RU146549U1

RU146549U1 - MILL FOR AXISYMMETRIC PARTS

Info

Publication number: RU146549U1
Application number: RU2014122237/02U
Authority: RU
Inventors: Ривнер Фазылович Ганиев; Рафаэль Юрьевич Сухоруков; Николай Федорович Кощавцев; Александр Валентинович Колесник; Шамиль Хамзаевич Мухтаров; Фарид Зайнуллаевич Утяшев
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2014-10-10

Abstract

Стан для раскатки осесимметричных деталей, содержащий печь для нагрева заготовки осесимметричной детали, подвижные каретки с раскатными головками, в которых установлены раскатные ролики, приводимые во вращение двигателями, пиноли для фиксации и вращения заготовки с помощью двигателей, кинематически соединённых с пинолями, средство контроля геометрии раскатываемой детали и средство контроля температуры раскатки в зоне сопряжения раскатных роликов с заготовкой осесимметричной детали, отличающийся тем, что он дополнительно оснащён системой нагрева зоны сопряжения раскатных роликов с заготовкой, включающей лазеры и оптические системы для формирования светового пучка лазеров, средство контроля температуры раскатки выполнено в виде установленных с каждой стороны обрабатываемой заготовки тепловизионных камер с оптическими системами и оптическими фильтрами, а средство контроля геометрии раскатываемой детали выполнено в виде оптико-электронных датчиков, включающих светодиоды и оптические системы, причём печь установлена с возможностью её горизонтального перемещения.A mill for rolling axisymmetric parts, comprising a furnace for heating a workpiece of an axisymmetric part, movable carriages with roll heads, in which roll rollers are driven by motors, pins for fixing and rotating the workpiece using motors kinematically connected to pins, a means of controlling the geometry of the rolling parts and means for controlling the temperature of rolling in the interface between the rolling rollers and the workpiece of an axisymmetric part, characterized in that it is additionally equipped with a with the topic of heating the interface between the rolled rollers and the workpiece, including lasers and optical systems for forming a laser light beam, the tool for controlling the temperature of rolling is made in the form of thermal cameras with optical systems and optical filters installed on each side of the workpiece, and the tool for controlling the geometry of the rolled part is made in in the form of optoelectronic sensors, including LEDs and optical systems, and the furnace is installed with the possibility of its horizontal movement i.

Description

Предложение относится к устройствам обработки металлов давлением с целью получения осесимметричных деталей высокой прочности и жаропрочности.The proposal relates to devices for metal forming in order to obtain axisymmetric parts of high strength and heat resistance.

Известен стан для изготовления осесимметричных деталей содержащий печь для нагрева заготовки осесимметричной детали, подвижные каретки с раскатными головками, в которых установлены раскатные ролики, приводимые во вращение двигателями, пиноли, для фиксации и вращения заготовки с помощью двигателей, кинематически соединенных с пинолями и средства контроля глубины и температуры раскатки в зоне сопряжения раскатных роликов с заготовкой осесимметричной детали.A known mill for the manufacture of axisymmetric parts comprising a furnace for heating a workpiece of an axisymmetric part, movable carriages with roll heads, in which roll rollers are driven, driven by motors, pins, for fixing and rotating the workpiece using motors kinematically connected to pins and depth control means and temperature rolling in the mating zone of the rolling rollers with the workpiece axisymmetric parts.

(см. Патент РФ №2134175 B21H 1/00, 1997 г.),(see RF Patent No. 2134175 B21H 1/00, 1997),

Согласно этому техническому решению раскатываемая деталь, устройство фиксации заготовки и раскатные головки размещены в печи. Размеры детали определяют датчиком профиля, а температуру в зоне раскатки термометрами. Механизмы обеспечения вращения заготовки и роликов имеют устройства реверса и отключения для обеспечения свободного вращения заготовки при ее деформации, а также роликов. Стан дает возможность получать осесимметричные детали из труднодеформируемых материалов.According to this technical solution, the rolling part, the workpiece fixing device and the rolling heads are placed in the furnace. The dimensions of the part are determined by the profile sensor, and the temperature in the rolling zone by thermometers. Mechanisms for ensuring rotation of the workpiece and rollers have reverse and shutdown devices to ensure free rotation of the workpiece during its deformation, as well as rollers. The mill makes it possible to obtain axisymmetric parts from difficult to deform materials.

Однако, процесс этот сложен и энергоемок.However, this process is complex and energy intensive.

Техническим результатом предложения является снижение энергоемкости раскатки осесимметричных деталей из жаропрочных труднодеформируемых материалов при упрощении конструкции стана.The technical result of the proposal is to reduce the energy intensity of rolling axisymmetric parts from heat-resistant difficult to deform materials while simplifying the design of the mill.

