RU2174056C2

RU2174056C2 - Apparatus for rolling variable-profile products

Info

Publication number: RU2174056C2
Application number: RU99120720A
Authority: RU
Inventors: Ф.Я. Рудик; М.Ш. Гутуев; Е.Ф. Колетурин; А.Е. Киселев; А.В. Пахарев; И.Л. Воротников
Original assignee: Рудик Феликс Яковлевич; Гутуев Магомед Шайхович; Колетурин Евгений Федорович; Киселев Алексей Евгеньевич; Пахарев Алексей Владимирович; Воротников Игорь Леонидович
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-09-27

Abstract

FIELD: plastic working of metals. SUBSTANCE: apparatus has bed, stand with deforming rolls arranged on shafts in supports and equipped with replaceable forming tools. Blank supporting mechanism has stop plank spring-biased to horizontal guide by compression springs so as to restrict displacement of stop plank in vertical direction by adjusting pins and nuts. Apparatus is further provided with drive composed of two pairs of levers fixed to rolls and two pairs of levers fixed to rods of hydraulic cylinders. Ends of horizontal guide rigidly fixed to rods of hydraulic cylinders are arranged in vertical slots of bed on roller bearings. One of deforming rolls is equipped with segmented restrictor fixed to end of one of deforming rolls perpendicular to axis of rotation thereof. Apparatus may be used for manufacture of parts with complicated profile, such as knives. EFFECT: increased efficiency and improved quality of ready product by reliable orienting of blank relative to forming members. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности, может быть применено при изготовлении деталей сложного профиля типа ножей. The invention relates to the field of metal forming, in particular, can be used in the manufacture of parts of a complex profile such as knives.

Известно устройство для прокатки изделий с переменным профилем (а.с. N 617143, МКИ В 21 H 7/16, опубл. в бюл. N 28, 1978 г. - аналог), содержащее станину, клеть с валками, расположенными в опорах, зубчато-реечный механизм, выполненный в виде двух пар зубчатых реек и двух пар зубчатых колес, расположенных соответственно на валах нижнего и верхнего валков, подвижную клиновидную плиту. A device for rolling products with a variable profile (A.S. N 617143, MKI B 21 H 7/16, publ. In bull. N 28, 1978 - analogue), containing a frame, stand with rolls located in the supports, gear rack mechanism made in the form of two pairs of gear racks and two pairs of gears located respectively on the shafts of the lower and upper rolls, a movable wedge-shaped plate.

Недостатками аналога являются:
1) приспособление для зажима заготовки, осуществляющее ее принудительное протягивание между деформирующими элементами, приводит к проволакиванию изделия и соответственно снижает точность его геометрической формы, а также ухудшает качество изделия;
2) большое количество подвижных сопряжений механизма привода усложняет его конструкцию и снижает надежность.The disadvantages of the analogue are:
1) the device for clamping the workpiece, forcing it to be pulled between the deforming elements, leads to wire drawing of the product and, accordingly, reduces the accuracy of its geometric shape, and also degrades the quality of the product;
2) a large number of movable interfaces of the drive mechanism complicates its design and reduces reliability.

Прототипом предлагаемого устройства является устройство для прокатки изделий с переменным профилем (патент RU N 2042464, МКИ В 21 H 7/16, опубл. в бюл. N 24, 1995 г.), содержащее станину, систему деформирующих валков, расположенных на валах в опорах и имеющих сменные формующие инструменты, зубчато-реечный механизм с двумя парами зубчатых колес с приводом, выполненным в виде силовых гидроцилиндров, штоки которых связаны с деформирующими валками посредством зубчатых реек, и механизм поддержки, связанный с П-образной вставкой одного из деформирующих валков. The prototype of the proposed device is a device for rolling products with a variable profile (patent RU N 2042464, MKI B 21 H 7/16, publ. In bull. N 24, 1995) containing a frame, a system of deformation rolls located on the shafts in the bearings and having interchangeable forming tools, a rack-and-pinion mechanism with two pairs of gear wheels with a drive made in the form of power hydraulic cylinders, the rods of which are connected to the deformation rolls by means of gear racks, and a support mechanism associated with the U-shaped insert of one of the deforming rolls .

