Прокатка спеціальних профілів

Спеціальні профілі можуть бути отримані у різний спосіб. Так, при періодичній прокатці отримують вироби, поперечний переріз яких змінюється за певним законом, і ця зміна зазвичай періодично повторюється по довжині смуги, що прокочується. Періодичні профілі одержують такими видами прокатки:

поздовжній;
поперечної;
гвинтовий.

При поздовжній періодичній прокатці отримують профілі з одностороннім періодом, з двостороннім, збігається з неспівпадаючим верхнім і нижнім періодами і т.д.

Калібрування валків для отримання періодичного профілю суттєво відрізняється від калібрування валків при отриманні звичайних профілів. При цьому процесі остаточну форму надають за один прохід, причому в різних перерізах одного періоду витяжка безперервно змінюється, досягаючи в деяких випадках двох-і триразової. Довжина періоду профілю визначається довжиною кола валка. При кожному обороті валків з них повинен виходити відрізок смуги з цілим числом періодів, тому найбільша довжина періоду не може бути більшою за довжину кола валків при даному діаметрі. Тому чим більше період, тим більше має бути і діаметр валків.

Однією з найважчих завдань при поздовжній прокатці періодичних профілів є отримання постійної довжини періоду, так як від переднього кінця смуги до заднього, довжина періоду при процесі обробки може коливатися. У той самий час допуск на довжину періоду, зазвичай, становить дуже невелику величину - приблизно 1% . Довжина ж періоду залежить від випередження, величину якого визначити дуже важко через мінливість радіуса валків, зміну умов тертя між смугою, що деформується, і валками, наявність окалини та інші фактори.

Єта інші специфічні труднощі виробництва періодичних профілів, проте через значні вигоди, що отримуються при його застосуванні, необхідно вдосконалювати та розвивати даний вид виробництва. На рис. 4.18 наведено деякі види періодичних профілів, які отримують методом поздовжньої обробки. Для обробки періодичних профілів проектують спеціальні стани чи пристосовують звичайні стани.

Поперечна прокатка періодичних профілів істотно відрізняється від поздовжньої тим, що заготовка і готовий профіль є тіла обертання . Найбільш перспективним станом поперечної прокатки є тривалковий (рис. 4.18). Прокатку на даному стані здійснюють дисковими або конічними валками, розташованими в робочій кліті стану під кутом 120 ° один до одного. Кожен валок може переміщатися впоперек своєї осі під дією індивідуального гідравлічного циліндра, причому це переміщення автоматично відбувається одночасно однакову величину всім валків.

Регулювання переміщення валків до створення розчину заданої величини з-поміж них залежить від пересувного супорта , у якому закріплена копіювальна лінійка. Супорт обладнаний затискачем, що обертається, в якому закріплена заготовка, нагріта до температури, близької до 1150° С. Після цього супорт пересувається під дією гідравлічного циліндра і створює необхідний натяг по осі руху заготовки. Разом з тим, зближують або розводять валки для отримання відповідного діаметра заготовки за її довжиною.

На цих станах можна отримати профілі різної конфігурації, причому перехід з одного профілю на інший здійснюється швидко.

Стани поперечної прокатки періодичних профілів класифікують по діаметру виробів, що випускаються, (від 10 до 120 мм) . Відповідно до цього їхназивають табір 10, табір 120 і т.д.

Поперечною прокаткою шестерень, що накочує зуби, між двома обертовими валками. При цьому можливі два способи обробки зубів:

з осьовою подачею заготівлі;
з радіальною подачею валків (штучна прокатка).

Утворення зубів у процесі обробки тиском з осьовою подачею заготовок здійснюється переміщенням нагрітої в кільцевому індукторі заготовки між двома обертовими зубчастими валками , модуль яких дорівнює модулю шестірні, що прокатується (рис. 4.19) . На початку процесу обробки тиском заготівля приводиться в обертання зубчастим ділильним колесом, яке знаходиться в зачепленні з валками. Після виходу із зачеплення шестерня обертається валками.

