Способ волочения металла через две волоки с применением ультразвука

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1 )1002064

Союз Советских.

Соцмалмстмческмх

Республик — 1 (6!) Дополнительное к авт. свид-еу (22) Заявлено 30.04,80 (21) 2918374/22-02 (фЦМ Кд 3

В 21 С 1/00 с присоединением заявки HP

Государственный комитет

СССР ио делам изобретении и открытий (23) Приоритет (ЩУДК 621,778. .1(088.8}

Опубликовано 07.03.83.Бюллетень HP 9

Дата опубликования описания 07.03.83 (72) Авторы изобретения

В.С. Запорожченко и A.B. Степаненко

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71 ) Заявитель (54 ) CII0C08 BOIIO EHIIII METAJI3IA ЧЕРЕЗ ДВЕ ВОЛОКИ С ПРИМЕНЕНИЕИ УЛЬТРАЗВУКА с

Изобретение относится к волочильному производству и может быть ис-.. .пользовано для интенсификации процесса волочения проволоки, прутков и труб.

Известен способ волочения металла через две установленные соосно волоки, совершающие колебания в противоположных фазах вдоль оси волочения (1 J. . Недостатком этого способа являет ся незначительное снижение усилия волочения под действием ультразвука.

Известен способ волочения металла через волоку, которой наряду с продольными сообщают радиальные ультразвуковые колебания $2).

Основным недостатком данного способа является наложение продольных и радиальных ультразвуковых колебаний только на одну волоку, которая способствует поступлению смазки в очаг деформации и ее продвижению по волочильному каналу. При этом снижение усилия происходит лишь за счет уменьшения сил трения, Известен также способ волочения металла через хве волоки с применением ультразвука, включающий холебания волок в противоположных фазах вдоль осн волочения (3).

Однако известный способ характеризуется незначительным снижением усилия волочения под действием ультразвука, так как в силу равенства диаметра отверстия в волоках и диаметра протянутого металла после выхода. иэ волок последние проскальзывают от. носительно металла при колебательном смещении в направлении волочения и практически не способствуют его перемещению в этом направлении.

Целью изобретения является дополнительное снижение усилия волочения за счет проталкивания металла одной волокой через другую.

Эта цель достигается тем, что в: известном способе волочения метал" ла через две волоки с применением ультразвука, включающем колебания волок в противоположных фазах вдоль оси волочения, волокам дополнительно сообщают однонаправлен. ные радиальные ультразвуковые колебания, синфазные с их колебания .ми вдоль оси волочення.

На фиг. 1 приведена схема, поясняющая предложенный способ волоче30 ния: на фиг. 2 — графики нагрузки

1002064

55 двух волок, совершающих одновременно противофазные продольные и синфазные с ними однонаправленные радиальные ультразвуковые колебания, одинаковые по частоте.

При осуществлении способа металл 1 протягивается через две волоки 2 и 3, совершающие противофазные .продольные колебания, на которые накладываются синфазные с ними радиальные колебания, направленные в одну сторону. В моменты времени 1 =О, Т, 2Т. .. волока 2, перемещаясь про тив направления волочения и несколько увеличивая свой диаметр под действием комбинированных ультразвуковых колебаний, производит деформацию металла и нагружена усилием волочения в течение примерно 1/4 периода колебаний. При этом волока 3, продольная составляющая колебательной скорости V которой больше скорости волочейия Ч2, смещаясь в направлении волочения и увеличивая свой диаметр, обгоняет протягиваемый металл 1. Усилие волочения через эту волоку падает до нуля. В моменты времени t=T/2, ЗТ/2, 5T/2... волока 2 при колебательном уменьшении диаметра обжимает металл в радиальном направлении и перемещается вместе с ним на амплитуду продольных колебаний в направлении волочения, проталкивая металл через волоку 3.

Толкающее усилие волоки .2 является активным и уменьшает суммарное усилие волочения металла через две волоки. В это же время волока 3, уменьшая свой диаметр и перемещаясь против направления волочения под действием комбинированных ультразвуко- вых колебаний, производит деформацию металла. Если усилия волочения в каждой из волок примерно равны между собой P =P>--P то в течение примерно 1/2 периода колебаний .суммарное усилие волочения равно нулю, и тянущее устройство волочильного стана разгружено от усилия деформации металла (cM. фиг.2.) . Цикл повторяется.

Пример . Осуществлялось волочение труб из стали 10 с размера ф20 1,0 мм на размер ф14 1,0 мм (Е = 28, 2Ъ ) со скоростью О, 08 м/с через две волоки, совершающие противофазные продольные и синфазные с ними однонаправленные радиальные колебания с одинаковой частотой

18 кГц„. Волоки, установленные в цилиндрическом волноводе, диаметр которого равен половине длины радиаль5

УльтРазвуковой волны pp/2, а длина кратна половине длины продольной ультразвуковой волны Ь„ /2, помещались между пучностями и узлами продольных колебаний на расстоянии, равном ЛдР/2, друг от друга. Возбуждение волновода производилось с помощью трех магнитострикционных преобразователей, расположенных симметрично на его периферии в пучности радиальных колебаний и подключенных к ультразвуковому генератору.

Благодаря комбинированным противофазным продольным и синфазным ради альным ультразвуковым колебаниям волок, одна из которых в течение полупериода колебаний проталкивает металл через другую, усилие волочения стальных труб снизилось в среднем на 62-68%. Известный способ волочения с противофаэными чисто продольными колебаниями двух волок при одинаковых условиях позволяет снизить усилие волочения примерно на 40%.

Использование предлагаемого crfoсоба обеспечивает дополнительное снижение усилия волочения за счет того, что первая по ходу движения металла волока, обжав металл в радиальном направлении, периодически проталкивает его через вторую волоку, Уменьшение при этом растягиваю щих напряжений в переднем конце протягиваемого металла позволяет увеличить степень деформации за проход и повысить производительность волочильного оборудования.

Формула изобретения

Способ волочения металла через две волоки с применением ультразвука, включающий колебания волок в противоположных фазах вдоль оси волочения, отличающийся тем, что, с целью снижения усилия волочения путем проталкивания металла одной волокой через другую, волокам дополнительно сообщают однонаправленные радиальные ультразвуковые колебания, синфаэные с их колебаниями вдоль оси волочения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1: Авторское свидетельство СССР

М 201305, кл. В 21 С 1/00, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

9 561584, кл. В 21 С 1/00, 1975.

3, Авторское свидетельство СССР

Р 329924, кл. B 21 С 1/00, 1970 (прототип).

1002064

6, %rid

Составитель В. Запорожченко

Редактор С. Титова Техред О.Неце Корректор А, Ференц

Заказ 1686/4 Тираж 814 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, F.-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4