ЛИНИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1997 года по МПК B21K1/72 

Изобретение относится к области изготовления из прутковой заготовки крепежных изделий типа железнодорожных гвоздей-костылей, противоугонов и др. и может быть использовано в метизной промышленности для производства изделий методом горячей высадки.

Из уровня техники известны конструкции машин, предназначенных для изготовления гвоздей и им подобных изделий формованием утолщения на одном конце заготовки горячей высадкой с заострением противоположного торца (1).

В качестве прототипа выбрана линия изготовления крепежных изделий, как наиболее близкая по совокупности существенных признаков. Устройство по прототипу содержит подающее, основное нагревательное, деформирующее и кузнечно-прессовое устройства (2). В известном решении подающее устройство выполнено в виде разматывателя, снабженного правильной машиной.

Ввиду технологических и конструктивных особенностей прототипа на заготовке, подлежащей обработке, образуется значительный слой окалины, который к моменту выполнения кузнечных операций может достигать толщины до одного миллиметра.

При высадке окалина частично вдавливается в металл, частично осыпается, что значительно ухудшает качество поверхности готового изделия. Сама заготовка является термически тонким телом, так для изготовления гвоздей-костылей используется заготовка в поперечном сечении квадратного профиля со стороной квадрата 16 мм. Это вызывает ее быстрое охлаждение и заставляет предварительно перегревать металл в печи, что усугубляет окалинообразование и обусловливает повышенные энергозатраты.

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в исключении значительного окалинообразования на заготовке при снижении энергозатрат.

Это достигается тем, что в линии изготовления крепежных изделий, содержащей подающее основное нагревательное, деформирующее и кузнечно-прессовое устройства основное нагревательное устройство расположено между деформирующим и кузнечно-прессовым устройствами и выполнено в виде проходной печи пламенного нагрева, между подающим устройством и деформиpующим устройством размещено дополнительное нагревательное устройство, соединенное газоходом с основным нагревательным устройством. В основном нагревательном устройстве, выполненном в виде проходной печи пламенного нагрева, температура отходящих газов получается слишком высокой, поэтому эти газы целесообразно отводить и ими обогревать заготовку, поступающую в деформирующее устройство. Естественно, что температура этого нагрева (600-700^oС) не так высока, как температура, достигаемая в основном нагревательном устройстве, однако именно при этих температурах сопротивление деформации металла снижается весьма ощутимо (примерно в два раза), а окалинообразование практически незаметно. Это приводит к тому, что в отличие от прототипа заготовка попадает в деформирующее устройство совершенно без окалины и качество ее поверхности после калибровки очень высоко, что обусловливает и хорошее качество поверхности готового изделия.

Отказ от применения петлеобразующего устройства (по прототипу) приводит к необходимости решить задачу согласования работы деформирующего и кузнечно-прессового устройства. Эта задача решена таким образом, что подающее устройство выполнено в виде стеллажа и приводных роликов, причем расстояние между деформирующим и кузнечно-прессовым устройствами равно 1,1-1,5 длины стеллажа, а перед основным нагревательным устройством и после него расположены дополнительные подающие механизмы. Таким образом заготовка размещается не на разматывателе, а в виде мерных прутков на стеллаже и по мере расходования направляется по технологической линии. Наличие дополнительных подающих механизмов позволяет передавать мерные заготовки на различных участках линии. Расстояние между деформирующим и кузнечно-прессовым устройствами в 1,1-1,5 длины стеллажа позволяет разместить заготовку, с учетом ее вытяжки в деформирующем устройстве, на указанном участке без опасности одновременного нахождения заготовки в упомянутых устройствах.

На чертеже изображена схема расположения линии изготовления крепежных изделий по предложенному техническому решению.

Линия изготовления крепежных изделий содержит подающее устройство в виде стеллажа 1 и приводных роликов 2, основное нагревательное устройство, выполненное в виде печи пламенного нагрева 3, а также деформирующее устройство в виде прокатной клети 4 и кузнечно-прессовое устройство 5 в виде ГКМ.