Діаметр заготовок для отримання шестерень, який встановлюється досвідченим шляхом, близький до діаметра ділового кола. Пруткову прокатку шестерень застосовують для обробки прямозубих і косозубих шестерень з невеликими модулями (= 6 мм) і діаметром =; 200мм. )

При другому способі прокатки зубів - з радіальною подачею валків - нагріту до температури обробки тиском, штамповану циліндричну заготовку поміщають між двома зубчастими валками, що обертаються (рис. 4.19) . Заготівлі передається примусове обертання з певною швидкістю, яка відповідає передатному числу між валками і шестернею, що прокочується, а потім валки зближують. При цьому їх зуби заглиблюються в заготівлю та утворюють западину в шестірні. Витіснений зубом валка метал тече у головку зуба шестірні. Отримані на заготівлі зуби, обкочуючись у зачепленні із зубами валків, одержують евольвентний профіль.

Двухвалкові стани гвинтової прокатки широко застосовують останнім часом для обробки тиском сталевих куль діаметром від25 до 125 мм, оскільки потреба у них щорічно зростає у різних галузях промисловості. Загальний вигляд спеціального стану наведено на рис. 4.20.

Він подібний до стану для прошивки круглої заготовки в гільзу при виробництві безшовних труб. Валки його, як і в прошивному стані, обертаються в одному напрямку, завдяки чому заготівля отримує обертальний рух. Для осьового переміщення заготовки осі валків розташовують під невеликим кутом осі прокатки. У валках табору нарізають гвинтові калібри. За характером деформації калібр валка можна розділити на формувальну ділянку, де здійснюються захоплення заготівлі та її поступове обтиснення в кулю, та оздоблювальну ділянку, де даються точні розміри кулі та відбувається її відокремлення від заготівлі.

Діаметр валків шаропрокатних станів приблизно в п'ять-шість разів більше діаметра куль, що прокатуються; так, для куль діаметром від 25 до 125 мм застосовують валки діаметром від 190 до 700 мм.

Враховуючи, що за один оборот валків виходить одна куля, то продуктивність стану визначається числом оборотів валків. Вихідним матеріалом служать круглі заготовки довжиною від 1,5 до 6 м, діаметр яких менший за діаметр кулі. Заготівлю нагрівають до

1000° З по ввідному жолобі відправляють у валки табору. Виходячи з іншого кінця табору, кулі скидають у бункер, в якому вони охолоджуються.

Існує також ряд станів спеціального призначення, наприклад агрегати для прокатки ребристих труб, для накатки різьблення та ін.

Особливим різновидом спеціальних агрегатів є група ролико-згинальних станів. На них гнуті фасонні профілі одержують у результаті вигину смуг у холодному стані. Отримати такі тонкостінні профілі гарячою прокаткою в багатьох випадках неможливо через складність форми та швидкого та нерівномірного.охолодження тонкостінних профілів у валках.

Сортамент гнутих профілів різноманітний. На рис. 4.21 наведено деякі найбільш характерні профілі, які можуть бути отримані на ролико-згинальних станах.

Устаткування для виготовлення тонкостінних гнутих профілів аналогічне обладнанню безперервних формувальних клітей трубозварювальних станів. Процес вигину на цих станах не є процесом обробки тиском, так як при ньому в кожній кліті змінюється не тільки форма смуги, але і її поперечний переріз, а при згині змінюється послідовно тільки форма поперечного перерізу смуги.

Безперечно, що у кожній парі роликів зміна форми перерізу смуги дуже незначна. Тому для отримання складних профілів необхідно застосовувати багатоклітинні ролико-згинальні стани, які мають 6-20 і більше клітей в одній лінії.

Профілювання у багато разів продуктивніше порівняно з вигином у штампах і має багато переваг у порівнянні з прокаткою.

До таких переваг належать:

можливість отримання профілів з найбільш раціональним розподілом металу по перерізу з метою забезпечення максимальної жорсткості та міцності при мінімальній витраті металу;
висока точність розмірів та гарна якість поверхні,
можливість виготовлення профілів із формою перерізу, яка замінює набір гарячекатаних профілів;
відносно мала і однакова по всьому перерізу товщина стінок профілю, яку в багатьох випадках неможливо отримати прокаткою.

Усім цим обумовлена висока ефективність виробництва та застосування гнутих профілів. Високопродуктивні профіле-згинальні стани в нашій країні успішно експлуатуються на металургійних комбінатах «Запоріжсталь», «Криворіжсталь», «Азовсталь».