СИСТЕМА КАЛИБРОВ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ФАСОННОГО КОНТАКТНОГО ПРОВОДА Российский патент 1998 года по МПК B21B1/16 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к сортовой прокатке, и может быть использовано при холодной прокатке контактных фасонных проводов, в том числе из высокопрочных износостойких медных сплавов, используемых на железных дорогах и в городском транспорте (троллейбусы, трамваи).

Контактный фасонный провод из чистой или легированной меди производится методом волочения или сортовой прокатки из круглой заготовки - катанки, полученной горячей прокаткой,либо литьем в графитовый кристаллизатор на установке непрерывного литья. При волочении точность размеров и формы сечения провода обеспечивается профилем фильер, а необходимые механические свойства обеспечиваются суммарным обжатием 60-70%.

Холодная прокатка фасонных контактных проводов не обеспечивает достаточно точного профиля (см. Ватрушин Л.С. Прокатка контактных проводов. ЦНИИНЦветмет. 1962, N 2).

При сортовой прокатке точность размеров и форму сечения провода предложено обеспечивать системой калибров прокатного стана, содержащей ряд чередующихся овальных и круглых калибров, а также формообразующих предчистового и чистового калибров, образованных ручьями двух валков, причем чистовой калибр по форме соответствует профилю контактного провода, а профили ручьев предчистового калибра выполнены в зависимости от профилей ручьев чистового калибра (см.патент РФ N 2048934, кл. В 21 В 1/16, 1994).

Однако известная система калибров не обеспечивает точность размеров и формы контактного профиля. Кроме того, имеет место изгиб профиля при прокатке в чистовом калибре из-за разности катающих диаметров по ширине ручья, а из-за несовпадения плоскости минимального сечения крепежного паза профиля в чистовом калибре с плоскостью перехода от трапецеидальной части в предчистовом калибре на поверхности полки рабочей части провода образуются закаты, препятствующие плотному прилеганию крепежных деталей подвески к контактному проводу. Наблюдается повышенный износ инструмента при формировании полок крепежного паза контактного провода в чистовом калибре в результате повышенного съема металла в этой части профиля. Эти недостатки предложенной калибровки, выявленные при прокатке медного контактного провода, неизбежно возрастают при прокатке более прочного контактного провода из высокопрочных и износостойких медных сплавов.

Цель изобретения - обеспечение необходимой формы и размеров получаемого в чистовой клети контактного фасонного провода, в том числе и из высокопрочных и износостойких медных сплавов, с одновременным увеличением стойкости рабочего инструмента и предотвращением изгиба профиля при прокатке. Цель достигается тем, что система калибров для холодной прокатки фасонного контактного провода содержит дополнительные формообразующие калибры, а именно, подготовительный и черновой калибры, имеющие определенную форму и размеры.

На фиг. 1 показан калибр подготовительной формообразующей клети; на фиг. 2 - калибр черновой формообразующей клети; на фиг. 3 - калибр предчистовой формообразующей клети; на фиг. 4 - калибр чистовой формообразующей клети, профиль которого соответствует профилю готового контактного фасонного провода.

Предчистовой формообразующий калибр (фиг.3) имеет профиль ручья одного валка, выполненный радиусом R_3-1, равным 1,3-1,38 радиуса R_4-1 части ручья чистового калибра, образующей рабочую поверхность контактного провода; профиль дна ручья второго валка предчистового калибра выполнен радиусом R_3-2, равным 1,5-1,6 радиуса R_4-2 части ручья чистового калибра, образующей крепежную часть контактного провода, боковые стенки ручья, примыкающие к дну ручья, выполнены с углом наклона α_3-1, равным 2-4^o, боковые стенки ручья, примыкающие к плоскости разъема предчистового калибра, выполнены с углем наклона к плоскости разъема α_3-2, равным 1,11-1,15 угла наклона части ручья чистового калибра, образующей полку рабочей части контактного провода, при этом ширина дна В_3-2 одного валка составляет 0,55-0,58 ширины В_3-1 ручьев валков предчистового калибра, а высота Н₃ предчистового калибра составляет 0,92-0,94 ширины В₄ чистового калибра, кроме того, плоскость минимального сечения крепежного паза профиля в чистовом калибре АВ совпадает с плоскостью перехода от трапецеидальной части контактного провода А' В' в предчистовом калибре. Черновой формообразующий калибр (фиг.2) образован симметричными ручьями обоих валков с профилем ручья, боковые части которого выполнены радиусами R_2-1 и R_2-2, равными 0,81-0,84 соответствующих радиусов R_3-1 и R_3-2 предчистового формообразующего калибра, боковая часть дна ручья, примыкающая к поверхности, образованной радиусом R_2-2 трапециевидной части калибра, имеет угол наклона α_2-1, равным 3-5^o к оси валка, а часть дна, примыкающая к поверхности ручья, образованной радиусом R_2-1, имеет угол наклона α_2-2, равный 50-52^o к оси валка; при этом высота калибра Н₂ составляет 0,88-0,92 ширины В_3-1 предчистового калибра, ширина калибра В₂ равна 1,22-1,26 высоты Н₃ предчистового калибра, а высота калибра в трапециевидной части Н_2-1 равна 0,96-0,97 от ширины дна В_3-2 трапециевидной части предчистового калибра. Подготовительный формообразующий калибр (фиг.1) имеет профиль ручья одного валка, выполненный радиусом R_1-1, равным 1,22-1,25 соответствующего радиуса R_2-1 ручья чернового формообразующего калибра; профиль дна ручья второго валка выполнен радиусом R_1-2, также равным 1,22-1,25 соответствующего радиуса R_2-2 ручья чернового формообразующего калибра; боковые стенки ручья, примыкающие к дну ручья, выполнены с углом наклона α_1-1, равным 10-14^o; а боковые стенки, примыкающие к поверхности ручья, выполнены с углом наклона α_1-2, равным 43-46^o, при этом ширина дна ручья В_1-1 составляет 0,58-0,62 от ширины В₁ ручьев калибра, которая равна 1,18-1,22 высоты Н₂ ручья чернового формообразующего калибра, общая высота подготовительного формообразующего калибра Н₁ равна 0,91-0,92 ширины ручья В₂ чернового формообразующего калибра. При этом в калибрах, несимметричных по ширине ручья (черновой и чистовой формообразующие калибры), чистоту поверхности части ручья калибра с большим катающим диаметром (поверхность ручья, формирующая трапецеидальную часть профиля в черновом формообразующем калибре, и поверхность ручья, формирующая крепежную часть контактного провода в чистовом калибре) рекомендуется изготавливать на 1-2 класса выше, чем остальную поверхность ручья.