Недостатками прототипа являются:
1) существующий механизм поддержки заготовки в момент окончания процесса деформации не обеспечивает ее ориентацию относительно формующих инструментов, что влечет за собой попадание заготовки в пространство между П-образной вставкой и упором и при обратном ходе формующих инструментов заклинивание устройства;
2) сопряжение зубчатой рейки с зубчатыми колесами механизма привода в связи с большими усилиями при деформации заготовки подвержено ускоренному изнашиванию, что обуславливает рассинхронизацию вращательного движения валков относительно друг друга и приводит к ухудшению качества готового изделия;
3) в устройстве отсутствует механизм, предотвращающий контакт концевых частей заготовки с клетью устройства, а это при вертикальном перемещении заготовки обуславливает продольный изгиб готового изделия, что соответственно требует дополнительной операции механической обработки.The disadvantages of the prototype are:
1) the existing mechanism for supporting the workpiece at the end of the deformation process does not ensure its orientation relative to the forming tools, which entails the ingress of the workpiece into the space between the U-shaped insert and the stop and, when the forming tools return, the device is jammed;
2) the coupling of the gear rack with the gears of the drive mechanism due to the great efforts during the deformation of the workpiece is subject to accelerated wear, which causes a desynchronization of the rotational movement of the rolls relative to each other and leads to a deterioration in the quality of the finished product;
3) the device does not have a mechanism that prevents contact of the end parts of the workpiece with the cage of the device, and this when the workpiece is vertically moved causes longitudinal bending of the finished product, which accordingly requires an additional machining operation.

Технической задачей изобретения является обеспечение надежной ориентации заготовки относительно формующих инструментов вплоть до окончания процесса деформации, и, как следствие, повышение эффективности эксплуатации устройства для прокатки при изготовлении клинков с одновременным улучшением качества готового изделия. An object of the invention is to ensure reliable orientation of the workpiece relative to the forming tools up to the end of the deformation process, and, as a result, increase the operational efficiency of the rolling device in the manufacture of blades while improving the quality of the finished product.

Задача достигается в устройстве для прокатки изделий с переменным профилем, содержащем станину, клеть с расположенными в опорах на валах деформирующими валками со сменными формующими инструментами, механизм поддержки и привод с силовыми гидроцилиндрами, штоки которых связаны с деформирующими валками, которое, согласно изобретению снабжено сегментным ограничителем, закрепленным на одном из формообразующих валков перпендикулярно оси его вращения, механизм поддержки выполнен в виде жестко соединенной со штоками силовых гидроцилиндров горизонтальной направляющей и упорной планки, подпружиненной к ней пружинами сжатия с возможностью вертикального перемещения между сменными формующими инструментами, а штоки силовых гидроцилиндров связаны с деформирующими валками двумя парами рычагов. The objective is achieved in a device for rolling products with a variable profile, containing a bed, a stand with deforming rolls located on bearings on the shafts with replaceable forming tools, a support mechanism and a drive with power hydraulic cylinders, the rods of which are connected to deforming rolls, which, according to the invention, is equipped with a segment limiter mounted on one of the forming rolls perpendicular to the axis of its rotation, the support mechanism is made in the form of rigidly connected to the rods of the power hydraulic cylinders horizontal guide and thrust bar, spring loaded with compression springs with the possibility of vertical movement between interchangeable forming tools, and the rods of the power hydraulic cylinders are connected with the deforming rolls by two pairs of levers.

