книги из ГПНТБ / Шор Э.Р. Новые процессы прокатки

376 Поперечная прокатка профилей периодического сечения

дит утонение и подъем ребер до заданной высоты. В процессе деформации заготовки (обжатии по диаметру и утонении ребер) возможно течение смещаемого металла в осевом и в радиально­

тангенциальном направлениях.

С точки зрения создания наиболее развитой наружной по­ верхности ребристых труб калибровка валков должна обеспе­

чить условия, затрудняющие осевое течение металла и облегча­ ющие течение металла в радиально-тангенциальном направле­ ниях. Этим условиям отвечают следующие мероприятия: а) уве­ личение количества дисков, участвующих в прокатке, и соответст­

венное уменьшение обжатия, производимого каждым диском. При этом образуется многовитковый калибр, состоящий из на­ бора дисков, затрудняющий осевое течение металла; б) посте­ пенное уменьшение угла профиля формующих дисков, что вы­ зывает соответственное уменьшение составляющих нормальных

усилий, действующих на ребра и облегчающих радиально-тан­

уменьшает осевое течение металла при радиальном внедрении дисков; г) повышение чистоты поверхности и точности обработ­ ки профиля дисков. Высокая чистота рабочей поверхности дис­ ков способствует уменьшению сил трения, затрудняющих ради­

ально-тангенциальное течение металла при формообразовании ребер. Высокая точность обработки дисков обеспечивает вза­

имное совпадение калибров, образованных дисками каждого валка, отсутствие подрезания и изгиба ребер при прокатке, что также облегчает радиально-тангенциальное течение металла.

Практически при прокатке ребристых труб не удается избе­ жать осевой вытяжки, которая достигает 20—30%. В соответст­ вии с этим в ряде случаев калибровка дисков формующего участка выполняется с переменным нарастанием шагов (между дисками устанавливаются мерные прокладки).

Калибрующий участок предназначен для калибровки и ста­ билизации размеров профиля после прокатки.

Последним широким диском производится калибровка реб­ ристой трубы по .наружному диаметру. Калибрующий участок составляется из дисков с постоянным шагом и незначительным постепенным утонением профиля. Этим достигается уменьше­ ние неуравновешенного осевого давления металла на послед­ ний диск, которое, вообще говоря, весьма велико. Следует от­ метить, что в периоды неустановившегося режима прокатки (за­ ходе переднего конца в валки и начале прокатки, и выходе зад­

него конца заготовки в конце прокатки) остальные диски после­

довательно нагружаются односторонним неуравновешенным давлением металла, в осевом направлении и должны обладать

достаточной прочностью на изгиб. Для уменьшения односторон­ него давления металла на диски необходимо на заготовке с обеих сторон снимать конус. Угол конуса 15—20°.

Диски имеют незначительную толщину, поэтому существен­ ное значение имеет выбор материала дисков, обладающих необ­ ходимой для холодной прокатки твердостью, высокой износо­ стойкостью и высокой прочностью на изгиб. Диски для холод­ ной прокатки ребристых труб из цветных металлов изготовля­ ются из стали 5ХНМ и 5ХНВ и имеют твердость после терми­ ческой обработки 50—54 Rc.

Диски для холодной прокатки стальных ребристых труб из-'

готовляются из стали ХВГ и Х12М и имеют твердость после тер­ мообработки 58—60 Rc. Затем диски шлифуют, рабочую поверх­

ность их полируют для получения чистоты поверхностиVW9: Большое значение для стойкости дисков в эксплуатации име­ ет соблюдение надлежащих режимов шлифования. Диски следу-1

ет шлифовать при обильном охлаждении эмульсией;' глубина шлифования не должна превышать 0,01 мм-( чем она меньше, тем меньше возможность появления шлифовочных прижогов и Tpej

щин, снижающих прочность рабочего гребня дисков.

Оправка обычно имеет цилиндрическую форму, однако в от­ дельных случаях для получения более ровной внутренней по­ верхности трубы можно применять расширяющуюся коническую оправку. Диаметр оправки на 0,5+ 0,8 мм меньше диаметра от­ верстия. Изготовляется оправка из стали ШХ15, твердость после термической обработки 60—63 Rc .

