СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОТОЧНЫХ КОЛЛЕКТОРНЫХ ПРОФИЛЕЙ Российский патент 1997 года по МПК B21B1/08 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам производства высокоточных трапециевидных профилей, имеющих одну ось симметрии, из черных и цветных металлов и может быть использовано для производства высокоточных коллекторных профилей.

В практике обработки цветных металлов наиболее широкое распространение получило производство высокоточных коллекторных профилей путем многопроходного волочения горячекатанных полос прямоугольного поперечного сечения на однократных и многократных барабанных станах [1]
Большое количество проходов волочения, промежуточных термообработок, операций по острению переднего конца, подготовке поверхности, необходимых для осуществления известного способа производства [1] отрицательно сказываются на себестоимости коллекторных профилей и предопределяют потребность в проектировании альтернативных технологических схем производства, например, с использованием на различных этапах формоизменения профилей процессов прокатки.

Известен также способ производства асимметричных трапециевидных профилей [2] включающий черновую прокатку заготовки в спаренном виде, их продольное разделение (порезку), сборку составной заготовки с заменой боковых граней соприкосновения и последующую прокатку составной заготовки в общих треугольных, имеющих вертикальную ось симметрии, калибрах до получения готовых профилей.

Низкое качество продольной порезки спаренного профиля, высокая трудоемкость операции порезки (применительно к способу холодной прокатки) и явно выраженная несимметрия поперечного сечения прокатанной в общем калибре черновой заготовки предопределяют использование известного решения [2] преимущественно для производства горячекатанных ассиметричных трапециевидных профилей.

Наиболее близким к предлагаемому является способ производства трапециевидных, в том числе имеющих одну ось симметрии (коллекторных) профилей [3] включающий черновую предварительную калибровку исходных полос прямоугольного сечения по ширине и толщине в пластовом и ребровом калибрах до получения отклонений размеров в поле допуска, составляющем половину поля допуска на готовом профиле и чистовое формоизменение составной заготовки в идентичные коллекторные профили, которые на выходе из общего ромбического калибра состыкованы по большим основаниям.

К недостаткам известного технического решения при производстве высокоточных коллекторных профилей следует отнести большой парк валков, образование в районе малых оснований коллекторных профилей радиусных поверхностей (бочкообразование при деформации составной заготовки в условиях свободного уширения) и низкую производительность.

Цель изобретения устранение этих недостатков, а именно повышение производительности способа производства, качества высокоточных коллекторных профилей и сокращение парка валков.

Цель достигается тем, что в известном способе производства высокоточных коллекторных профилей, включающем черновую прокатку полос, чистовую прокатку составной заготовки, собранной совмещением двух профилей их гранями по вертикальной плоскости симметрии калибра, до получения идентичных готовых профилей, согласно изобретению, черновую прокатку осуществляют в общем ромбическом калибре, причем задаваемые в калибр две полосы стыкуют по вертикальной плоскости симметрии калибра, а чистовую прокатку осуществляют в общем ребровом закрытом калибре, причем составную заготовку собирают, стыкуя составляющие ее заготовки по большим боковым граням с односторонним расположением одноименных оснований профилей.

Черновое формоизменение путем деформации исходных полос в спаренном виде в общем ромбическом калибре в черновые коллекторные профили и чистовое формоизменение в общем ребровом закрытом калибре, на выходе их которого готовые коллекторные профили состыкованы по боковым граням с одностоpонним расположением одноименных оснований, обеспечивает контроль размеров деформируемой заготовки по ширине и толщине одновременно с формированием заданной формы поперечного сечения готового профиля. А это, в свою очередь, позволяет повысить производительность способа производства путем исключения прохода в двухвалковом пластовом калибре, используемом в известном способе [3] для калибровки исходной полосы по толщине, и сократить парк валков.

Выполнение ребрового прохода на заключительном этапе формоизменения коллекторных профилей обеспечивает повышение качества готовых профилей за счет получения плоских (в соответствии с требованиями ГОСТ 4134-75) малых оснований коллекторных профилей.

Осуществление чистового прохода путем прокатки составной заготовки в общем закрытом ребровом калибре, на выходе из которого коллекторные профили состыкованы по боковым граням с односторонним расположением одноименных оснований позволяет:
повысить производительность способа производства (одновременно деформации подвергаются две заготовки);
дополнительно сократить парк валков за счет использования в качестве верхнего валка одного из валков предыдущего общего ромбического калибра.

Таким образом осуществление способа производства предлагаемым образом обеспечивает сокращение парка валков и повышение производительности процесса прокатки и качества готовой продукции.

На фиг.1, 2 показаны схемы осуществления способа (схемы деформации составных заготовок в общих ромбическом и закрытом ребровом калибрах).

Способ осуществляют следующим образом.

Передние концы от двух бунтов с идентичной друг другу горячекатанной заготовкой 1 прямоугольного поперечного сечения задают в общий ромбический калибр 2, образованный валками 3 и 4 и включают привод клети (на фиг. не показано). При касании прямоугольных заготовок 1 наклонных стенок ромбического калибра 2 осуществляется выборка зазоров внутри составной заготовки 5 и между последней и наклонными стенками ромбического калибра 2 и происходит захват составной заготовки 5 валками 3,4. Благодаря тому, что левая и правая части калибра симметричны друг другу, поперечные сечения заготовок идентичны, а величины обжатий, равно как и смещаемых площадей единичных заготовок 1 наклонными стенками соответствующих частей калибра 2, равны между собой, при деформации обеспечивается надежная фиксация составной заготовки 5 от осевых перемещений с расположением плоскости контакта по вертикальной оси симметрии Y-Y ромбического калибра 2.

