ПРОДОЛЬНАЯ ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ПРОКАТКА
Общие положения
Производство периодических профилей сосредоточено в основном на машиностроительных заводах и отличается мелкосерийностью и многообразием технологических схем. Их трудно систематизировать и классифицировать, и нет смысла описывать существующие технологические рецепты. Но теорию продольной периодической прокатки рассмотреть весьма полезно, так как это позволит лучше понять закономерности очага деформации при продольной прокатке вообще. В современных учебниках теории продольной периодической прокатки уделено незаслуженно малое внимание.
При производстве крупных заготовок на обжимных станах, а также при прокатке толстых листов широко применяют прокатку с переменным обжатием, поэтому элементы периодической прокатки встречаются достаточно часто. Периодическим прокатом называются полосы переменного сечения по длине. Стилизованная периодическая полоса (рис. 7.1) состоит из нескольких повторяющихся элементов, отмечаемых на полосе метками, по которым после прокатки производится разрезка полосы. Каждый элемент состоит из отдельных фигур. Очевидно, при одном обороте валков получается целое число элементов полосы, и суммарная их длина определяет средний диаметр валка О. Каждый элемент включает фигуры с постоянной и изменяющейся высотой. Элементы с переменной высотой называются переходными участками. Как видно, заготовка высотой
Рис. 7.1. Стилизованная полоса, полученная продольной периодической прокаткой
Я при прокатке на переходных участках получает переменное обжатие (убывающее на участке 1 и возрастающее на участке 2). Периодический прокат, разрезанный на элементы, далее может служить заготовкой для последующей штамповки и ковки (или другой операции). За счет более рационального, чем на обычном прокате, распределения металла по длине при штамповке или механической обработке достигается значительная экономия металла и уменьшаются отходы. Периодической прокаткой получают обычно крупные заготовки для штамповки (рис. 7.2).
Рис. 7.2. Крупные заготовки под штамповку, полученные продольной периодической прокаткой: а — заготовка коленчатого вала; б — заготовка оси автомобиля
Рис. 7.3. Схемы продольной периодической прокатки на валках (а) и ковочных вальцах с прямой (б) и обратной подачей (в)
На рис. 7.3 приведены принципиальные технологические схемы продольной периодической прокатки. При прокатке на 2-валковом прокатном стане (см. рис. 7.3, а) валки имеют переменный радиус окружности по образующей. Такой стан может быть оборудован устройством для задачи полосы в валки. Необходима также постоянная регулировка угла поворота верхнего валка, чтобы фигуры обоих валков совпадали.
Стан периодической прокатки требует значительное время на перевалку с одного профиля на другой, поэтому процесс выгоден только при сравнительно больших партиях производимых профилей. При небольших объемах и большом разнообразии прокатываемых изделий более выгодна прокатка на ковочных вальцах (см. рис. 7.3, б). На консольные валки привинчиваются быстро сменяемые вставки-секторы с соответствующими калибрами, формирующими профиль. Ковочные вальцы первого типа имеют валки, вращающиеся в направлении прокатки, и в этом смысле процесс ничем не отличается от станов продольной периодической прокатки. В кузнечном производстве чаще применяются ковочные вальцы, вращающиеся навстречу подаче металла (см. рис. 7.3, в). В этом случае угол охвата секторов не превышает 270°, и оставшийся участок валков, расстояние между которыми превышает высоту заготовки, используется для подачи заготовки. Один конец ее удерживается в задающем устройстве, которое по заданной программе (с помощью ЭВМ) подает в вальцы строго определенную порцию металла. Прокатка в калибрах осуществляется в обратном направлении, формируя один период профиля (один или несколько элементов). Автоматизированное задающее устройство позволяет поворачивать профиль, дозировать подачу и осуществлять прокатку одного и того же периода в разных калибрах. Вместе с автоматизированным кузнечным или штамповочным прессом такие ковочные вальцы образуют роботизированный комплекс.
