Способ волочения изделий в режиме гидродинамического трения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реснублик

< >984541 (63) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 3001.80 (21) 2876078/22-02 ($g}+ Кд э с присоединением заявки ЖВ 21 С 1/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.1282. Бюллетень Йо 48 33}УДК 621 ° 778 ° . 1 (088. 8) Дата опубликования описания 30.12.82 (72) Авторы изобретения

В.Л. Колмогоров, С.И. Паршаков и Ю.Н . Логинов

Г с:1

j

f уральский ордена Трудового Красного Знамейиполитехнический институт им. С.М. Кнрова = --(71) Заявитель (54) СПОСОБ ВОЛОЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ В РЕЖИМЕ

ГИДРОДИНАИИЧЕСКОГО ТРЕНИЯ

Изобретение относится к волочильт ному производству.

Известен способ волочения через волоку с наложением радиальных ультразвуковых колебаний, причем угол конусностн волоки меньше угла тре-. ния 11).

Известный способ позволяет осуществлять золочение за счет энергии ультразвуковых колебаний, т.е. максимально снизить тянущее усилие °

Однако способ применим только для тонкостенных труб большого диаметра и к тому же необходимо использовать механизм подачи заготовки в волоку, а следовательно, не удается избежать заковки переднего конца заготовки, что приводит к увеличению расходного коэффициента. металла. Известный способ йеприменим также для волочения изделий в режиме гидродинамического трения из-за геометрии волоки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ волочения изделий в режиме гидродинамического трения, включающий волочение через волоку с напорными элементом с наложением продольных колебаний 21

Известный способ не позволяет осуществлять волочение без приложения тянущего усилия и тем самым уве. лишить выход годного за счет исключения,захваток.на заготовках.

Цель изобретения - увеличение выхода гладкого эа счет исключения захваток на заготовках.

Эта цель достигается тем, что в .способе волочения изделий в режиме гндродинамического трения, включающем волочение через волоку с напорным элементом с наложением продоль.ных колебаний, продольные колебания

15 общают напорному эл .еитуе пртем скорость перемещения напорного элемента s направлении волочения выбирают ботн.ше, чем скорость перемещения напорного элемента в противоположном направлении, исходя as следующих соотношенийг

Ри Ь Ю

И

1ви о<

poS

0< ле+ qF где v - скорость напорного элеменйЬ та по направлению волоче30 ния;

984541

Ч - скорость напорного элемента против направления волочения;

h - зазор между напорным элементом и заготовкой;

F — площадь внутренней поверхности напорного элемента1 — максимально допустимые касательные напряжения в слое смазки; — коэффициент вязкости смаз- 30 ки

Р и Po — усилие волочения и извлечения заготовки из волоки соответственно.

Способ осуществляют следующим 15 образом.

В фазе колебания, соответствующей перемещению напорного элемента в направлении волочения, в слое смазки возникают касательные напряжения, 20 увлекающие за собой заготовку. Величину этих касательных напряжений можно определить по формуле

Ч = 1„

25 где — — градиент скорости течения

h смазки;

V - скорость течения смазки.

Для перемещения заготовки в нап- 30 равлении волочения необходимо преодолеть усилие деформации Рл, т.е. необходимо выполнение неравенства

Рн

Ф 7/ (2) 35 где F - площадь внутренней поверхности напорного элемента.

Подставив в условие (2) выражение (1), получим

Мне Ри

% 7 р

40 (3) После преобразований. неравенства (3) запишем условие проталкивания в волоку заготовки при движении на- 45 порного элемента в направлении волочения ив

Рн п нЬ (4)

Касательные напряжения, действующие в слое смазки, ие должны превы- . шать максимально допустимых касательных напряжений Г, равных пределу текучести на сдвиг материала заго- 55 товки, либо материала напорного элемента, в противном случае начнется пластическая деформация либо заготовки до входа в очаг деформации, либо напорного элемента, что недо- 6р пустимо. Иэ формулы (1) следует, что скорость перемещения напорного элемента в направлении волочения V g ограничена условием: 1 < ™ В нэ 65 с ОВОкупнОсти с УслОВием (4 ) это даст. пределы изменения скорости

Рн Т нь Ч

При обратном ходе напорной втулки необходимо обеспечить такое усилие, которое приведет к выталкиванию протянутой части заготовки из волоки, т.е. необходимо выполнение неравенства (5)

После подстановки (1) и (5) и некоторых преобразований получим ограничение на скорость обратного хода напорного элемента ч„,= „ (6)

Очевидно, что скорость обратного кода напорного элемента не может быть меньше нуля, так как в противном случае напорный элемент не вернется в исходное положение. Таким образом v„ > О.

