Способ волочения металлических изделий с наложением радиальных ультразвуковых колебаний на волоку

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 537725 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.07.75 (21) 2153464/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.12.76Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания01.03.77 (51) М. Кл.а

321 С 1/00

Гасударственный намнтет

Саннта Мнннатран СССР

Ilo делан нзабретнннй н атнрытнй (53) УДК 621.774.1:

:621. 778.1 (088.8) В. П. Северденко, А. В. Степаненко, В. Н. Толкач и В. С. Запорожченко (72) Авторы изобретения

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт

{71) Заявитель (54) СПОСОБ ВОЛОЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

С НАЛОЖЕНИЕМ РАДИАЛЬНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ

КОЛЕБАНИЙ НА ВОЛОКУ

Изобретение относится к волочильному производству.

Известен способ волочения металлических изделий с наложением радиальных ультразвуковых колебаний на волоку (11 .

Известный способ позволяет снизить усилие волочения íà 50% по сравнению с волочением без наложения ультразвуковых колебаний. При этом в очаге деформации имеет место схема напряженного состояния с 10 одним растягивающим и двумя сжимающими напряжениями, снижающая пластичность обрабатываемого материала.

11елью изобретения является максимальное снижение усилия волочения и повышение И пластичности металла за счет создания в очаге деформации схемы напряженного состояния всестороннего сжатия.

Для этого предлагается способ, по кото« рому волочение осуществляют через волоку, 20 половина угла конусности которой меньше угла трения.

Предложенный способ поясняется схемой, где изображены волока 1 с полууглом конусности а, меньшим угла трения, колеблю- Л щаяся радиально, труба 2 и неподвижная оправка 3. При радиальных колебаниях волоки кольцевой слой металла в очаге деформации подвергается периодическому сжатию в поперечном направлении. Вследствие этого течение металла происходит в обе стороны от нейтрального сечения и силы трения в зонах А и Б имеют противоположные направления. В очаге деформации возникает напряженное состояние всестороннего сжатия.

Условие равновесия элементарного объема металла, выделенного в очаге деформации в сечении х, высотой Их, шириной

d и соответствующей высотой Й„«d tl (см. схему), запишется в виде (Ю «<Ы„)(2 « п„«с3Ь„)1«hÄ«дй„)х о х х К о

«д1т„)%д„+Т„хЮ d Г (D 21т„

+dh„)К d„-"О (4), где Р - элементарные силы давления инструмента на протягиваемый металл.

5377 25 х ((-d ) Сп—

Н и

Г = И+а) Еп х 5 (9) пх о+ "х

+6п

Н о+" (б) 30 ки, "й — толщина

При волочении щего диаметра )о + пх

Эо+ H

-1 о+ пх д . о à — элементарные сипы трения, ч (р х — продольные напряжения, 3< внутренний диаметр готовой трубы, и в котором знак "плюс последними двумя слагаемыми относится к зоне А, а знак 5

"минус -к зоне Б.

Используя уравнение пластичности р -O =(э х (2) где 8 — сопротивление пластической деформации, учитывая, что

Ч где М вЂ” коэффициент трения между волокой и трубой и между трубой и оправкой и, вводя обозначение: у. 2А (4) после соответствующих преобразований при- З) ходим к однородному дифференциальному уравнению:

{ g х + х — gg х (g) ) х ) х х 5 $ 5 ))yet х о х х

Решая это уравнение и бпределяя постоянную интегрирования С из граничных условий, по лучим пх о х б = r (1+ 6 ) en — +8л (r) aS х S P + Jq где Н - толщина стенки исходной заготовстенки готовой трубы. тонкостенных труб боль4

Для этого случая уравнения (6,7) упростятся

При Ю= т,е. когда 2Ф > got, деформация пройсходит только за счет радиального сжатия волоки: на границах очага деформации при Й» = Н и >» = напряжения б„и G ðàâíû О. СледовательА но, когда половина угла конусности волоки, колеблющейся радиально, меньше угла трения, деформация трубы будет осуществляться практически без усилия волочения.

Аналогично доказывается, что при волочении профилей и проволоки за счет радиальных колебаний волоки с полууглом конусности,мень. шем угла трения, деформация происходит с максимальным снижением усилия волочения.

Формула изобретения

Способ вопочения металлических изделий с наложением радиальных упьтразвуковых колебаний на волоку, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью максимального снижения усилия волочения и повышения пластичности металла, волочение осуществляют через волоку, половина угла конусности которой меньше угла трения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Винерский С. Н. Волочение труб с радиальными колебаниями инструмента, Сбор ник Металлургия, выпуск 5, БПИ, Минск, 1974 г.

5377 25

Составитель Е. Воронкова

Редактор Е. Братчикова Техред М, Ликович Корректор С, Шекмар

Заказ 56О4/4 Тираж 1077 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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