Наличие в предлагаемом устройстве изобретения доказывается тем, что в существующих конструкциях устройств для прокатки изделий с переменным профилем отсутствует механизм, поддерживающий и ориентирующий заготовку относительно деформирующих элементов в момент выгрузки изделия из устройства. The presence in the proposed device of the invention is proved by the fact that in the existing designs of devices for rolling products with a variable profile there is no mechanism supporting and orienting the workpiece relative to the deforming elements at the time of unloading the product from the device.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в применении механизма поддержки, состоящего из упорной планки, служащей опорной поверхностью для прокатываемого изделия, подпружиненной к горизонтальной направляющей пружинами сжатия с возможностью вертикального перемещения упорной планки между формующими инструментами, при этом горизонтальная направляющая жестко соединяется со штоками силовых гидроцилиндров. Такое расположение механизма поддержки позволяет надежно ориентировать заготовку относительно формующих инструментов вплоть до окончания процесса ее деформации и исключить заклинивание устройства. Кроме того, конструкция горизонтальной направляющей снижает изгибающие нагрузки на штоки силовых гидроцилиндров и обеспечивает синхронность работы формующих инструментов. The originality of the proposed technical solution lies in the use of a support mechanism consisting of a thrust bar serving as a supporting surface for the rolled product, spring loaded with compression springs with a horizontal guide with the possibility of vertical movement of the thrust bar between the forming tools, while the horizontal guide is rigidly connected to the rods of the power hydraulic cylinders. This arrangement of the support mechanism allows you to reliably orient the workpiece relative to the forming tools until the end of the process of its deformation and to eliminate jamming of the device. In addition, the design of the horizontal rail reduces bending loads on the rods of power hydraulic cylinders and ensures synchronization of the operation of forming tools.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 - механизм поддержки; на фиг. 3 - разрез А-А фиг. 2. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the device; in FIG. 2 - support mechanism; in FIG. 3 is a section AA of FIG. 2.

Устройство для прокатки изделий с переменным профилем содержит станину 1, клеть с деформирующими валками 2, расположенными на валах в опорах и имеющими сменные формующие инструменты 3 (фиг. 1). Механизм поддержки заготовки состоит из упорной планки 4, подпружиненной к горизонтальной направляющей 5 пружинами сжатия 6 с возможностью ограничения ее вертикального перемещения посредством регулировочных шпилек 7 и гаек 8 (фиг. 2). Кроме того, привод состоит из двух пар рычагов 9, закрепленных на валках 2 и двух пар рычагов 10, закрепленных на штоках 11 силовых гидроцилиндров (фиг. 1). На штоках 11 силовых гидроцилиндров жестко закреплена горизонтальная направляющая 5, торцы которой установлены в вертикальных пазах 12 станины 1 на роликоподшипниках 13 (фиг. 3). Один из деформирующих валков снабжен сегментным ограничителем 14, закрепленным на конце одного из деформирующих валков 2 перпендикулярно оси его вращения (фиг. 1). Формующие инструменты 3 установлены в сквозных пазах 15, при этом образующие деформирующих валков 2 контактируют с опорной плитой 16, выполненной с возможностью плоскопараллельного перемещения относительно плоского роликоподшипника 17, а возникающие при прокатке усилия воспринимаются поверхностью разгрузочной плиты 18, установленной в пазах 19 станины и закрепленной посредством болтов 20. A device for rolling products with a variable profile contains a bed 1, a stand with deforming rolls 2 located on the shafts in the supports and having interchangeable forming tools 3 (Fig. 1). The workpiece support mechanism consists of a stop bar 4, spring loaded to the horizontal guide 5 by compression springs 6 with the possibility of limiting its vertical movement by means of adjusting pins 7 and nuts 8 (Fig. 2). In addition, the drive consists of two pairs of levers 9, mounted on the rolls 2 and two pairs of levers 10, mounted on the rods 11 of the power cylinders (Fig. 1). A horizontal guide 5 is rigidly fixed on the rods 11 of the power hydraulic cylinders, the ends of which are mounted in the vertical grooves 12 of the frame 1 on the roller bearings 13 (Fig. 3). One of the deforming rolls is equipped with a segment limiter 14, mounted on the end of one of the deforming rolls 2 perpendicular to the axis of its rotation (Fig. 1). The forming tools 3 are installed in the through grooves 15, while the generators of the deforming rolls 2 are in contact with the support plate 16, made with the possibility of plane-parallel movement relative to the flat roller bearing 17, and the forces arising during rolling are perceived by the surface of the unloading plate 18 installed in the grooves 19 of the bed and fixed by bolts 20.