В совокупности с условием (6) это даст пределы изменения скорости пэ р

0 Ч @ а

Таким образом, цикл колебаний напорного элемента должен включать следующие фазы: быстрое перемещение в направлении Волочения со скоростью не менее ч„э и медленный возврат в исходное положение со скоростью не более т пэ, В первом случае смазка ведет себя как твердое тело, передавая необходимое усилие От напорного элемента к заготовке и обеспечивая ее деформацию без приложения тянущего усилия. Во втором случае смазка выступает в роли жидкости, перетекающей в зазоре свободно. Колебания инструмента можно осуществлять любыми известныаи способами (электромагнитньж, механическим и т.д.).

Пример. Реализуют волочение проволоки из латуни по маршруту

7,1 - 5,8 мм, напряжение волочения

О =778 МПа, усилие волочения Р

= 7341 Н. В качестве смазки используют вазелин технический, имеющий . коэффициент вязкости (=223 Н.с/м, Длина напорной втулки 100 мм, зазор между втулкой и заготовкой h =

= 0,05 мм, Значение скорости в направлении волочения в соответствии с формулой (4) составит

7 7341-0 05 10 — 0 74

2?3 Р 7,1 ° 1 0-ъ100

Такая скорость колебаний вполне достижима даже при использовании обычных механических вибраторов.

Усилие вытягивания изделий из волоки составляет обычно около 5Ъ от 984541 усилия волочения. Тогда из формулы (6) получим

9иИ Yb

) Р нб <

О<ч„э + -к — )

Р 9

ЗО

Формула изобретения

Составитель Е. Воронкова

Редактор Т. Портная Техред Т.Маточка Корректор Г. Решетиик

Заказ 10020/7 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектиая, 4 0 05 ° 7341" 0 05 ° 10 — 0 037

223 )6 2, 1 10 -100 10 ,Габариты напорной втулки можно уменьшить, используя более вязкие смазки, например, широко применяемый в практике волочения порошок натриевого мыла или другие порошко- f0 образные смазки.

Применение предлагаемого способа позволит повысить выход годного при производстве полуфабрикатов методами обработки давлением. По известным

J данным эаправочный коэффициент при волочении прутков и труб иэ медных сплавов только при одном проходе волочения колеблется в пределах

1,045-1,672. Таким образом, от 5 до 2О

40% металла идет в обрезь захваток и составляет возвратные потери ° .

Предлагаемый способ производства иэделий позволяет избежать таких по-, терь металла, т.е. повысить выход годного. Подвод энергии непосредственно к напорному элементу позволит отказаться от применения громоздких волочильных машин и снизить капитальные затраты на оборудование, /

Способ волочения изделий в режиме гидродинамического трения, включаю- 35 щий волочение через волоку с напорным элементом с наложением продольных колебаний, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения выхода годного за счет исключения захваток на заготовках, колебания сообщают напорному элементу, причем скорость передвижения напорного элемента в направлении волочения выбирают больше, чем скорость перемещения напорного элемента в противоположнрм направлении, исходя из следующих соотношений: где Ч» - скорость напорного элемента по. направлению волочения;

Мяз — скорость напорного элемента против направления волочения;

- зазор между напорньм элементом и заготовкой; — максимально допустимые касательные напряжения в слое смазки)

И - коэффициент вязкости смаэс М ки;

- усилие волочения;

Рд — усилие извлечения заготовки нз волока; — площадь внутренней поверх- ности напорного элемента, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 537725, кл. В 21 С l/00, 1975.

2. Научные труды Всесоюзного заочного машиностроительного института, т. 46, М,, 1976, с. 165 — 166.