкатки концов трубчатых заготовок

разнотолщинность заготовок, допустимая технически­ ми условиями на трубы, не сказывается на перепаде тем­ пературы нагрева стенок;

в возможности повторного нагрева частично обкатан­

На рис. 60 представлена типовая схема расположения оборудования участка для обкатки двух концов трубча­ тых заготовок диаметром 219—325 мм и длиной до

156

3000 мм с применением одношпиндельных обкатных ма­ шин и проходных щелевых печей, отапливаемых природ­ ным газом.

Мерная заготовка из бункера 1 через дозатор 2, ра­ бота которого сблокирована с работой загрузочно-разгру- зочного устройства 5, попадает іна транспортер с приво­ дом 4, перемещается через печь 3 (при перемещении ко­ нец заготовки, предназначенный под обкатку, нагревают до ковочной температуры) и сталкивается в желоб доза­ тора, расположенный перед обкатной машиной 7. Далее по команде оператора дозатор 2 сбрасывает заготовку на роликовую дорожку загрузочно-разгрузочного устрой­ ства 5, заготовка с помощью пневмозаталкивателя за­ дается в шпиндель обкатной машины 7, обкатывается, выбрасывается от шпинделя на рольганг, а оттуда — на второй транспортер, который передает заготовку ко вто­ рой машине для обкатки второго конца.

Если вторая обкатная машина не сможет обеспечить

Для нагрева изделий из специальных сталей и спла­ вов, а также при массовом производстве однотипных де­ талей более эффективным оказывается индукционный нагрев в торцовых или в щелевых индукторах. Для обе­ спечения равномерного нагрева конца трубы, который неподвижен в торцовом индукторе, подбирается опреде­ ленное положение трубы относительно свободного конца индуктора. При оптимальной частоте тока для предот­ вращения перегрева торца трубы расстояние от этого торца до торца катушки индуктора должно быть равно двум зазором между индуктором и трубой. Длина нагре­

В кольцевом и особенно в щелевом индукторе луч­ шие условия нагрева обеспечиваются при вращении за­ готовки.

Для уменьшения окисления металла при нагреве в индукторе его катушку заливают жаропрочным составом на основе шамота. В случае необходимости создания

157

нагрева последний применительно к нагреву труб перед обкаткой имеет существенные недостатки: невозмож­ ность равномерного нагрева труб с разнотолщинностью 10% и выше, а также сложность нагрева недокатанных концов (исправление передельного брака).

На рис. 61 представлен вариант планировки оборудо­ вания для обкатки трубчатых заготовок диаметром до 108 мм с нагревом их в кольцевом индукционном нагре-

онного нагревателя 2, далее захватывается вращающим­ ся шпинделем 4 и в процессе вращения вводится в ин­ дукционный нагреватель 2, выдерживается в нем задан­ ное время и выводится в желоб дозатора 3, затем сбра­

для нагрева стальных труб размером 108X4,5 мм перед обкаткой применен кольцевой индуктор с питанием от генератора мощностью Р = 200 ква при частоте f = 2500 гц. Время нагрева до температуры 1100—1200°С состав­ ляет 10—12 сек. Для труб размером 140X5 мм время наігрева составляет около 25 сек.

. 158