Разработка и освоение участка поперечной резки поковок из специальных сталей и сплавов, встроенного в технологическую линию радиальной ковки

С целью повышения эффективности работы технологической линии радиальной ковки заготовок и профилей из специальных сталей и сплавов [1] создан не имеющий аналогов по составу оборудования, его компоновке и конструктивному исполнению участок поперечной резки поковок диаметром до 90 мм, стороной квадрата до 80 мм, шестигранников с размером «под ключ» до 85 мм, полос до 50 × 120 мм из конструкционных, инструментальных и нержавеющих марок сталей. Участок создан взамен вредного по уровню шума, абразивным выбросам участка абразивной поперечной резки поковок.

Схема расположения оборудования этого участка, встроенного в существующую техно- логическую линию радиальной ковки современной радиально-ковочной машины SKK-14 австрийской фирмы GFM, приведена на рис. 1.

В состав оборудования участка входят клапанный сбрасыватель 1 новой конструкции, который служит для передачи поковок, полученных на радиально-ковочной машине 2, их перемещения по рольгангу 3 и остановки исчезающим упором 4 на наклонный стеллаж 5. Отличительной особенностью разработанного клапанного сбрасывателя от известных [2, 3] является компактность, позволившая встроить его в существующий рольганг радиальноковочной машины, а также противонаправленный поворот рычагов клапанов, обеспечивающий подъем заготовок с рольганга в вер-

Рис. 1. План размещения оборудования участка поперечной резки поковок Fig. 1. Layout of equipment for the section for transverse cutting of forgings

тикальном направлении без продольного их перемещения, что имеет место в существующих конструкциях клапанных сбрасывателей.

Клапанный сбрасыватель (рис. 2) включает в себя двуплечие ведущие 1, 2 и ведомые 3, 4 рычаги, установленные через оси в большие 5, малые 6 корпуса на раме существующего рольганга 7. Привод поворота ведущих двуплечих рычагов 1, 2 осуществляется от пневмоцилиндра 8 через тяги 9, 10, а также одноплечие рычаги 11, 12 и оси 13. Благодаря такому приводу ведущие двуплечие рычаги 1, 2 поворачиваются в разные стороны. Ведущие двуплечие рычаги 1, 2 нижними плечами шарнирно связаны тягами 14, 15 с нижними плечами ведомых двуплечих рычагов 3, 4. Подъем поковок с роликов существующего рольганга, их передача на наклонный стеллаж 16 осуществляется верхними плечами двуплечих рычагов 1, 2. Для этого поверхность верхних плеч 17 всех двуплечих рычагов выполнена наклонной. По наклонному стеллажу 16 заготовки перемещаются на приемный рольганг 18.

По рольгангу 6 (см. рис. 1) поковки с применением трайбаппарата 7 транспортируются к гидравлическому прессу П6332 усилием 1600 кН. Перед установкой поковки в зоне реза гидравлического пресса для снижения усилия реза и затрат на нагрев предложено осуществлять нагрев или подогрев не всей разрезаемой поковки, а только части ее длины в месте реза поковки (локальный нагрев) [4]. Для этой цели разработан специальный индукционный нагреватель 8. Применение локального индукционного нагрева существенно снижает энергопотребление.

После нагрева поковка перемещается и останавливается специальным упором таким образом, чтобы нагретая часть длины поковки оказалась в зоне реза гидравлического пресса П6332. Для осуществления реза на указанном прессе с учетом особенностей работы гидравлической системы пресса [5] и требований к условиям реза на ножницах с параллельными ножами [6] и конструктивному исполнению штампов [7] разработан специальный штамп 9 для резки поковок [8].