Указанный результат достигается тем, что стан для раскатки осесимметричных деталей, содержащий печь для нагрева заготовки осесимметричной детали, подвижные каретки с раскатными головками, в которых установлены раскатные ролики, приводимые во вращение двигателями, пиноли, для фиксации и вращения заготовки с помощью двигателей, кинематически соединенных с пинолями и средства контроля глубины и температуры раскатки в зоне сопряжения раскатных роликов с заготовкой осесимметричной детали, дополнительно оснащен системой нагрева зоны сопряжения раскатных роликов с заготовкой, включающей лазеры и оптические системы для формирования светового пучка лазеров, средство контроля температуры раскатки выполнено в виде, установленных с каждой стороны обрабатываемой заготовки тепловизионных камер с оптическими системами и оптическими фильтрами, средство контроля глубины раскатки выполнено в виде оптико-электронных датчиков, включающих светодиоды и оптические системы, причем печь установлена с возможностью ее горизонтального перемещения.This result is achieved by the fact that the mill for rolling axisymmetric parts, containing a furnace for heating the workpiece of the axisymmetric part, movable carriages with roll heads, in which roll rollers are mounted, driven by rotation by motors, pins, for fixing and rotating the workpiece using motors kinematically connected with pins and means for controlling the depth and temperature of rolling in the mating zone of the rolling rollers with the workpiece of an axisymmetric part, is additionally equipped with a heating system for the rolling zone the tension of the rolls with the workpiece, including lasers and optical systems for forming a laser light beam, the means for controlling the temperature of rolling are made in the form installed on each side of the workpiece blank thermal imaging cameras with optical systems and optical filters, the means for controlling the depth of rolling is made in the form of optoelectronic sensors, including LEDs and optical systems, and the furnace is installed with the possibility of horizontal movement.

Таким образом, стан, содержащий все необходимые составные части для раскатки осесимметричных деталей реализует технологический процесс раскатки в открытом пространстве за пределами печи при поддержании температуры в зоне раскатки с помощью лазерных установок.Thus, the mill containing all the necessary components for rolling axisymmetric parts implements the technological process of rolling in the open space outside the furnace while maintaining the temperature in the rolling zone using laser systems.

На фиг. 1. представлены основные узлы стана для изготовления осесимметричных деталей.In FIG. 1. presents the main components of the mill for the manufacture of axisymmetric parts.

На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1In FIG. 2 is a section AA in FIG. one

На фиг. 3 - схема лазерного нагрева заготовки и контроля параметров раскатки заготовки осесимметричной детали.In FIG. 3 is a diagram of a laser heating a workpiece and controlling parameters of rolling a workpiece of an axisymmetric part.

