Устройство для волочения изделий в режиме гидродинамического трения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1 8654?1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.01.80 (21) 2873526/22-02 с п1тнсоединением заявки М (23) Приоритет (SljN Кп.

В 21 С 3/14

9кударетасиай какитат

СССР

Опубликовано 23.09.81. Бюллетень М 35 ао делан изобратеиий и открытий (53) УД9(621.778.06..07 (088.8) Дата опубликования описания 23.09.81

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ В РЕЖИМЕ

ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ТРЕНИЯ

Изобретение относится к производству изделий и полуфабрикатов методом,волочения н может быть использовано в металлургической, электротехнической и других отраслях промышленности.

Известны инструменты для волочення в режиме гндродинамического трения, представляющие собой соединение рабочей волоки с нагнетателями различных модификаций. В этих устройствах достигается нагнетание смазки до заданного давления р х 0,8(35, (где 0 g — предел

10 текучести обрабатываемого металла), необходимого для разделения трущихся поверхностей в очаге деформации 111.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для волочения изделий в режиме гидродинамического трения, включающее рабочую волоку и напорный элемент, например втулку, установленные в зажимной конусной втулке, которая запрессована в корпусе при помощи полой гайки.

Необходимое для волочения и в режиме гидродинамического трения давление создается при помощи напорной втулки (21.

Недостатки известного устройства заключаются в том, что в процессе работы происходит разогрев деталей устройства вследствие вы деления тепла деформируемой проволокой. Так как материал рабочей волоки и напорной втулки (карбидвольфрамовый твердый сплав) имеет гораздо меньший коэффициент температурного расширения, чем материал конусной втулки и корпуса (сталь), происходит уменьшение уплотняющих напряжений; создаваемых накидной гайкой. При снижении напряжений возможен прорыв смазки в зазоры, прекращение режима гидродинамического трения, при-. водящее к возрастанию сил трения в инструменте и выходу его из строя вследствие интенсивного износа. Кроме того, при снижении натяга в твердосплавной. волоке напряжения сжатия заменяются напряжениями растяжения от усилия деформации, что приводит к разрушению твердого сплава волоки в виде раскола, обрыва по калнбрующему пояску и т.п.

Цель изобретения — предотвращение разрушения инструмента при разогреве и охлаждении во время работы, т.е. термоциклировании.

86547 где о(, — коэффиштент термического расширеЪ расширения материала конусной втулки;

61< — длина конусной втулки; д — повышение температуры.

Система "напорная втулка — рабочая волока" при этом изменит свою длину на дЕ =а,е а„е„, (и где О(, g — коэффициент термического рас- 35

Pi H ширения материалов рабочеи волоки и напорной втулки соответственно; (р, Š— длины рабочей волоки и напор. Р н ной втулки. 40

Рабочую волоку и напорную втулку обычно изготавливают из твердого сплава ВК вЂ” 6, -сСр=сС, =3,6 10 1/град; корпус и конусную втулку — из стали ЗОХГСА — с,-11„0 .10 1/град.

Если учесть qTo об 0 е.=0,5 т из формул (1) и (2) следует, что термическое удлинение системы " "напорная втулка— рабочая волока" при этом изменит свою длину на а -к е hat d e hat- ме,„ый) с рр нн при высоте кольца Ен - fp е ер ((. „+ „„) =е,(2.3,ь+

+ 3 й,оМ-а,ле,й

Э

Поставленная цель достигается тем, uzo устройство для волочения иэделий в режиме гид- . родинамического, трения, включающее рабочую волоку и напорный инструмент, например, втулку, установленные в эажимной конусной втулке, которая эапрессована в корпусе при помощи полой гайки, снабжено средством компенсации термических напряжений, выполненным в виде установленноГо между напорным элементом (напорной втулкой) и полой гайкои (со- 10 осно рабочей волоке) нажимного кольца, изготовленного из материала, коэффициент термического расширения которого в 1,3-2,5 ра. за выше, чем у стали, иэ которой изготовлены конусная втулка и корпус. При этом напорная втулка выполнена из твердого сплава, коэффициент термического расширения кото- рого в 2,5-3 раза выше коэффициента термического расширения твердого сплава волоки.