Формообразование профиля прокатанных ребристых труб возможно при высокой степени деформации металла. Работа пластической деформации почти полностью переходит в тепло: Помимо этого, прокатка ребристых труб сопровождается интен­ сивным скольжением дисков относительно профильных поверх­

ностей прокатываемой заготовки. Скольжение происходит при высоких удельных давлениях и также сопровождается выделе­ нием значительного количества тепла и разогревом валков и со­

пряженных с ними деталей. В связи с этим должно быть уделе­ но серьезное внимание выбору технологических смазок и охлаж­ дению валков.

Как показывает опыт, правильный выбор смазки и способа ее нанесения имеет решающее значение для успешного ведения

процесса. Применение эффективных смазок снижает коэффици­ ент трения, уменьшает выделение тепла, значительно облегчает радиально-тангенциальное течение металла и увеличивает до­ пустимую степень деформации металла при формообразовании, способствует получению более качественной поверхности, сниже­ нию рабочих нагрузок и расхода энергии при прокатке.

378 Поперечная прокатка профилей периодического сечения

При прокатке ребристых труб из цветных металлов (медь,

алюминий) наилучшие результаты получены при использовании для смазки минеральных масел с коллоидным графитом в каче­ стве наполнителя (содержание графита 20—25%). Подача смаз­

ки при прокатке производится при помощи сжатого воздуха спе­

циальной форсункой, обеспечивающей хорошее разбрызгивание

и равномерное нанесение смазки на валки и заготовку. При хо­ лодной прокатке ребристых труб из малоуглеродистой стали за­ готовки подвергают предварительному фосфатированию с приме­ нением в качестве смазки мыльной эмульсии. Разрез ребристой трубы приведен на рис. 199. Для ребристых труб важным рас­

четным параметром является коэффициент оребрения, определяе­ мый как отношение наружной оребренной поверхности к площа­ ди отверстия трубы.

С точки зрения экономии материала и веса наиболее эффек­

тивными являются трубы с тонкими ребрами и тонкой стенкой несущей трубы. Поскольку профиль ребристых труб образуется

путем пластической деформации трубчатой заготовки, предель­ ные параметры ребристых труб (коэффициент оребрения, тол­

щина элементов профиля) ограничены и определяются пласти­ ческими свойствами материала при данных условиях деформа­ ции. Так, при чрезмерном утонении стенки несущей трубы обра­

зуется утяжка внутреннего диаметра трубы, которую не удается выправить калибровкой отверстия при помощи оправки и воз­ можно разрушение трубы в процессе прокатки. Утонение ребер

практически возможно лишь до некоторой предельной величины,

зависящей от пластических свойств, степени наклепа и сопро­

тивления деформации металла заготовки, а также от жесткости

крепления набора дисков и жесткости самих дисков. Предельная деформация при утонении ребер может прояв­

ляться в виде радиальных трещин и разрывов ребер.

Путем холодной прокатки можно получать трубы с весьма

тонкими и высокими ребрами и большой поверхностью оребре­ ния. Геометрия профилей ребристых труб, прокатка которых освоена во ВНИИМЕТМАШ, приведена в табл. 41 (рис. 200).

Как следует из таблицы, наилучшей деформируемостью при прокатке ребристых труб обладают алюминий и медь.

Для материалов, подвергающихся сильному наклепу, про­ катку можно вести в два и более проходов с промежуточными отжигами; при этом геометрия ребристых труб (коэффициент оребрения) может быть значительно улучшена.

Существенное значение на процесс прокатки ребристых труб оказывает выбор скоростных режимов для различных материа­ лов.

При прокатке ребристых труб, указанных в табл. 41, макси-

Рис. 199. Разрез ребристой трубы

Рис. 199. Элементы реб­ ристой трубы

При указанных выше допустимых окружных скоростях вал­ ков производительность стана при прокатке ребристых труб со-.

ставляет:

По сравнению с существующими способами изготовления реб­ ристых труб при прокатке повышается производительность в 5—

15 раз (в некоторых случаях еще выше) и соответственно сни­ жаются затраты труда и себестоимость.

