Способ исследования течения контактной поверхности материала при обработке давлением

 

Изобретение относится к металлургии , а точнее к обработке металлов давлением, и может быть использовано для исследования характера теч ения металла. Цель изобретения - упрощение реализации. Способ реализуется при прокатке материала, в поверхность которого вводят инородные свидетели в виде частиц большей твердости в сравнении с твердостью материала инструмента. При обработке материала частицы перемещаются совместно с материалом и оставляют следы на инструменте. Величина и направление следов характери уют процесс течения материала, позволяют определять, например, уширение, положение нейтрального сечения, работу сил трения, а также настройку калибра. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (И) А1 (Su < В 21 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ДВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3910239/31-02 (22) 10.06.85 (46) 30.01.88. Бюл. Р 4 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.Н.Носова (72) И.П .Трофимов, Г.И.Богатырев, А.С.Костюченко и Г.А.Щеголев (53) 621.771.08 (088.8) (56) Громов Н.П. Теория обработки металлов давлением. М,: Металлургия, 1978, с.278, 280. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕЧЕНИЯ

КОНТАКТНОА ПОВЕРХНОСТИ МАТЕРИАЛА ПРИ

ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к металлургии, а точнее к обработке металлов давлением, и может быть использовано для исследования характера течения металла. 11ель изобретения— упрощение реализации. Способ реализуется при прокатке материала, в поверхность которого вводят инородные свидетели в виде частиц большей твердости в сравнении с твердостью материала инструмента. При обработке материала частицы перемещаются совместно с материалом и оставляют следы на инструменте. Величина и направление следов характеризуют процесс течения материала, позволяют определять, например, уширение, положение нейтрального сечения, работу сил трения, а также настройку калибра. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1369838.

Изобретение относится к металлургии, а именно к обработке металлов давлением, и может быть использовано для исследования характера течения металла.

Цель изобретения — упрощение реализации.

На фиг,1 показана схематически поверхность калибра валка, контактировавшая с материалом; на фиг.2 схема движения точек поверхности об.рабатываемой полосы относительно поверхности валка.

Предлагаемый способ реализуется при прокатке материала, в поверхность которого вводят инородные свидетели в виде частиц большей твердости в сравнении с твердостью материала валка .1, имеющего калибр 2 и ось 3.

При обработке давлением частицы начинают перемещаться совместно с материалом и оставляют следы 4 на инструменте, например валках. Величина и направление следов характеризуют процесс течения материала.

Рассматривают теоретическое движение точек поверхности, например, обрабатываемой полосы в процессе обработки ее давлением относительно поверхности валка. Для этого выделяют точки Г и В, лежащие на краях полосы, и точку Б, лежащую на оси симметрии поверхности полосы. При прокатке теоретически разделяют процесс деформирования на зону отставания, зону опережения и расположенное между этими зонами нейтральное сечение.

Для наглядности рассмотрим движение точек Г, Б, В в проекции на плоскость YOZ.

При движении в зоне отставания скорость точек поверхности полосы можно разложить на две составляющие вдоль оси вращения валка, (в сторону уширения) для точки В вдоль оси OY„ а для точки Г против оси ОУ, и скорость, противоположную скорости вращения валка, Теоретические кривые движения точек поверхности полосы относительно поверхности валка в зоне отставания показаны на фиг,2. Для (I точки Г участок кривой Г Г, для точ-!! ки В участок В В, для точки Б учасII ток кривой Б Б, точка Б находится на средней линии очага деформации, где нет уширения, проекция траектории движения точки Б относительно валка на плоскость YOZ будет прямая.

Угол наклона кривых к оси ОУ будет о плавно изменяться от 90 в точке Б до "!! " — вправо от точки Б и до Ы— влево от точки Б, В зоне опережения составляющая скорости уширения точек поверхности полосы не изменит своего знака, скорость относительно валков переменит знак на противоположный, т.е. будет больше скорости движения поверхности валка. Движение точек поверхности полосы в зоне опережения соответствует для точки Г учас(1 I II !! !!! ток Г Г, для точки Б - Б Б, для

II )Ц точки В это В В . Формы и размеры этих кривых зависят от таких факторов, как обжатие, форма калибра, фор" ма полосы, радиус валков, температура, переднее (заднее) натяжение, шероховатость валков и т.д.

Для процесса прокатки по полученным кривым можно определить и другие характеристики, например уширение (для материала в точке Г абсолютное уширение равно Уз- у!) положение нейтрального сечения, а из положения нейтрального сечения — момент прокатки:

Zя- Ей P ) ! (1)

Yg<- У Zg- Z! g где p — угол захвата заготовки валками; — угол между вертикальной плоскостью и плоскостью нейтрального сечения; работу сил трения в данной точке, для чего величину контактного следует умножить на длину кривой и т.д.

Пример. B клетях с трехвалко вым калибром была прокатана проволока диаметром 8 мм иэ заготовки диаметром 1О мм:,в два прохода. Материал заготовки ст.70. Частицами, оставляющими следы на поверхности калибра валков, явилась окалина, оставляющаяся на проволоке от предыдущих этапов ее обработки, При реализации способа получают картину течения материала на поверхности калибра валка. При анализе картины течения материала валка определяют величину "а" смещения средней линии очага деформации относительно оси калибра, что в пересчете на угол поворота входной проводки дает величину, равную

1369838

360 а (, m

2 -R (2) где R — радиус выходящей проволоки, равной 4 мм.

Величина "а" между средней линией

5 очага деформации и осью 6 калибра менялась в зависимости от качества настройки проводковой арматуры от — 0,4 до 0,4 мм, что соответствует повороту проводки относительно калибра от -6 до +6 .

Для случая, показанного на фиг.!, видно, что средняя линия очага деформации смещена. влево на величину

"а", для качественного выполнения . профиля нужно повернуть проволоку по часовой стрелке на угол, вычисляемый по формуле 2.

Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в том, что он позволяет визуально наблюдать картину перемещения материала по поверхности деформирующего инструмента в процессе его деформирования и на основании анализа этих перемещений оптимизировать процесс деформирования, Знание

I характера течения материала при обработке его давлением позволит так,же выбрать необходимую форму для деформирующего инструмента, уменьшить количество отходов деформируемо. го материала, идущего на припуски

5 для последующей механической обработки. Способ прост и его можно применять при деформации материалов любой формы. Кроме того, способ универсален и применим для всех процессов обработки материалов давлением. формула изобретения

1.Способ исследования течения контактной поверхности материала при обработке давлением в инструменте, например в валках, включающий получение информации о перемещении инородных свидетелей на контактной

20 поверхности материала после обработки давлением и переработку этой информации, отличающийся тем, что, с целью упрощения реализации, упомянутую информацию получа25 ют по следам, оставленным инородными свидетелями на поверхности инструмента.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что инородные свидетели в виде частиц большей твердости в сравнении с твердостью инструмента предварительно вводят в поверхностный слой материала.

1369838

Уу Yg

Составитель И.Скоробогатский

Техред И.Верес Корректор А. Обручар

Редактор M.Áàíäóðà

Заказ 1236 Тираж 4 67 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4