После прокатки составной заготовки 5 в общем ромбическом калибре 2 черновые коллекторные профили 6 стыкуют по их боковым граням (см.фиг.2), при этом одноименные основания черновых коллекторных профилей 6 располагают по одну сторону относительно, например, горизонтальной оси (X-X) калибра 7 и полученную составную заготовку 8 задают в общий ребровой закрытый калибр 7, образованный валком 9 и одним из валков 3 или 4 общего ромбического калибра 2. Включается привод валков 3 (4), 9 и производится прокатка составной заготовки 8 в калибре 7. Характер взаимодействия валков 3 (4), 9 с черновыми коллекторными заготовками 6 и заготовок 6 между собой в процессе деформации составной заготовки 8 аналогичен описанному при прокатке составной заготовки 5 в общем ромбическом калибре 2.

После выхода составной заготовки 8 из калибра 7 высокоточные коллекторные профили разделяются и сматываются на барабаны намоточных устройств (на фиг. не показано). Далее осуществляется контроль размеров прокатанных высокоточных коллекторных профилей их упаковка и отгрузка потребителю.

Для определения эффективности предлагаемого способа была выполнена прокатка опытных партий коллекторного профиля высокой точности с размерами поперечного сечения 1,3-0,02•2,89-0,02•6,3-0,02 мм, где 1,3-0,02 мм - ширина малого основания профиля, 2,89-0,02 мм, ширина большого основания профиля, 6,3-0,02 мм высота профиля. Материал профиля медь M1 по ГОСТ 434-78. В качестве исходной заготовки использовалась горячекатанная полоса 3-0,2•6-0,2 мм. Прокатка осуществлялась по технологической схеме бунт-бунт на стане дуо 150 повышенной жесткости по двум схемам прокатки известной и заявляемой. Известная схема прокатки включала в себя три прохода, в первых двух из которых выполнялась калибровка исходной горячекатанной полосы по ширине и толщине [3] а в третьем- прокатка составной заготовки в общем ромбическом калибре.

Результаты измерений поперечного сечения, прокатанных по известному способу коллекторных профилей показали, что профили не соответствуют требованиям чертежа, а именно в районе малого основания имело место явно выраженное бочкообразование.

При прокатке опытных партий согласно предлагаемому технологическому решению схема прокатки включала в себя два прохода, осуществляющихся в общих ромбическом и закрытом ребровом калибрах, для сборки которых было использовано три валка. Прокатка в каждом из проходов протекала устойчиво. Всего по предлагаемому способу было прокатано около 900 кг. Точность геометрических размеров прокатанных коллекторных профилей полностью соответствовала требованиям чертежа. Непрямолинейность прокатанных профилей не превышала 2-3 мм на погонный метр.

Таким образом положительный эффект, достигаемый использованием предлагаемого изобретения по сравнению с известными техническим решением, состоит в повышении производительности и качества готовых высокоточных коллекторных профилей и сокращении парка валков.

Повышение производительности достигается за счет сокращения количества проходов и осуществления в каждом из проходов одновременной деформации двух заготовок.

Повышение качества прокатанных профилей обеспечивается повышением точности формирования малых оснований профилей.

Сокращение парка валков обусловливается сокращением числа калибров и использованием для сборки общего ребрового закрытого калибра одного из валков общего ромбического калибра.

Изобретение может быть использовано для производства коллекторных профилей в электроцехах машиностроительных предприятий и в условиях кабельных и по обработке цветных металлов заводов. Учитывая состав оборудования последних, рационально использование для реализации способа роликовых волок, установленных на барабанных, либо цепных волочильных станах. В этом случае при соответствующей реконструкции намоточных устройств имеется возможность увеличения производительности и сокращения парка рабочего инструмента.

Использование: обработка металлов давлением, а именно производство высокоточных трапециевидных профилей, имеющих одну ось симметрии, из черных и цветных металлов, для производства высокоточных коллекторных профилей. Сущность изобретения: способ производства высокоточных коллекторных профилей включает черновое и чистовое формоизменение. Черновое формоизменение осуществляют путем деформации исходных полос в спаренном виде в общем ромбическом калибре в черновые коллекторные профили, а чистовое формоизменение - в общем ребровом закрытом калибре. Составную заготовку для чистовой прокатки собирают, стыкуя черновые профили по большим боковым граням, с односторонним расположением одноименных оснований. 2 ил.

Способ производства высокоточных коллекторных профилей, включающий черновую прокатку полос, чистовую прокатку составной заготовки, собранной совмещением двух профилей их гранями по вертикальной плоскости симметрии калибра, до получения идентичных готовых профилей, отличающийся тем, что черновую прокатку осуществляют в общем ромбическом калибре, причем задаваемые в калибр две полосы стыкуют по вертикальной плоскости симметрии калибра, а чистовую прокатку осуществляют в общем ребровом закрытом калибре, причем составную заготовку собирают, стыкуя составляющие ее заготовки по большим боковым граням с односторонним расположением одноименных оснований профилей.