С целью ориентации заготовки в течение всего процесса деформации предлагается установить между деформирующими валками упорную планку 4, подпружиненную к горизонтальной направляющей 5 пружинами сжатия 6 с возможностью вертикального перемещения упорной планки между формующими инструментами посредством регулировочных шпилек 7 и гаек 8. In order to orient the workpiece during the entire deformation process, it is proposed to install a stop bar 4 between the deforming rolls, spring-loaded compression springs 6 to the horizontal guide 5 with the possibility of vertical movement of the stop bar between the forming tools by means of adjusting pins 7 and nuts 8.

Обеспечение синхронности работы формующих инструментов 3 и снижение изгибающих нагрузок на штоки 11 гидроцилиндров достигается за счет установки горизонтальной направляющей 5 в вертикальных пазах 12 станины 1 на роликоподшипниках 13. Ensuring the synchronization of the operation of forming tools 3 and reducing bending loads on the rods 11 of the hydraulic cylinders is achieved by installing a horizontal guide 5 in the vertical grooves 12 of the frame 1 on the roller bearings 13.

В конце процесса прокатки заготовки происходит резкое снижение усилий деформации, что влечет за собой падение давления в гидросистеме и вызывает появление ударных нагрузок на зубчато-реечный механизм привода, тем самым обуславливая его ускоренный износ. Для повышения долговечности устройство оснащено рычажным механизмом привода, состоящим из двух пар рычагов 9, закрепленных на валках 2, и двух пар рычагов 10, закрепленных на штоках 11 силовых гидроцилиндров, так как в отличие от зубчато-реечного механизма привода предлагаемый механизм более устойчив к ударным нагрузкам. At the end of the rolling process of the workpiece, a sharp decrease in the deformation forces occurs, which entails a pressure drop in the hydraulic system and causes the appearance of shock loads on the gear-rack drive mechanism, thereby causing its accelerated wear. To increase durability, the device is equipped with a lever mechanism of the drive, consisting of two pairs of levers 9, mounted on the rolls 2, and two pairs of levers 10, mounted on the rods 11 of the power hydraulic cylinders, since, in contrast to the gear-rack mechanism of the drive, the proposed mechanism is more resistant to shock loads.

Предотвращение изгиба заготовки в продольном направлении обеспечивается сегментным ограничителем 14, расположенным на одном из деформирующих валков 2 перпендикулярно его оси вращения. Prevention of bending of the workpiece in the longitudinal direction is provided by a segment limiter 14 located on one of the deforming rolls 2 perpendicular to its axis of rotation.

Работает устройство следующим образом. Перед формообразованием деформирующие валки 2 (фиг. 1) с формующими инструментами 3 располагаются в регулируемом верхнем положении, обеспечивающем зазор 21 для установки заготовки различного профиля и размеров, с целью последующей ее прокатки. Предварительно нагретая заготовка до температуры пластической деформации устанавливается на торец упорной планки 4 (фиг. 2) механизма поддержки, находящегося между формующими инструментами 3 и жестко закрепленного на штоках 11 силовых гидроцилиндров. При этом заготовка одним концом упирается в сегментный ограничитель 14. Включается независимый гидропривод, после чего заполняется рабочая полость силового гидроцилиндра, шток 11 которого связан с рычагом 10, шарнирно соединенным с рычагом 9, который, в свою очередь, жестко закреплен на формующем валке 2 (фиг. 1). Штоки 11 гидроцилиндров, опускаясь в нижнее положение, придают вращательное движение деформирующим валкам 2, и, тем самым, начинается процесс прокатывания изделия. В процессе формообразования заготовка пластически деформируется, увеличивается по длине и упирается одной стороной в сегментный ограничитель 14. The device operates as follows. Before shaping, the deformation rolls 2 (Fig. 1) with forming tools 3 are located in an adjustable upper position, providing a clearance 21 for installing the workpiece of various profiles and sizes, with a view to its subsequent rolling. A preheated workpiece to a temperature of plastic deformation is installed on the end of the thrust bar 4 (Fig. 2) of the support mechanism located between the forming tools 3 and rigidly fixed to the rods 11 of the power cylinders. In this case, the workpiece abuts against the segment limiter 14 at one end 14. An independent hydraulic actuator is turned on, after which the working cavity of the power hydraulic cylinder is filled, the rod 11 of which is connected to the lever 10, pivotally connected to the lever 9, which, in turn, is rigidly fixed to the forming roll 2 ( Fig. 1). The rods 11 of the hydraulic cylinders, lowering to the lower position, impart rotational movement to the deforming rolls 2, and thereby the rolling process of the product begins. In the process of shaping the workpiece is plastically deformed, increases in length and abuts on one side in the segment stop 14.

