Способ производства рельсов Советский патент 1993 года по МПК B21B1/08 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам производства высокоточных рельсов для детской железной дороги из труднодеформируемых материалов и может быть использовано для изготовления профилей в условиях машиностроительных предприятий.

Известен способ прокатки рельсов, включающий черновую прокатку, прокатку с профилированием, две универсальные прокатки (в четырехвалковом очаге деформации) и два прохода (в четырехвалковых очагах деформации) соответственно головки и основания рельса.

Особенность известного способа заключается в размещении двух трёхвалковых калибров, предназначенных, в том числе для осадки головки и основания, в одной универсальной клети.

Недостатки известного способа следующие.

Наличие длинной технологической цепочки, насчитывающей на заключительном этапе формоизменения полосы по меньшей мере четыре прохода отрицательно сказывается на производительности процесса.

Технологические особенности процесса и конструктивное исполнение калибров не позволяет использовать известный способ для производства рельсов.детской железной дороги, по следующим причинам.

ДеФоомация заготовки в универсаль- .ном калибре с одновременным обжатием всех элементов профиля из-за малой толщины, например, деформирующих буртов горизонтальныхвалков и высоких механических свойств деформируемого материала связана с низкой стойкостью вал- коа (сколы деформирующих буртов горизонтальных валков).

Осадка основания, например, в двухвалковом очаге деформации, из-за малой

Ч

ю со ю

2

W

толщины основания (0,3-0,51) сопровождается потерей устойчивости последнего.

В свою очередь, потеря устойчивости основания наряду с неопределенностью ее величины, а следовательно и величин обжатия, уширения и вытяжки деформируемого элемента существенно затрудняет расчет размеров калибра для осадки и в конечном итоге предопределяет необходимость введения дополнительных проходов для выполнения размеров профиля по его высоте и высоте основания. Причем удлинение технологической цепи делает проблематичным получения рельса в соответствии с требованиями чертежа.

Кроме того применение основного принципа известного способа, а именно последовательного, поэтапного формирования элементов профиля при прокатке высокоточного рельса детской железной дороги неприемлемо,так как формирование, например, головки сопровождается изменением размеров стенки, основания и высоты профиля (вследствие уширения и контакта полосы с валками на ранее сдеформирован- ных участках профиля), при этом упомянутые изменения размеров профиля превышают поле допуска.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей и обеспечение возможности получения высокоточных рельсов для детской железной дороги из труднодеформируемых сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе производства рельсов, включающем чистовую прокатку предварительно сформированных заготовок в универсальных калибрах с поэтапным формированием головки и основания.рельса, заготовки идентичного профиля перед чистовой прокаткой собирают попарно и производят их спаренную прокатку в состыкованном виде в общем универсальном че- тырехвалковом калибре за два прохода, причем в первом проходе заготовки стыкуют поверхностями головок, а во втором про пуске - поверхностями оснований рельсов.

Обеспечение возможности производства высокоточных рельсов для детской лезной дороги из труднодеформируемых сплавов достигается за счет того, что предлагаемое техническое решение позволяет при поэтапном чистовом формировании основания и головки рельса реализовать одновременный контроль размеров по высоте и ширине сечения деформируемых элементов, В то время как при исполнении известных способов прокатки рельсов осадка, например, основания сопровождается уши- рением ее боковой части наружной поверхности основания, а в случае производства высокоточных рельсов и потерей устойчивости деформируемого элемента. Причем из- за узкого поля допуска на геометрические

размеры поперечного сечения профиля, отрицательное влияние уширения и потери устойчивости, например, при осадке основания, на точность размеров готового профиля как показывают эксперименталь0- ные исследования неустранимо.

Существенное значение на реализацию заявляемого способа оказывает последовательность состыковки заготовок по проходам. Так нарушение этой последова5 тельности приводит к закатам в местах соединения основания со стенкой профиля, не- выполнению высоты основания и образованию заусенцев по головкам рельсов.

0 . На фиг. 1 показан высокоточный рельс .для детской железной дороги из труднодеформируемых сплавов; на фиг, 2 и 3 - схема осуществления способа в общих универсальных четырехвалковых калибрах.

