Спосіб очищення від окалини плоскої заготовки

Винахід відноситься до області обробки металів тиском і може бути застосованим, наприклад, при очищенні від окалини круглих плоских заготовок перед витягуванням днищ для цистернобудування. Отримання заготовок без окалини, наприклад, за рахунок безокислювального нагрівання в печах з крокуючими балками важко здійснити через зазори між подом печі і ричагами, що проходять через неї і зв'язують балки з приводом переміщення. Ці зазори не дозволяють надійно ізолювати робочий простір печі від підсосу повітря. Безокислювальне нагрівання пакета із декількох десятків заготовок є ефективним тільки для перших двох-трьох заготовок. Нагрівання заготовок під штампування в розплавлених солях складає технічні труднощі, враховуючи великі (кілька метрів) розміри заготовки і низьку відповідність технології нагрівання в розплавлених солях вимогам промислової санітарії. Застосування захисних покриттів при нагріванні потребує видалення цього покриття перед штампуванням. Окрім того, вище перераховані технології нагрівання, у порівнянні з таким у полум'яних печах, потребують додаткових ви трат в розмірі від 50 до 250%. Відомі різні методи видалення окалини як з гарячої, так і з холодної заготовки. Так, до комплексу операцій типового технологічного процесу штампування днищ (1, стор.273) входить операція №24, в котрій, зокрема, передбачено: "Викотити подину нагрівальної печі, застропити заготовку; на вільному місці у цеху опустити заготовку на рівень поста людини, зіскребти окалину, після чого покласти заготовку на площину матриці". На практиці, однак, цю операцію якісно виконати не вдається, тому що час між отриманням заготовки з печі і початком штампування на пресі не повинен перевищувати двох хвилин. В іншому разі закінчення штампування здійснюється при низьких температурах і штамповані напівфабрикати бракують. Окрім того, ручне очи щення окалини за допомогою скребків підчепленої гарячої заготовки пов'язане з важкою і небезпечною для робітника працею. Найбільш близьким до заявленого технічного рішення за досягнутим результатом є спосіб по витоку (1, стор.211), згідно з яким "Нагріті заготовки витягаються з печі, за допомогою рольганга подаються в правильнозачисну машину, котра має правильно-подаючі валки для правки заготовки в разі короблення і зачисні валки, які мають металеві щітки, для очищення окалини з нагрітої заготовки" (прототип). Причинами, які суттєво зменшують область використання цього способу, є необхідність використання рольганга з приводом і правильно-зачисної машини з правильно-подаючими валками, що потребує додаткових виробничих площ і енерговитрат. Короблення заготовки від нагрівання є відміною тільки при нагріванні заготовок, складених у пакет і практично відсутнє при нагріванні заготовок в печі з крокуючими балками. До того ж на даний час великі днища з метою економії металу штампують не з цільної заготовки, а зі звареної, яка складається щонайменше з двох частин, і посилення зварного шва знімають тільки по периферійній кільцевій частині заготовки. Таким чином, можлива правка лише цільної заготовки, а для роботи зі зварною необхідне зняття посилення зварного шва по всьому його периметру. Окрім того, присутність в способі-прототипі додаткових операцій витягування заготовки з печі і додаткового кантування нагрітої заготовки з холодними подаючими валками і металевими щітками роблять проблематичним закінчення штампування днища при потрібній температурі. В основу винаходу покладено завдання створення способу очищення від окалини плоскої заготовки, в якому нові дії і умови їх виконання дозволять знизити енерговитрати і необхідні виробничі площі, а також скоротити час між отриманням заготовки з печі і закінченням витягування нагрітої заготовки, що дозволить суттєво розширити область застосування заявленого способу, виключивши ви щенаведені недоліки прототипу. Для вирішення поставленого завдання в способі очищення плоскої заготовки від окалини, що включає очищення круглої плоскої заготовки шляхом механічного впливу на неї відповідно до винаходу, механічний вплив на шар окалини здійснюється методом кругової прокатки заготовок з одночасним локальним знакоперемінним навантаженням периферійної кільцевої частини заготовки. Ефективність використання методу кругової прокатки, яка до прикладення до шару окалини по периферійній кільцевій частині плоскої заготовки локального знакоперемінного ламаючого навантаження, обумовлена