Использование в калибровке четырех формообразующих калибров вместо двух в известном решении, позволило обеспечить более равномерное обжатие профиля по сечению калибра, что дало возможность получить контактный провод с более точно выполненными размерами и формой поперечного сечения (избежать местных утяжек), а также повысить срок службы инструмента, устранив значительный местный износ калибра, так как плоскость минимального сечения крепежного паза профиля в чистовом калибре совпадает с плоскостью перехода от трапецеидальной части в предчистовом калибре, то это предотвратило возможность образования закатов на поверхности полки рабочей части контактного провода, что позволило обеспечить плотное прилегание крепежных деталей подвески к контактному проводу. Изготовление калибров, несимметричных по ширине ручья, с более высокой чистотой поверхности части ручья с большими катающими диаметрами, способствовало уменьшению изгиба обрабатываемого провода при прокатке в этих калибрах.

Предлагаемая система калибров обеспечила получение качественного контактного провода из меди и высокопрочных износостойких медных сплавов.

Система калибров предназначена для производства контактных фасонных проводов методом холодной прокатки на непрерывных станах в клетях с взаимно перпендикулярными валками. Система калибров содержит четыре формообразующих калибра - подготовительный, черновой, предчистовой и чистовой калибры, образованные ручьями двух валков, причем профили ручьев предчистового калибра выполнены в зависимости от профилей ручьев чистового калибра, профили ручьев чернового калибра выполнены в зависимости от профилей ручьев предчистового калибра, и профили ручьев подготовительного калибра выполнены в зависимости от профилей ручьев чернового калибра. Использование в калибровке четырех формообразующих калибров определенных профилей позволило обеспечить более равномерное обжатие профиля по сечению и получить контактный провод с более точными размерами и формой поперечного сечения. 4 ил.

Система калибров для холодной прокатки фасонного контактного провода, содержащая чередующиеся овальные и круглые калибры, формообразующие предчистовой и чистовой калибры, образованные ручьями двух валков, причем чистовой калибр по форме соответствует поперечному профилю готового контактного провода, отличающаяся тем, что она содержит допольнительные формообразующие подготовительный и черновой калибры, причем предчистовой формообразующий калибр имеет профиль ручья одного валка, выполненный радиусом, равным 1,3 - 1,38 радиуса части ручья чистового калибра, образующей рабочую поверхность контактного провода, профиль дна ручья второго валка предчистового калибра выполнен радиусом, равным 1,5 - 1,6 части ручья чистового калибра, образующей крепежную часть контактного провода, боковые стенки ручья, примыкающие к дну ручья, выполнены с углом наклона 2 - 4^o, боковые стенки ручья, примыкающие к плоскости разъема предчистового калибра, выполнены с углом наклона к плоскости разъема, равным 1,11 - 1,15 угла наклона части ручья чистового калибра, образующей полку рабочей части контактного провода, при этом ширина дна одного валка составляет 0,55 - 0,58 ширины ручьев валков предчистового калибра, а высота предчистового калибра составляет 0,92 - 0,94 ширины чистового калибра, кроме того, плоскость минимального сечения крепежного паза профиля в чистовом калибре совпадает с плоскостью перехода от трапецеидальной части контактного провода в предчистовом калибре, черновой формообразующий калибр образован симметричными ручьями обоих валков с профилем ручья, боковые части которого выполнены радиусами, равными 0,81 - 0,84 соответствующих радиусов предчистового формообразующего калибра, боковая часть дна ручья, примыкающая к поверхности, образованной радиусом трапециевидной части калибра, имеет угол наклона 3 - 5^o к оси валка, а часть дна, примыкающая к поверхности ручья, образованной другим радиусом, имеет угол наклона 50 - 51^o к оси валка, при этом высота калибра составляет 0,88 - 0.92 ширины предчистового калибра, ширина калибра равна 1,22 - 1,26 высоты предчистового калибра, а высота калибра в трапециевидной части равна 0,96 - 0,97 от ширины дна трапециевидной части предчистового калибра, подготовительный формообразующий калибр имеет профиль ручья одного валка, выполненный радиусом, равным 1,22 - 1,25 соответствующего радиуса ручья чернового формообразующего калибра, профиль дна ручья второго валка выполнен радиусом, также равным 1,22 - 1,25 соответствующего радиуса ручья чернового формообразующего калибра, боковые стенки ручья, примыкающие к дну ручья, выполнены с углом наклона 10 - 14^o, а боковые стенки, примыкающие к поверхности ручья, выполнены с углом наклона 43 - 46^o, при этом ширина дна ручья составляет 0,58 - 0,62 от ширины ручьев калибра, которая равна 1,18 - 1,22 высоты ручья чернового формообразующего калибра, общая высота подготовительного формообразующего калибра равна 0,91 - 0,92 ширины ручья чернового формообразующего калибра.