Широкое применение прокатанных ребристых труб, обладаю­ щих более высокими теплотехническими и эксплуатационными показателями, позволит повысить экономичность- и значительно уменьшить по весу и габаритам конструкции машин и аппаратов. В некоторых случаях окажется возможным заменить более дефи­ цитные цветные металлы менее Дефицитными или изготовлять

стальные ребристые трубы -вместо труб из цветных металлов.

В связи с этим особая роль должна принадлежать прокатанным

ребристым трубам из алюминия.

Простая технология прокатки ребристых труб и несложное

оборудование позволяют сравнительно легко организовать их производство на любом заводе.

ЛИТЕРАТУРА

1.А. И. Целиков, Е. С. Р о ко т я н, А. Е. Гуревич, А. В. Круг­ ликов, Э. Р. Шор. Станы для прокатки равнопрочных профилей перемен­ ного сечения. Машгиз, 1949.

2.Э. Р. Шор, С. П. Грановский. Прокатка профилей переменного сечения. Бюллетень авиационной промышленности, № 5, 1947.

3.Э. Р. Ш о р. О применении полуфабрикатов переменного сечения. Тех­ ника воздушного флота, № 4, 1948.

ник машиностроения, 1959, № 10.

6.С. П. Грановский. Давление металла на валки при холодной про­ катке полос с переменным обжатием. Сталь, № 9, 1949.

7.С. П. Г р >а н о в с к и й. Исследование процесса прокатки полос пере­ менного сечения. Машгиз, 1949.

8.А. И. Целиков и Е. С. Рокотян. Советское станкостроение за 40 лет. Новое в тяжелом машиностроении, ЦНИИТМАШ, № 3, 1957, 9—21.

9. А. Е. Г у р е в и ч, Н. Н. Д р у ж и н и н, М. И. Р е й ф и с о в. Элек­ тропривод станов для прокатки профилей переменного сечения. Труды ЦНИИТМАШ, кН. 50, Машгиз, 1952.

10. А. И. Целиков. Автоматизация технологических процессов в ма­ шиностроении путем применения прокатки. Сб. «Автоматизация технологиче­ ских процессов в машиностроении». Изд. АН СССР, 1955.

неприводных валках. Сб. «Исследование деформируемости сплавов», Оборон­ гиз, 1955.

16.А. И. Целиков, Е. С. Рокотян, Э. Р. Шор. Новые прокатные станы. Металлург, 1959, № 2.

17.А. И. Целиков, Е. С. Рокотян, Э. Р. Шор. Новые технологи­ ческие процессы прокатки. Металлург, 1959, № 3.

18.Производство листов переменного сечения из алюминиевых сплавов. «Modern Metals», 1957, т. 13, № 6, 48—50.

19. Прокатка клиновидных алюминиевых листов «Steel», 1955, т. 132,

№21. 118—119.

20.Прокатка профилей переменного сечения. «Hiitnicke listy», № 3, 1957, 222—236.

21. - А. И. Колпашников. Интенсификация режима в производстве ли­ стов из алюминия и его сплавов. Бюллетень технико-экономической информа­ ции АН СССР, 1957, № 2.

«дуо» или «кварто» для прокатки листов и полос переменн'ого сечения.

24. А. И. Ц е л и к о в, Э. Р. Ш о р, Е. С. Р о к о т я н, А. Е Гуревич и А. В. Кругликов. Авторское свидетельство № 88693 1950 г. на стан

станы для поперечно-вин'товой прокатки № 84339 и 84905 1949 г.

30 Г. А. Лившиц. Исследование поперечно-винтовой прокатки профи­ лей периодического сечения на трехвалковом стане. Прокатные станы, выл. 5. Машгиз, 1955.

31. А. И. Целиков, В. П. Анисифоров. Новая технология прокат­ ки периодических профилей и экономия металлов. За экономию металлов, № 5, 1952.

32. В. П. Анисифоров. Перспективы производства круглых профилей переменного сечения методом поперечного проката. Доклад, опубликоййнпый в книге «Материалы научно-технического совещания по рационализации про­ филей проката». Профиздат, 1955. См. тйкже бюллетень ЦИИН МЧМ, № 9, 1956.

