Волока для волочения изделий
Изобретение относится к волочению и касается усовершенствования конструкции волок для волочения осе симметричных изделий. Цель изобретения - повьппение качества поверхности изделия за счет уменьшения остаточных напряжений. Волока для волочения изделий содержит входную зону 1, обжимную зону, состоящую из наклонного 2 и дугообразного 3 участков, калибрующую зону 4 и выходную зону 5. Радиус R дуги дугообразного участка равен: R(d /8) (do/d -1) /(1-cosoC) . Протяженность 1 дугообразного участка равна: l Rsinof, где de и d - диаметры обжимной зоны на входе и ходе, мм; о( - рабочи угол наклонного участка обжимной зоны, град. 2 ил, g
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51)4 В 21 С 3 02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4257180/31-02 (22) 04.06.87 (46) 23.11.88. Бюл. № 43 (71) Уральский политехнический институт им. С.M.Êèðoâà (72) Г.Л.Баранов, В.И.Кузнецов и В.И.Соколовский (53) 62!.778.07(088.8) (56) Берии И.Ш. и др. Волочильныи инструмент. — М.: Металлургия, 1971, с. 20 21.
Авторское свидетельство СССР № 856605, кл. В 21 С 3/02, 1979. (54) ВОЛОКА ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к волочению и касается усовершенствования конструкции волок для волочения осе» симметричных изделий. Цель изобретения — повышение качества поверхности изделия за счет уменьшения остаточных напряжений. Волока для волочения изделий содержит входную зону 1, обжимную зону, состоящую из наклонного
2 и дугообразного 3 участков, калибрующую зону 4 и выходную зону 5. Радиус R дуги дугообразного участка равен: R=(d /8)(сто/d -1)!(1-cosd).
Протяженность 1 дугообразного участка равна: 1=Rsino(, где d> н dq диаметры обжимной зоны на входе и вы ходе, мм; о(— рабочий угол наклонного участка обжимной зоны, град. 2 гл. Я
1438873
Изобретение относится к области волочения и касается усовершенствования конструкции волок для волочения осесимметричных изделий.
Цель изобретения — повышение качества поверхности изделия за счет уменьшения остаточных напряжений.
На фиг. 1 изображен= волока, про дольный разрез; на фиг. 2 — эпюры распределения сил трения на контактной поверхности обжимной эоны.
Волока содержит входную зону 1, обжимную зону, состоящую иэ наклоннагс: 2 и дугообразного 3 участков, калибруюшую зону 4 и выходную зону 5.
Радиус Р дуги дугообразного уча тга
paBeH
d1 (d /dq I ) /(1 cosg) р
20 протяженность 1 дугообразного участка равна:
1=Rsinc(, где Й, и. d, — диаметры обжимнои зоны на входе и выходе, мм; с — рабочий угол наклонного участка обжимной зоны, град.
Предлагаемая конструкция волоки выполнена íà основании анализа наппя- gg женного состояния на контактной поверхности очага деформации при волочении. Форма продольного профиля рабочего канала волоки учитывает особенности контактного трения. Экспериментальчыми и теоретическими исследо- - вания установлено, что эпюры распре деления сил трения при волочении в конической волоке, состоящей из обжимной конической зоны и калибрующего цилиндрического пояска, имеют двухпиковый характер, причем наибольшие ординаты эпюр расположены приблизительно на расстоянии, равном 1/5-:
1/4 длины обжимной зоны от входа металла в эту зону и выхода из нее.