Обоснование: выбора материалов заключа. ется в следующем., При нагреве инструмента до рабочих температур волочения происходит увеличение длины конической втулки и корпуса на величину, определяемую по формуле

Ы1, = (.,Е, gt, (4)

1 4 при нагреве ослаблений напряжений натяга происходить не будет.

Йля снижения габаритов устройства, высота нажимного кольца должна быть возможно более малой. Для этого предлагается изготавливать напорную втулку из твердого сплава, коэффициент термического расширения которого в 2,5-3 раза выше коэффициента термического расширения твердого сплава волоки, В случае

61 = 2,5 с(.р, при уменьшении высоты кольца до Е„„=О,7Е полу

ы =ссрeрat 2,5с(.рер сй

+ ),y д.„О,1 ярд Ь (Ъ,БАР + О) 9< 1 )Ер посолькУ, о/. =0,3> и Ер "-О,бЕ.1, Дгс =,04ЕФ а%ht, что соответствует термическому удлинению конусной втулкиДЕ,„из (1). Вполне очевидно, что благоприятные условия работы инструмента могут быть обеспечены, если нажимное кольцо и напорная втулка создают дополнительные напряжения натяга.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

В корпусе 1 размещена разрезная конусная втулка 2, в которой установлены. твердосплавная рабочая волока 3, напорная втулка 4 и уплотняющая шайба 5. Гайка 6 через нажимное кольцо 7 зажимает волоку и напорную втулку в корпусе. Нажимное кольцо 7 изготов.лено иэ материала, коэффициент термического расширения которого в 1,3-2,5 раза больше .коэффициента термического расширения материала коиусной втулки, например иэ стали аустенитного класса ОХ18Н10Т, имеющей с =

=17,1 ° 10 1/град или магниевого сплава МА— 10 (К = 27,9 ° 10 1/град.

Напорная втулка изготавливается из материала, имеющего коэффициент термического расширения в 2,5 — 3 раза больше коэффициента термического расширения материала волоки, например из твердых сплавов — карбонитридов титана, так для сплава КНТ16 pl=8,87

° 10 1/град или сплава ферротикар 6 =11,0

10 1/град.

Устройство работает следующим образом.

При волочении проволоки с помощью нанорной втулки-4 в волоке 3 создается давление, необходимое для осуществления режима гидродинамического трения. Выделяющееся при деформации тепло разогревают напорную втулку, рабочую волоку и конусную втулку 2, Корпус 1 устройства помещен в водоохлаждаемый волокодержатель, поэтому нагрев его происходит до меньших температур.

При разогреве увеличиваются линейные размеры конусной втулки, и, в меньшей степени, 865471 размеры волоки и напорной втулки. Разница удлинений компенсируется повышенным удлинением нажимного KollblQ> изготовленного иэ материала с большим коэффициентом термического расширения; Благодаря этому режим гидродинамики не нарушается. Габариты устройства могут быть уменьшены при применении напорной втулки иэ материала с большим коэффициентом термического расширения.

В этом случае разница удлинений частично компенсируется повышенным удлинением напорной втулки, 1. Устройство для волочения изделий в режиме гидродинамического трения, включающее щ рабочую волоку и напорный элемент, например, втулку, установленные в зажнмной конусной втулке, которая запрессована в корпусе при помощи полой гайки, о т л н ч а ю щ е еСоставитель 10. Заранин

Техред М.Рейвес Корректор Г. Огар

Редактор T. Киселева

Тираж 891 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7936/17

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

Формула изобретения с я тем, что, с целью.лредотврашения разрушения инструмента при термоциклировании, устройство снабжено средством компенсации термических напряжений, выполненным в виде установлейного между напорным элементом и полой гайкой соосно рабочей волоке. нажимного кольца, изготовленного из материала, коэффициент термического расширения которого в 1,3 — 2,5 раза выше, чем у стали, из которой изготовлены конусная втулка и корпус.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что с целью уменьшения высоты нажимного кольца, напорная втулка выполнена из твердого сплава, коэффициент термического расширения которого в 2,5 — 3 раза выше коэффициента термического расширения твердого сплава волоки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Колмогоров В. Л., Орлов С, И. и Колмогоров Г. Л. Гндродинамическая подача смазки. М., "Металлургия", 1975.

2. Авторское свидетельство СССР М 165416, кл. В 21 С 3/14, 3963.