Основным способом изготовления деталей типа ступенчатых валов является обработка на токарных станках. Заменить трудоёмкие операции токарной обработки способна поперечно-клиновая прокатка (ПКП).
Поперечно-клиновой прокаткой обрабатываются детали, имеющие разнообразную конфигурацию, включающую цилиндрические, конические, сферические поверхности, всевозможные канавки и выступы. Перепады диаметров могут достигать четырёхкратной величины. Обработке могут подвергаться все без исключения конструкционные стали, ряд легированных и инструментальных сталей, цветные сплавы.
Принцип ПКП заключается в деформировании нагретой заготовки между нижним неподвижным и верхним подвижным инструментами, имеющими идентичный профиль. Вращаясь и перекатываясь вдоль нижнего неподвижного инструмента, заготовка профилируется под действием наклонных боковых граней, расположенных под углом a и имеющих угол заострения b.
Процесс ПКП реализуется в стане. Стан состоит из сварной станины, в которой размещены масляный бак, электродвигатель, радиально-поршневой насос, гидроцилиндр. На столе стана закреплено прокатное устройство, в котором установлена нижняя инструментальная плита и совершающая возвратно-поступательное движение в комбинированных направляющих скольжения и качения верхняя инструментальная плита. Верхняя инструментальная плита крепится к ползуну, шарнирно связанному со штоком гидроцилиндра.
Станы снабжены устройством, позволяющим плавно регулировать расстояние между клиновыми инструментами в процессе работы, что даёт возможность стабильно получать точные диаметральные размеры.
В прокатном устройстве предусмотрен механизм, позволяющий с высокой точностью устанавливать верхний и нижний инструменты друг против друга, что обеспечивает точность линейных размеров и получение качественной поверхности.
С целью исключения влияния теплового расширения инструментов в плитах выполнены внутренние каналы для охлаждения водой.
Силовые параметры и конструктивные элементы нацелены на обеспечение прокатки высокоточных деталей с диаметром 5-45 и длиной 60-450 мм. Припуск прокатанной детали под последующую обработку назначается в пределах 0,3-0,5 мм на сторону. Поле допуска на диаметральные размеры 0,2-0,4 мм, на линейные - 0,2-1,0 мм. Достигается хорошее качество поверхности - Ra=5-25 мкм. Стан выполняет функцию силового органа комплекса ПМ, обеспечивающего осуществление процесса деформирования.
Для снижения усилий обработки и повышения пластичности металла заготовку нагревают. Средства нагрева (индукторы) устроены на основе использования токов высокой частоты. При таком нагреве сводится до минимума обезуглероживание и окисление поверхности заготовки, повышается культура производства. Индукторы оборудованы специальным механизмом, который производит сброс недостаточно нагретых заготовок в отдельную тару.
Для осуществления транспортирования заготовок от загрузочных средств на нагрев и далее на прокатку служат передающие механизмы.
Для повышения надёжности работы комплексы снабжаются механизмом, осуществляющим отбраковку немерных заготовок без остановки технологического процесса. В средствах механизации с целью исключения заклинивания заготовки между инструментами и для её быстрого удаления предусмотрено устройство расклинивания.
Конструкция плоско-клинового инструмента отличается простотой. Он удобен в отладке и эксплуатации, изготавливается из штамповых и вольфрамовых сталей. Основные технологические операции для получения клиньев: фрезерование, сверление крепёжных отверстий, нарезание резьбы, нанесение рифлений на наклонной грани, термообработка, шлифование. Инструмент имеет высокую стойкость - 100-300 тыс. деталей.

 

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПЛЕКСА ПМ5.067

1. Размеры исходной заготовки, мм:

 

    диаметр

25-36

    длина

70-150

2. Длина изделия, мм

250

3. Максимальная производительность комплекса, шт/ч

625

4. Рабочий ход ползуна, мм

1300

5. Температура нагрева заготовки, 0С

1100-1300

6. Установленная мощность, кВт

330

7. Расход охлаждающей воды, м3/ч

12

8. Габаритные размеры комплекса, мм

 

    длина

5710

    ширина

3980

    высота

1732

9. Масса, кг

13830

Применение комплексов ПМ позволяет увеличить коэффициент использования металла до 80-90%, повысить производительность труда в 10 раз, что в свою очередь создаёт условия для высвобождения рабочих. Кроме того, ПКП даёт возможность снизить производственные затраты, улучшить условия труда.
Комплексы ПМ экономически выгодно использовать при годовых программах выпуска более 20.