Стан для раскатки осесимметричных деталей (фиг. 1), содержит печь 1 установленную с возможностью ее горизонтального перемещения (фиг. 2) и предназначенную для нагрева заготовки 2 осесимметричной детали, подвижные каретки 3 и 4 с раскатными головками 5, 6, 7, 8, в которых установлены раскатные ролики 9, 10, 11, 12, приводимые во вращение двигателями 13, 14, 15, 16, пиноли 17, 18, для фиксации и вращения заготовки с помощью двигателей 19, 20, кинематически соединенных с пинолями, систему нагрева зоны сопряжения раскатных роликов с заготовкой (фиг. 3), включающую лазеры 21, 22 и оптические системы 23, 24 для формирования светового пучка лазеров, средство контроля температуры раскатки выполненное в виде, установленных с каждой стороны обрабатываемой заготовки тепловизионных камер 25, 26 с оптическими системами 27, 28 и оптическими фильтрами 29, 30, 31, 32, средство контроля геометрии раскатываемой детали, выполненное в виде оптико-электронных датчиков, включающих светодиоды 33, 34 и оптические системы 35-40.A mill for rolling axisymmetric parts (Fig. 1), contains a furnace 1 installed with the possibility of horizontal movement (Fig. 2) and designed to heat the workpiece 2 axisymmetric parts, movable carriages 3 and 4 with rolling heads 5, 6, 7, 8, in which the roll rollers 9, 10, 11, 12 are mounted, driven by rotation by engines 13, 14, 15, 16, pins 17, 18, for fixing and rotating the workpiece using motors 19, 20 kinematically connected with pins, a zone heating system pairing the rolling rollers with the workpiece (Fig. 3), including lasers 21, 22 and optical systems 23, 24 for forming a laser light beam, means for controlling the temperature of rolling made in the form installed on each side of the workpiece blank thermal imaging cameras 25, 26 with optical systems 27, 28 and optical filters 29, 30, 31, 32 , a means of controlling the geometry of the rolling part, made in the form of optoelectronic sensors, including LEDs 33, 34 and optical systems 35-40.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Заготовка 2 фиксируется и зажимается пинолями 17, 18, которые вращают заготовку. Привод на пиноли подается от двигателей (19, 20). Перед началом процесса раскатки печь 1 надвигается на заготовку и производится нагрев заготовки до температуры пластической деформации, по достижении которой печь сдвигается на половину заготовки и ролики внедряют в ее тело. Затем включают лазерные установки подогрева зоны раскатки. Размер подогреваемой зоны раскатки определяется требованиями технологии, определяющей область, в которой должна поддерживаться строго определенная температура и скоростью раскатки. Раскатные ролики 9, 10, 11, 12 приводятся во вращение двигателями 13, 14, 15, 16. Перемещение раскатных головок вдоль радиуса заготовки обеспечивается движением кареток 3 и 4, при этом обеспечивается внедрение роликов в тело заготовки. Оптические системы лазеров 23, 24 формируют пучок от лазеров 21, 22 в зоне подогрева. Зона раскатки визируется с каждой стороны заготовки тепловизионными камерами 25, 26 через оптические системы 27, 28. Перед тепловизионной камерой устанавливают фильтры 29, 30, 31, 32. При введенных фильтрах исключатся попадание на чувствительные элементы тепловизионной камеры светового излучения лазеров подсветки, отраженного от поверхности заготовки. При этом наблюдается распределение температуры в зонах раскатки. Также, при введении фильтров 29, 31 наблюдается распределение освещенности лазерами, необходимое для обеспечения равномерного нагрева зоны подогрева. Геометрию раскатываемой детали контролируют с помощью оптико-электронных датчиков, включающих светодиоды 33, 34 с оптическими системами 35-40, формирующими на поверхности полотна диска пятно с заданным распределением яркости. По тарированным характеристикам распределения яркости в этом пятне определяют и контролируют глубину внедрения раскатного ролика, и следовательно, толщину полотна диска. Металл диска деформируется между парой раскатных роликов за счет перемещения роликов и вращения заготовки. После окончания процесса изготовления осесимметричной детали пинолей отводятся и готовое изделие извлекается.The workpiece 2 is fixed and clamped with pins 17, 18, which rotate the workpiece. The pinoli drive is supplied from engines (19, 20). Before the rolling process begins, the furnace 1 is pushed onto the workpiece and the workpiece is heated to the temperature of plastic deformation, upon reaching which the furnace is shifted by half the workpiece and the rollers are introduced into its body. Then, laser installations for heating the rolling zone are turned on. The size of the heated rolling zone is determined by the requirements of technology that defines the area in which a strictly defined temperature and rolling speed should be maintained. Rolling rollers 9, 10, 11, 12 are driven by engines 13, 14, 15, 16. The movement of the rolling heads along the radius of the workpiece is provided by the movement of the carriages 3 and 4, while the rollers are introduced into the body of the workpiece. The optical systems of the lasers 23, 24 form a beam from the lasers 21, 22 in the heating zone. The rolling zone is sighted on each side of the workpiece by thermal imaging cameras 25, 26 through optical systems 27, 28. Filters 29, 30, 31, 32 are installed in front of the thermal imaging camera. When the filters are introduced, light from the backlight lasers reflected from the surface will not be exposed to the sensitive elements of the thermal imaging camera. blanks. In this case, a temperature distribution is observed in the rolling zones. Also, with the introduction of filters 29, 31, the distribution of illumination by lasers is observed, which is necessary to ensure uniform heating of the heating zone. The geometry of the rolled part is controlled using optoelectronic sensors, including LEDs 33, 34 with optical systems 35-40, forming a spot with a given brightness distribution on the surface of the disk web. According to the calibrated characteristics of the brightness distribution in this spot, the penetration depth of the rolled roller, and therefore the thickness of the disk web, is determined and controlled. The disc metal is deformed between a pair of rolled rollers due to the movement of the rollers and rotation of the workpiece. After the end of the manufacturing process of the axisymmetric part, the pins are removed and the finished product is removed.

Учитывая, что раскатные головки и рабочие инструменты не нагреваются, время нагрева заготовки уменьшается в 2,5-3 раза, что существенно сказывается на снижении энергозатрат и упрощении эксплуатации стана без ухудшения качества готового изделия.Given that the rolling heads and working tools do not heat up, the heating time of the workpiece is reduced by 2.5-3 times, which significantly affects the reduction of energy consumption and simplification of operation of the mill without compromising the quality of the finished product.

Claims

A mill for rolling axisymmetric parts, comprising a furnace for heating a workpiece of an axisymmetric part, movable carriages with roll heads, in which roll rollers are driven by motors, pins for fixing and rotating the workpiece using motors kinematically connected to pins, a means of controlling the geometry of the rolling parts and means for controlling the temperature of rolling in the interface between the rolling rollers and the workpiece of an axisymmetric part, characterized in that it is additionally equipped with a with the topic of heating the interface between the rolled rollers and the workpiece, including lasers and optical systems for forming a laser light beam, the tool for controlling the temperature of rolling is made in the form of thermal cameras with optical systems and optical filters installed on each side of the workpiece, and the tool for controlling the geometry of the rolled part is made in in the form of optoelectronic sensors, including LEDs and optical systems, and the furnace is installed with the possibility of its horizontal movement i.