Штамп для резки поковок (рис. 3) содержит нижнюю неподвижную плиту 1 с закрепленным на ней винтами 2 ножом 3, верхнюю подвижную плиту 4 с закрепленным на ней винтами 5 ножом 6, четыре направляющие цилиндрические колонны 7, прижим 8, размещенный между нижней неподвижной 1 и

Рис. 2. Клапанный сбрасыватель

Fig. 2. Valve dumper

Рис. 3. Штамп для резки поковок Fig. 3. Die for cutting forgings

верхней подвижной 4 плитами с ножами 3, 6. Четыре направляющие цилиндрические колонны 7 неподвижно посажены в цилиндрические расточки нижней неподвижной плиты 1. На четыре направляющие цилиндрические колонны 7 через втулки 9, 10 с возможностью перемещения посажена верхняя подвижная плита 4 с ножом 6. На две направляющие колонны 7 с возможностью перемещения вдоль указанных колонн через втулки 11 посажен прижим 8. Направляющие колонны 7 одновременно служат для центрирования верхней подвижной траверсы гидравлического пресса, препятствуя действию во время реза поковок осевых усилий на шток приводного гидравлического цилиндра пресса. На верхнюю подвижную плиту 4 установлены и закреплены корпусами 12 с помощью винтов 13 два пневмоцилиндра прижима, штоки 14 которых соединены с прижимом 8. Применение такого конструктивного исполнения привода прижима позволяет осуществлять синхронизацию работы прижима 8 и верхней подвижной плиты 4 с ножом 6, заключающуюся в том, что при перемещении верхней подвижной плиты за счет уменьшения объемов поршневых полостей пневмоцилиндров прижима 12 происходит увеличение давления воздуха в указанных пневмоцилиндрах, повышающее усилие прижима.

Для осуществления реза поковок нижняя неподвижная плита 1 с ножом 3 закреплена на 38

неподвижной станине 15 гидравлического пресса с помощью болтов 16. Верхняя подвижная плита 4 с ножом 6 закреплена на верхней подвижной траверсе 17 указанного гидравлического пресса с помощью болтов 18.

Рассмотрим работу штампа для резки поковок при установке его на гидравлическом прессе П6332.

Перед осуществлением реза поковки 19 верхняя подвижная плита 4 с ножом 6 и прижим 8 установлены в положение, обеспечивающее свободное перемещение поковки 19 в зону реза между ножами 3 и 6. Поковка 19 останавливается. С помощью штоков 14 пневмоцилиндров 12 прижим 8 перемещается по направляющим цилиндрическим колоннам 7 вниз и прижимает поковку 19 к нижней неподвижной плите 1 с ножом 3 с усилием, соответствующим давлению воздуха в пневматической системе. После этого верхняя подвижная плита 4 с ножом 6 за счет перемещения верхней подвижной траверсы 17 опускается вниз до соприкосновения с поковкой 19. Корпуса 12 пневмоцилиндров также перемещаются вниз, а штоки 14 этих пневмоцилиндров остаются в прежнем положении. За счет этого объем поршневой полости указанных пневмоцилиндров (расстояние между верхней крышкой корпуса пневмоцилиндров и его поршнем) уменьшается. Благодаря этому давление воздуха в указанной полости пневмоцилинд- ров повышается, увеличивается усилие прижима поковки 19. Затем осуществляется дальнейшее перемещение верхней подвижной плиты 4 с ножом 6 за счет перемещения верхней подвижной траверсы 17 и производится рез поковки 19. При этом увеличивается усилие реза поковки 19. Одновременно происходит дальнейшее уменьшение объема поршневой полости пневмоцилиндров с повышением давления воздуха в них от давления в цеховой магистрали до максимально возможных 10 атм, приводящее к увеличению усилия прижима поковки 19.

За счет этого обеспечивается прижим заготовки с требуемым усилием и высокое качество поковок после их реза.

Наличие направляющих для перемещения прижима 8 в виде двух колонн 7, являющихся одновременно направляющими для перемещения верхней подвижной плиты 4 с ножом 6, обеспечивает центрирование поковки 19 относительно ножей 3, 6 перед началом и во время ее реза. Это также ведет к получению качества реза.

