Прокатка изделий с винтовой поверхностью

Прокатку длинных винтов, ребристых труб, червяков и других изделий с винтовой поверхностью производят из круглой заготовки, которую ввинчивают в межвалковое пространство, образованное двумя или тремя валками с винтовыми калибрами. Вращательное и поступательное движение прутка достигаются вращением валков и соответствующим наклоном их к оси прутка (процесс поперечно-винтовой прокатки). Деформация прутка при этом происходит вследствие изменения формы витков на валках, постепенно приближающейся к требуемой конфигурации и размерам прокатываемого изделия (рис.13).

Рис.13 – Фрагмент продольного разреза

валка (1) и очага деформации (2).

Рис.14 – Схема прокатки и изделий с винтовой поверхностью:

а – ходовой винт колонкового электросверла; б – штанга винтовой крепи;

в – полая буровая сталь; г - заготовки валов червячной передачи.

В случае применения двухвалковой схемы прокатки заготовку между валками удерживают проводками, при трёхвалковой схеме прокатки необходимость в проводках отпадает. Возможно использование валков двух типов: с кольцевыми и винтовыми калибрами. Последние предпочтительнее. Возможна как горячая, так и холодная прокатка. При горячей прокатке увеличивается скорость и уменьшается сила прокатки. Наиболее удобным способом нагрева заготовок под прокатку является нагрев токами высокой частоты. Для углеродистых сталей температура начала прокатки составляет 1050 - 1100ºС, конца прокатки 800-850ºС. При горячей прокатке применяют технологическую смазку калибров валков. Заготовки для ходовых винтов электробура нарезают из калиброванного прутка (обычно используют сталь 45) и прокатывают в двух валках. Нагрев заготовок производят токами высокой частоты в кольцевом индукторе, установленном непосредственно перед валками. Прокатанные винты обработке по профилю не подвергают.

Прокатку штанг винтовой крепи производят из горячих заготовок на трёхвалковом стане. В качестве заготовки применяют круглый пруток из Ст3, нагрев её производят в кольцевом индукторе при выполнении температурного режима, указанного выше.

Для получения пустотелых буровых штанг в качестве исходной заготовки используют толстостенную трубу из стали 45. Валки прокатного стана расположены под углом 120º относительно друг друга и развёрнуты относительно оси прокатки на определённый угол. На бочках валков нарезаны многозаходные винтовые калибры. Заготовка захватывается валками, вращается и одновременно продвигается по оси прокатки. В готовом виде наружный диаметр профиля составляет 38 - 67, внутренний диаметр 22 - 28 мм.

Для прокатки заготовок для последующего изготовления червячных валов используют круглую заготовку, из стали 45,которую нагревают до температуры 1150 - 1200ºС в кольцевом индукторе. Прокатку производят в трёх валках, оси которых параллельны оси заготовки. Валки, сближаясь, обжимают заготовку, она начинает вращаться и одновременно перемещаться в направлении своей оси. После того, как один из концов заготовки полностью войдёт в валки, направление вращения валков реверсируют и заготовка перемещается в противоположном направлении. После сближения валков до заданного размера прокатку прекращают. На концах прокатанной заготовки для изготовления червяка образуются участки с неполной высотой профиля (рис.14, г). Длина их равна длине конической части валков. Это необходимо учитывать при определении размеров исходной заготовки.

Исходной заготовкой для заготовок шаров подшипников качения являются цилиндрические прутки диаметром на 2-4 мм меньше диаметра прокатываемых шаров и длиной 3-5 м. Заготовки нагревают до температуры 850ºС в индукционной печи и толкателем задают в валки двухвалкового шаропрокатного стана поперечной прокатки. Прокатные валки – винтовые калибры переменного шага, вращающиеся в одном направлении. Передний конец прутка захватывается ребордами валков (рис.9.5), начинает вращаться и, продвигаясь по оси калибра, постепенно обжимается, приобретая форму шара.

Рис.9.5 - Схема процесса прокатки шаров на двухвалковом стане с винтовыми калибрами:

1 – валки; 2 – направляющая линейка; 3 – исходная заготовка; 4 – шар

Обжимаемая валками заготовка удерживается на оси прокатки с помощью направляющих линеек. В начальный момент внедрения реборды валков в заготовку обжимаемый металл вытесняется только в радиальном направлении. По мере уменьшения диаметра обжимаемой перемычки наступает осевое течение металла. Для обеспечения требуемой формы заготовки с хорошим качеством поверхности, без плен и закатов, необходимо, чтобы в процессе прокатки деформируемый металл непрерывно прилегал к реборде винтового калибра. В случае отставания металла от реборды калибра профиль заготовки оказывается незаполненным или на её поверхности могут возникнуть закаты.

Затем производится: ускоренное охлаждение, скорость которого выбирается из условия предотвращения выпадения карбидной сетки; галтовка (предварительная шлифовка) шаров на вращающихся барабанах, где удаляются перемычки; отжиг; шлифовка и окончательная термообработка шаров.

Мелющие шары прокатывают из горячекатаных круглых заготовок обычной точности. Нагрев осуществляется в газовых печах до температуры 950 - 1050ºС, что снижает износ валков. Прокатка ведётся со срезом перемычек и вдавливанием их остатков в тело шара. Прокатанные шары закаливают с прокатного нагрева, а извлечение их из охлаждающих устройств при температуре 200-300ºС приводит к самоотпуску.

Дата добавления: 2015-09-05