33.В. П. Анисифоров. Поперечно-винтовая прокатка периодических профилей. Статья в книге «Прогрессивная технология кузнечно-штамповочн'ого производства». Машгиз, 1953.

34.В. П. Анисифоров и И. И. Казанская. Поперечно-винтовая

прокатка круглых периодических профилей. Бюллетень технико-экономической

информации. АН СССР, № 7, 1955.

35. В. П. Анисифоров, С. П. Гр а но веки й и В. П. Васильчи­ ков. Поперечно-винтовая прокатка круглых периодических профилей, шаров и шестерен. Рационализация профилей проката. Труды научно-технического совещания Профиздат, 1956.

36.В. А. Жаворонков. Исследование первых промышленных станов для поперечно-винтовой прокатки профилей переменного сечения. Прокатные станы и технология прокатки, вып. 62. Машгиз, 1956, стр. 110-^126.

37.М. В. Б а р б а р и ч нФ. П. Кирпичников. Новые методы пе­

водства проката. Механизация трудоемких и тяжелых работ, № 6, 1957.

нах поперечно-винтовой прокатки периодических профилей. Сб. работ МВТУ «Прокатные станы и технология прокатки», № 80, 1957.

40. И. И. К а з а и с к а я. Новые методы поперечно-винтовой прокатки периодических профилей. Сб. «Прогрессивная технология горячей штамповки». Машгиз, 1955.

50.В. С. Смирнов. Поперечная прокатка. Машгиз, 1948.

51.С. П. Грановский, И. С. П о б е д и н и Н. В. Мехов. Прокатка периодических профилей в винтовых калибрах. Поперечная прокатка в ма­ шиностроении. Машгиз, 1957, стр. 170—268.

52.А. И. Целиков. Прогрессивные процессы обработки давлением на заводах массового производства. Изд-во АН СССР, 1955.

53С. В. В о р о б ь е в. Авторское свидетельство № 71454 1948 г. на стан

для прокатки цилиндрических шестерен1.

54.А. Д. Кузьмин и Л. Д. Взнуздаев. Авторское свидетельство

№91433, 1951 г. на стан для прокатки зубчатых колес.

55.А. Д. Кузьмин. Исследование процесса прокатки цилиндрических

зубчатых колес ЦНИИТМАШ, кн. № 42. Машгиз, 1954.

56. А. Д. К у з ь м и н. Изготовление цилиндрических зубчатых колес го­ рячей прокаткой. Прокатные станы и технология прокатки, № 62. Машгиз, 1955, стр. 37—74.

57. А. Д. Кузьмин и М. В. Васильчиков. Из опыта промышлен­ ного производства цилиндрических зубчатых колес методом горячей прокат­

ских зубчатых колес. Поперечная прокатка в машиностроении. Машгиз, 1957, стр. 315—369.

61.В. Ш. Лурье. Горячая прокатка зубьев шестерен. Информационный технический бюллетень Строймаша, вып 3, 1956.

62.Б. М. А л ь т м а н. Изготовление шестерен с образованием зубьев ме­ тодом пластической деформации металла. Судпромгиз, 1956.

63.С. И. Абрамсон. Горячее накатывание зубьев цилиндрических зубчатых колес. Московский дом научно-технической пропаганды, серия ма­ шиностроение, вып. 18, Москва, 1957.

67.Н. К- Ш л я м и н. Накатка зубчатых колес. Технология автомобиль­ ной промышленности, № 3, 1955.

68.Е. М. Ходов. Изготовление шестерен накатыванием. Машгиз, 1955.

69. В. В П о л о в и к о в, В. А. Б о д ж а к о в, И. Н. П е т р о в. Накатка шестерен с индукционным нагревом заготовок. Автомобильная и тракторная промышленность, № 5, 1957.

Авторское свидетельство № 554632/25, 1954 г. на способ прокатки конических шестерен.

ин к о в. Накатка резьбы на винтах домкратов. Автомобильная и трактор­ ная промышленность, № 11, 1956.

дической прокатки металлов. Изд. филиала АН СССР, 1957, стр. 79—89.