Принимая во внимание, что используемая конструкция гидравлического пресса П6332 и штампа для резки поковок обеспечивает верхний рез, при котором передний конец разрезаемой поковки при резе перемещается вниз, то для устранения усилия на приемный рольганг последний должен быть выполнен

Рис. 4. Качающийся рольганг Fig. 4. Swinging roller table

качающимся [2, 6]. Для этой цели разработан специальный компактный качающийся приводной рольганг 10 (см. рис. 1).

Отличительной особенностью конструкции качающегося приводного рольганга (рис. 4) является установка на нем прижимного ролика 1 с приводом прижима от пневмоцилиндра 2, осью качания 3, совмещенной с приводной осью 4 роликов рольганга и со смещенным относительно оси качания центром тяжести рольганга, обеспечивающим возврат рольганга вместе с отрезанной частью заготовки после реза в горизонтальное положение.

Качающийся приводной рольганг включает раму 5, на которой установлен и закреплен узел ролика 6, на ось которого 4 с возможностью поворота установлена качающаяся рама 7 со смонтированными на ней тремя узлами приводных роликов 8 и четырьмя направляющими колоннами 9 для перемещения траверсы 10 с прижимным роликом 1. В верхних частях направляющих колонн 19 на плите 11 смонтирован пневмоцилиндр 2. Привод вращения роликов качающегося рольганга осуществляется от мотор-редуктора 12 через цепную передачу 13. Для уравновешивания качающейся рамы 7 к ней через гибкую тягу 14 подвешен груз 15.

С качающегося рольганга 10 (см. рис. 1) мерные поковки транспортируются на приемный рольганг 11, с которого специальным рычажным сбрасывателем 12 передаются в карман-накопитель 13. Из кармана-накопителя 13 поковки передаются на склад или через механизм поштучной подачи 14 для повторного нагрева в индукционной установке 15 и последующей ковки на РКМ.

Разработанный участок поперечной резки поковок из специальных сталей обеспечивает:

– устранение использования абразивной поперечной резки поковок, характеризующейся высоким уровнем шума, образованием вредных абразивных выбросов, безвозвратными отходами дорогостоящего металла, снижающими КИМ;

– компактную встроенность в существующую технологическую линию радиальной ковки;

– поточность производства при передаче поковок от радиально-ковочной машины для их поперечной резки, возврат мерных заготовок на повторный нагрев для их дальнейшей радиальной ковки;

Рис. 5. Фрагмент участка с поковками в кармане-накопителе после их резки Fig. 5. Fragment of a section with forgings in a storage pocket after cutting them

– энергосбережение при осуществлении локального (местного) нагрева (подогрева) зоны поперечного реза поковок;

– качественную поперечную резку поковок с применением новой конструкции штампа, позволяющего адаптировать стандартный гидравлический пресс П6332 для поперечной резки поковок из специальных сталей и сплавов;

– прием поковок качающимся рольгангом с возможностью выдачи короткомерных поковок из зоны реза гидравлического пресса с помощью прижимного ролика.

Выполненные разработки сопровождались требуемыми кинематическими, силовыми и прочностными расчетами.

Все машины и механизмы разработаны, изготовлены, смонтированы, налажены и пущены в эксплуатацию.

На рис. 5 приведена фотография участка поперечной резки с поковками в кармане-накопителе после их резки.

Таким образом, на основе исследовательских, конструкторских и опытных работ выполнен комплекс высокотехнологичных запатентованных и патентуемых разработок, позволивших создать участок поперечной резки поковок.

Практическое применение технологического участка поперечной резки поковок из специальных сталей и сплавов позволило существенно повысить технико-экономические показатели работы технологической линии радиальной ковки с РКМ SKK-14, значительно улучшить экологическую обстановку на производстве за счет устранения вредных абразивных выбросов, снижения уровня шума, повысить КИМ за счет устранения безвозвратных отходов дорогостоящего металла.