такими перевагами у порівнянні з прототипом: - час передачі нагрітої заготовки від печі з крокуючими балками в стан кругової прокатки за допомогою рейкового маніпулятора з захватним органом суттєво менший ніж висування поду печі з пакетом заготовок, стропування заготовки, подача її на ролики приводного рольганга і задача заготовки до правильно-зачисної машини; - час очищення кільцевої частини заготовки від окалини на стані кругової прокатки буде меншим за рахунок вищої допустимої швидкості обертання заготовки в порівнянні з поступальною швидкістю переміщення заготовки в правильно-зачисній машині; - потужність привода стана кругової прокатки і рейкового маніпулятора в кілька разів нижча потужності привода подаючого рольганга і правильно-зачисної машини, розрахованих на виконання правки і очищення максимального (діаметрального) перерізу заготовки; - використання стана кругової прокатки дозволяє очищувати тільки периферійну кільцеву частину заготовки, котра в процесі витягування контактує з робочими поверхнями матриці і пуансона і в випадку присутності окалини є причиною виникнення дефектів на поверхні днища таких як рисок, подряпини і заштампована окалина; з іншої поверхні заготовки окалина легко відшаровується і відпадає під дією ростягуючи х і стискаючих напружень, що виникають на зовнішній і внутрішній поверхнях днища, що штампується; - падіння температури нагрітої заготовки на шляху від печі до преса суттєво зменшиться не тільки за рахунок скорочення часу транспортних і технологічних операцій, але й за рахунок меншого за часом і площею контакту нагрітої заготовки з холодним інструментом: початковий контакт по периферійній кільцевій частині заготовки від дії спеціальних конічних валків і лінійний контакт по всій поверхні заготовки від дії правильно задаючих і зачисних валків; - розміщення безпривідного рольганга і стана кругової прокатки згідно пропонованого способу вимагатиме в 1,5-2 рази менше виробничих площ, ніж для приводного рольганга і правильно-зачисної машини згідно прототипу. Спосіб відтворюється таким чином. Для штампування еліптичного днища внутрішнім діаметром 3000 і висотою 830мм із сталі X28Н10Т заготовку діаметром 3765мм і товщиною 24мм нагрівають в печі з крокуючими балками до температури 1200°С. Вага заготовки 2095кг. При цьому край нагрітої заготовки знаходиться на виході з печі. Оператор захоплює кліщами, що встановлені на хоботі маніпулятора, край заготовки (0,2хвилини), переміщує її по рольгангу в стан кругової прокатки, фіксує за упорами і звільняє від кліщів (0,2хвилини). Збивання окалини в стані кругової прокатки виконується протягом 0,2хв., після чого заготовку, що з упинилась, захоплює маніпулятор (0,2хв.) і переміщує її на вили кранового маніпулятора (0,2хв.). Локальний знакоперемінний режим навантаження кільцевої частини заготовки забезпечують виступаючі частини конічних валків, що розташовані на робочих поверхнях верхнього і нижнього валків зі зміщенням по відношенню один до одного на півкроку в дво х напрямках. Для забезпечення такого навантаження (місцевий пружно-пластичний згин) заготовки, з вказаними вище параметрами, достатньо витримати відстань між виступаючими частинами конічних валків у інтервалі 20-21мм. Для інших розмірів і параметрів очищення цю відстань вираховують за відомими методиками. Транспортування заготовки до гідравлічного преса подвійної дії зусиллям 25/16 МН і центрування її в штампі за упорами займає 0,6хв. Як свідчить практика, загальний час виконання цих операцій не повинен перевищувати 2хвилин, отже запас часу за запропонованим способом складає не менше 25%. Витягування заготовки на пресі займає 0,9хв. (робочий хід 900мм при швидкості переміщення траверс 130мм/с). Наприкінці робочого ходу проводять контроль температури закінчення штампування, яка для сталей аустенітного класу не повинна бути нижчою за 850°С. Таким чином, використання стана кругової прокатки для видалення окалини з кільцевих поверхонь заготовки за рахунок прикладення локальних знакоперемінних навантажень до цих поверхонь, дозволяє підвищити швидкість виконання окремих операцій при суттєвому зниженні енерговитрат і виконувати закінчення штампування днищ у безпечному інтервалі температур, що підвищує стійкість технологічного процесу і якість штамповок, створює позитивний ефект. Література 1. Степанов В.Г., Брук М.Б., Панкратов В.П., Клестов М.И. Штамповка элементов корпусных конструкций. Л., С удостроение, 1972. -278с.