На кривой а (фиг ° 2) показано рас" пределение сил трения Й на контактной поверхности обжимной зоны 1р очага деформации при волочении прутка в конической волоке со стандартным профилем волочильного канала (материал волоки — сталь КХ-15, материал прутка — медь М1, с пределом текучести в исходном состоянии 343 MIIa, пос. ле волочения 360 МПа). Пики на эпюрах55 сил трения возникают вследствие больших сдвиговых деформаций, которые локализованы в плоскостях входа и.выхода деформируе.;oro металла .:з обжимной зоны очага деформации. Резкое увеличение, а затем последующее резкое падение контактных касательных напряжений перед выходом из обжимной зоны (фиг,2, кривая а) приводит к значительной неравномерности распределения продольных напряжений по поперечному сечению изделия, которое, в свою очередь, приводит к росту остаточных напряжений на поверх. ности изделия. Удлинение участка падения касательных напряжений на выходе из волоки снижает неравномерность распределения продольных напряжений в поперечном сечении изделия и способствует снижению остаточных напряжений в изделии после волочения.
Для увеличения длины участка падеьия касательных контактных напряжений на выходе из волоки и снижения уровня остаточных напряжений на поверхности деформированного металла после волочения волока в обжимной зоне имеет дугообразный участок 3. Начало его совпадает с вершиной пика на эпюре распределения сил трения (фиг.2, кривая а) на контактной поверхности очага д-:формации. Длина его и радиус дуги определяются в соответствии с формулами
1=Кз inc(; R=-dq ° (с1 /dq,— 1 ) / (1-cos 1 — длина дугообразного уча" стка; o(— рабочий угол наклонного участка, dz z dq — рабочие диаметры обжимной зоны на входе и выходе. Для экспериментальной проверки влияния предлагаемого профиля волочильного канала на величину остаточных напряжений были изготовлены две волоки с диаметром калибрующего участка 15 мм и рабочим углом 10 . Материал волок — сталь ШХ-15. Одна из волок имела стандартные геометрические параметры волочильного канала. Волочильный канал второй волоки был изготовлен с дугообразным участком, расположенным между наклонным участком обжимной зоны и калибрующим участком. Геометрические размеры этой волоки определялись по указанным формулам. Через эти волоки были протянуты две партии медных прутков из ме1438873 б 0.2 И 0.б а8 f4 Фиг.2 ВИПШИ Заказ 6005/12 Тираж 709 Подписное Пр зиэв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ди М1 с исходным диаметром 4=1б мм. Вытяжка при этом составила 1,14. На полученной эпюре распределения контактных касательных напряжений (фиг, 2, кривая б) длина участка падения касательных контактных напряжений на выходе из волоки при исполь1 зовании предлагаемого профиля канала увеличилась в 2,8 раза по сравнению с йрофилем, обжимная зона которого состоит только из наклонного участка. Наличие остаточных напряжений в деформированных прутках определяли методом распила. Величина продольных остаточных напряжений в прутках, протянутых в предлагаемой волоке, составила 120 МПа, а в прутках, протянутых в стандартной . олоке, 180 МПа. Сравнение остаточных напряжений в деформированных прутках показало, что после волочения в волоке с предлагасмым профилем волочильного канала остаточные напряжения на 50% меньше, чем для волоки со стандартным профилем. Результаты опытного волочения подтверждают целесообразность использования волок, имеющих промежуточный дугообразный участок в обжимной зоне, геометрические размеры которого связаны с технологическими параметрами процесса, указанными зависимостями. Применение предпагаемого волочильного инструмента обеспечивает воэмож-ность улучшения свойств полученных 5 изделий за счет снятия остаточных напряжений в процессе деформирования, интенсификацию процесса волочения за счет более рационального распределения продольных напряжений по поперечному сечению изделия на выходе из волоки, Формула изобретения Волока для волочения изделий, со15 держащая входную зону обжимную зону состоящую из наклонного и дугообразного участков, калибрующую и выходную зоны, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества поверхности изделия за счет уменьшения остаточных напряжений„ радиус R дуги дугообразного участка обжимной зоны равен: 1 (dî/d 1) /(1-cos®), 25 а протяженность 1 дугообразного участка равна: 1=R sine(, где dz и Й» — диаметры ббжимной зоны зп на входе и выходе, мм; рабочий угол наклонного участка обжимной зоны, град.