5 Исходные предварительно сдеформи- рованные черновые заготовки таврового сечения 1 собирают путем состыковки по поверхностям головок рельс в составную заготовку 2. С помощью привалковой армату0 ры, обеспечивающий беззазорное сопряжение заготовок 1 составную заготовку 2 задают в общий четырехвалковый калибр 3 (см. фиг, 2), в котором осуществляется формирование головки, стенки, основания

5 (толщины) и высоты каждой из заготовок 1, с размерами указанных элементов, превышающими максимальные одноименные размеры готового рельса (см. фиг. 1) на величину допуска. После прокатки в калиб0 ре 3 заготовки 1 собирают путем состыковки по поверхностям оснований в составную заготовку 4 и деформируют последнюю в чистом четырехвалковом калибре 5. .

Благодаря созданию схемы всесторон5 него сжатия по мету деформации состыкованных элементов (см. фиг. 2, 3) весь смещаемый металл распределяется в вытяжку, при этом исключается возможность потери устойчивости оснований (см. фиг. 3)

0 и осуществляется одновременный контроль размеров элементов по высоте и ширине. Отсюда точность геометрических размеров поперечного сечения заготовок 1 после их формоизменения в общий четырехвалковых

5 калибрах 3,5 однозначно определяется точностью изготовления последних.

После прокатки составная заготовка 4 разделяется на отдельные профили, которые при необходимости подвергаются правке, порезке и т.п.

По предлагаемому способу производства была прокатана опытная партия рельсов дпя детской железной дороги. В качестве заготовки использовалась заготовка тавро- вого сечения со следующими размерами: высота таврового профиля 2,5-0,05 мм высота основания 2,05-0,05 мм, толщина стенки 1.1-0,04 мм. Материал заготовки - Х18Н10Т, Объем прокатанной партии составил 400 метров, при этом все геометриче- ские размеры поперечного сечения прокатного рельса соответствовали требованиям чертеже (см. фиг. 1).

Предлагаемое техническое решение можно с целью снижения трудозатрат по сборке заготовок, реализовать и в непрерывной двухклетевой группе универсальных клетей с общими четырехвалковыми калибрами по схеме бунт-бент. В этом случае после выхода передних концов загото- вок из калибра 2 заготовки, например, с помощью привалковой арматуры и направляющих роликов разъединяют, поворачивают вокруг их продольных осей на 180° и после состыковки по поверхностям основа- ний задают в общий чистовой четырехвал- ковый калибр 5.

Целесообразно использование предлагаемого технического решения и для производства рельсов промышленного назна- чения. Это позволит существенно повысить качество продукции и производительность процесса (сокращение количества проходов и повышение производительности в каждом из проходов).

Положительный эффект достигаемый использованием предлагаемого изобретения по сравнению с известным решением состоит в расширении технологических возможностей.

Расширение технологических возможностей достигается путем обеспечения возможности получения высокоточных рельсов для детской железной дороги из труднодеформируемых сплавов, за счет создания схемы всестороннего сжатия без разрывов контура поперечного сечения деформируемых элементов расположенных по краям профиля, а следовательно исключения потери ус- тойчивости при деформации тонкостенных элементов профиля и реализации возможности одновременного контроля размеров деформируемых элементов по длине и ширине.

К достоинствам предлагаемого технического решения относится и возможность существенной интенсификации процесса прокатки в случае использования решения при производстве рельсов промышленного назначения.

Предлагаемое изобретение использовано при производстве опытных партий высокоточных рельсов для детской железной дороги из труднодеформируемых сплавов.

Точность геометрических размеров и шероховатость поверхности прокатанных профилей полностью соответствуют требованиям чертежа.

Использование:производство рельсов с применением универсальных калибров. Сущность изобретения: перед чистовой прокаткой рельсовые заготовки стыкуют попарно и прокатывают в общем четырехвал- ковом универсальном калибре за два прохода, причем, в первом проходе заготовки стыкуют поверхностями головок, а во втором пропуске - поверхностями подошв рельсов. Расширяются технологические возможности прокатки, обеспечивается возможность прокатки рельсов малого сечения с узкими допусками из труднодеформируемых Сплавов, например рельсов детской железной дороги.

. /

ft.3