Между подающим устройством и деформирующим устройством размещено дополнительное нагревательное устройство 6, соединенное газоходом 7 с основным нагревательным устройством 3. Для транспортировки заготовки через основное нагревательное устройство служат дополнительные подающие механизмы 8 и 9, выполненные, например, в виде роликов. Расстояние L между деформирующим и кузнечно-прессовым устройствами равно 1,1-1,5 длины стеллажа, т.к. если принять длину заготовки, равной длине стеллажа, то после деформации в деформирующем устройстве с установленной вытяжкой 1,1, которая позволяет перекрыть поле допуска исходной заготовки, длина заготовки увеличится в 1,1 раза и для свободного ее размещения в пространстве между клетью и кузнечно-прессовым устройством потребуется такое же минимально допустимое расстояние. В то же время расстояние L не может превысить длины стеллажа, умноженной на коэффициент 1,5, т. к. невозможно увеличить расстояние между подающими механизмами 8 и 9 больше длины заготовки после деформации, а сохранение последнего расстояния приводит к тому, что увеличивается длина заготовки, находящаяся вне печи и подвергающаяся окислению и окалинообразованию.

Устройство работает следующим образом. Мерная заготовка поступает со стеллажа 1 и транспортируется приводными роликами 2 через рабочее пространство нагревательного устройства 6, где подвергается предварительному подогреву до температуры 600-700^oC за счет тепла отходящих газов, поступающих после сжигания топлива в нагревательном устройстве 3. В результате этого сопротивление деформации металла заготовки снижается примерно в два раза, но поверхность металла не окисляется. После нагрева заготовка поступает в прокатную клеть 4, где подвергается калибровке. После выхода из клети 4 заготовка попадает в подающий механизм 8, которым передается в основное нагревательное устройство 3, где нагревается до температуры 110 1150 ^oC.

После выхода из печи заготовка подхватывается подающим механизмом 9 и задается в кузнечно-прессовый механизм 5, где осуществляются операции рубки и высадки. Благодаря использованию тепла отходящих газов на первой ступени нагрева экономится расход топлива в целом. Так как длина заготовки на участке между деформирующим устройством и кузнечно-прессовым устройством превышает длину заготовки, то скорости этих устройств могут быть не согласованы, отпадает необходимость в петлеобразующем устройстве и не происходит окисления и окалинообразования на этом участке технологической линии.

Согласно изобретению, возможно получение крепежных изделий с повышенным качеством поверхности. Так, при изготовлении гвоздей-костылей с пребыванием на воздухе заготовки в течение 1 мин образуется слой окалины 0,8 мм, а при снижении времени пребывания заготовки на воздухе до 10 с слой окислов составляет 0,1 мм и практически не снижает шероховатость поверхности. Дополнительным преимуществом заявленного объекта является экономия энергозатрат, поскольку тепло отходящих газов при нагреве под высадку используется на стадии подогрева заготовки под операцию калибровки заготовки.

Сущность: линия изготовления крепежных изделий содержит подающее, основное нагревательное, деформирующее и кузнечно-прессовое устройства. Основное нагревательное устройство расположено между деформирующим и кузнечно-прессовым устройствами и выполнено в виде проходной печи пламенного нагрева. Между подающим устройством и деформирующим устройством размещено дополнительное нагревательное устройство, соединенное газоходом с основным нагревательным устройством. Подающее устройство выполнено в виде стеллажа и приводных роликов, причем расстояние между деформирующим и кузнечно-прессовым устройством равно 1,1-1,5 длины стеллажа. Перед основным нагревательным устройством и после него расположены дополнительные подающие механизмы. 1 ил.

Линия изготовления крепежных изделий, содержащая подающее, основное нагревательное, деформирующее и кузнечно-прессовое устройства, отличающаяся тем, что основное нагревательное устройство расположено между деформирующим и кузнечно-прессовым устройствами и выполнено в виде проходной печи пламенного нагрева, между подающим устройством и деформирующим устройством размещено дополнительное нагревательное устройство, соединенное газоходом с основным нагревательным устройством, подающее устройство выполнено в виде стеллажа и приводных роликов, причем расстояние между деформирующим и кузнечно-прессовым устройствами равно 1,1 1,5 длины стеллажа, а перед основным нагревательным устройством и после него расположены дополнительные подающие механизмы.