Равномерность деформации заготовки в продольном направлении обеспечивается механизмом поддержки (фиг. 2), находящимся между формующими инструментами 3, и закрепленным на штоках 11 гидроцилиндров. В процессе вращения валков 2 механизм поддержки синхронно опускается вместе со штоками 11 гидроцилиндров. Для получения изделий различной формы изменяется взаимное расположение упорной планки 4 относительно горизонтальной направляющей 5 посредством шпилек 7 и пружин сжатия 6. Предотвращение зацепления концов заготовки в результате ее продольного удлинения за стенки неподвижной станины обеспечивает сегментный ограничитель 14, закрепленный на деформирующем валке 2 перпендикулярно его оси вращения. The uniformity of deformation of the workpiece in the longitudinal direction is ensured by the support mechanism (Fig. 2) located between the forming tools 3 and fixed on the rods 11 of the hydraulic cylinders. In the process of rotation of the rolls 2, the support mechanism synchronously lowers together with the rods 11 of the hydraulic cylinders. To obtain products of various shapes, the relative position of the retaining plate 4 relative to the horizontal guide 5 is changed by means of studs 7 and compression springs 6. The segment stopper 14, mounted on the deformation roll 2 perpendicular to its rotation axis, prevents the ends of the workpiece from being longitudinally extended over the walls of the fixed bed .

После окончания деформации изделие падает в тару, а шток 11 силового гидроцилиндра и формующие инструменты 3 продолжают движение в крайне нижнее положение до соприкосновения с конечным выключателем, при срабатывании которого они возвращаются в исходное положение. After the deformation is completed, the product falls into the container, and the rod 11 of the power hydraulic cylinder and forming tools 3 continue to move to an extremely low position until they touch the limit switch, when they are triggered, they return to their original position.

С помощью предлагаемого устройства, например, возможно изготавливать клинки ножей обвалочных типа Я2-НО-12. Using the proposed device, for example, it is possible to produce blades of boning knives type Y2-HO-12.

Использование изобретения позволяет достичь следующих результатов:
1) предотвращения заклинивания устройства в момент окончания процесса деформации за счет более точной ориентации заготовки относительно формующих инструментов специальным механизмом поддержки с упорной планкой, перемещающейся между формующими инструментами в вертикальной плоскости;
2) улучшения качества готового изделия за счет исключения продольного изгиба прокатываемой заготовки и минимизации ее последующей механической обработки;
3) повышения надежности устройства из-за увеличения долговечности привода.Using the invention allows to achieve the following results:
1) prevent jamming of the device at the end of the deformation process due to more accurate orientation of the workpiece relative to the forming tools with a special support mechanism with a stop bar moving between the forming tools in a vertical plane;
2) improving the quality of the finished product by eliminating the longitudinal bending of the rolled billet and minimizing its subsequent machining;
3) increase the reliability of the device due to the increased durability of the drive.

Реализация предлагаемого изобретения позволяет значительно повысить эффективность эксплуатации установки для прокатки изделий с переменным профилем, улучшив при этом качество готового изделия. The implementation of the invention allows to significantly increase the operational efficiency of the installation for rolling products with a variable profile, while improving the quality of the finished product.

Claims

A device for rolling products with a variable profile, comprising a bed, a crate with deforming rolls with replaceable forming tools located in the bearings on the shafts, a support mechanism and a drive with power hydraulic cylinders, the rods of which are connected to the deforming rolls, characterized in that it is equipped with a segment limiter fixed on one of the forming rolls perpendicular to the axis of its rotation, the support mechanism is made in the form of a horizontal guide rigidly connected to the rods of the power hydraulic cylinders a common and persistent bar, spring-loaded with compression springs with the possibility of vertical movement between interchangeable forming tools, and the rods of the power hydraulic cylinders are connected with the deforming rolls by two pairs of levers.