Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Основные теоретические сведения. Волочением называется технологический процесс обработки металлов давлением, заключающийся в протягивании заготовки через отверстие рабочего инструмента






Волочением называется технологический процесс обработки металлов давлением, заключающийся в протягивании заготовки через отверстие рабочего инструмента (волоки или фильеры), размеры которого меньше размеров сечения исходной заготовки (рис. 9.1). При этом достигается как уменьшение поперечного сечения заготовки, так и его изменение в соответствии с конфигурацией отверстия; получаемые изделия приобретают точные размеры и высокую чистоту поверхности. Волочение, как правило, осуществляют в холодном состоянии, что способствует упрочнению металла.

Рис. 9.1. Схема процесса волочения:

1 – волока; 2 – протягиваемый металл

Исходным материалом для волочения служат горячекатаные или отпрессованные заготовки из сталей различного состава, прецизионных сплавов, а также практически всех цветных металлов и их сплавов. Волочением получают проволоку с минимальным диаметром 0, 005 мм, прутки диаметром до 150 мм, сплошные профили сложной конфигурации, тонкостенные трубы различных диаметров (от капиллярных до 500 мм).

Процесс пластической деформации при волочении характеризуется рядом параметров, из которых основными являются показатели деформации и усилия волочения.

Относительное обжатие представляет собой отношение разности площадей поперечного сечения заготовки до и после волочения к площади начального сечения:

. (9.1)

Относительное удлинение выражается отношением разности длин заготовки до и после волочения к начальной длине и определяется по формуле

. (9.2)

Коэффициент вытяжки представляет собой отношение длины прутка после волочения к начальной длине; при волочении длинных изделий удобнее пользоваться отношением площадей поперечного сечения до и после волочения:

. (9.3)

При волочении имеет место схема объемно-напряженного состояния с одним главным растягивающим напряжением, вызываемым усилием волочильного стана, и двумя сжимающими напряжениями, создаваемыми противодавлением стенок волоки. Это снижает пластичность металла, ограниченную условиями холодной обработки; поэтому допустимая степень деформации за одну протяжку не превышает 25–35%, а коэффициент вытяжки ограничивается даже для пластичных металлов значениями 1, 25–1, 45.

Величина усилия волочения, необходимого для деформирования металла в очаге деформации, не должна вызывать пластической деформации металла после его выхода из волоки (т.е. , где – напряжение в сечении выходящего профиля) – это вызвало бы искажение сечения получаемого изделия или обрыв протягиваемого прутка. Отсюда следует, что правильное определение значения усилия волочения как функции многочисленных параметров становится важным фактором при обеспечении рационального технологического процесса волочения.

Растягивающее рабочее напряжение волочения (без противонатяжения) будет равно:

, (9.4)

где предел текучести материала, МПа; – угол формообразующего конуса, т.к. при волочении , то принимаем .

Усилие волочения (без противонатяжения) определяется по формуле

.(9.5)

Мощность, необходимая для проведения процесса волочения, определяется по формуле

, (9.6)

где – скорость волочения, м/с.

В зависимости от характера движения тянущего устройства волочильные станы могут быть:

1) с прямолинейным движением протягиваемого материала, которые различают по принципу работы:

· на цепные;

· реечные;

· гидравлические;

· с возвратно-поступательными движущимися каретками;

· гусеничной тягой;

2) с наматыванием протягиваемого материала на барабаны, которые подразделяются на следующие конструкции:

· стан без скольжения проволоки на промежуточных барабанах;

· co скольжением проволоки на промежуточных барабанах.

В зависимости от числа волок и барабанов волочильные станы могут быть однократного и многократного волочения.

В зависимости от диаметра обрабатываемого материала волочильные станы разделяют на станы волочения:

· толстой проволоки диаметром более 6 мм при диаметре чистового барабана 600–700 мм;

· утолщенной проволоки диаметром 3–6 мм при диаметре чистового барабана 500–600 мм;

· средней проволоки диаметром 1, 8–3, 0 мм при диаметре чистового барабана 400–500 мм;

· тонкой проволоки диаметром 0, 8–1, 8 мм при диаметре чистового барабана 300–350 мм;

· тончайшей проволоки диаметром 0, 5–0, 8 мм при диаметре чистового барабана 200–250 мм;

· наитончайшей проволоки диаметром менее 0, 5 мм при диаметре чистового барабана 150–200 мм.

Станы с прямолинейным характером движения обрабатываемого материала применяют для волочения прутков, труб, профилей, не сматываемых в бунты. Волочильные станы с наматыванием в бунты применяют для волочения проволоки и труб небольшого диаметра. В современных волочильных цехах, как правило, волочильные станы группируют в непрерывные агрегатные линии, состоящие из основного и вспомогательного оборудования.
К основному оборудованию относятся машины и установки для осуществления процесса волочения. К вспомогательному оборудованию относятся устройства для разматывания, наматывания, острения, смазки, сварки, обрезки проволоки и упаковки бунтов и т.п.

В цепных станах (рис. 9.2), применяемых для волочения прутков, профилей и труб длиной 8–10 м, усилие волочения создается бесконечной цепью, за звенья которой зацепляется крюк волочильной каретки. Каретка имеет самозахватывающие клещи, с помощью которых заготовка протягивается через волоку, закрепленную на кронштейне станины. Двигаясь вместе с цепью, каретка увлекает за собой захваченный клещами пруток. Возврат каретки после протягивания прутка производится самопроизвольно за счет наклона направляющих станины.

Рис. 9.2. Схема цепного волочильного стана:

1 – станина; 2 – протягиваемый пруток; 3 – самозахватыващие клещи;

4 – волочильная каретка; 5 – крюк; 6 – бесконечная шарнирная цепь;

7 – волока; 8 – кронштейн-станина

Шарнирная цепь получает движение от электродвигателя с редуктором через ведущую звездочку. Цепные волочильные станы развивают усилие тяги 0, 01–150 МН, что позволяет протягивать прутки с начальным диаметром до 200 мм. Скорость волочения может достигать 50 м/мин.
В станах новых конструкций число одновременно протягиваемых прутков может достигать 8–10.

В барабанных станах усилие волочения создается вращающимся тянущим барабаном, на котором с помощью клещевого захвата закрепляется конец протягиваемой проволоки. Эти станы обычно применяются для волочения проволоки диаметром до 6 мм и прутков, наматываемых в бухту на тянущий (ведущий) барабан. Станы барабанного типа могут иметь один барабан (станы однократного волочения) или несколько последовательно расположенных барабанов и волок (станы многократного волочения). Количество барабанов определяется числом протяжек, необходимых для получения заданного сечения, и может быть от 3 до 30.

Скорость волочения в станах барабанного типа – 2000 м/мин. и более.

Инструментом для волочения являются волоки (фильеры), волочильные доски, кольца и оправки, изготовляемые из инструментальных углеродистых сталей, спеченных твердых сплавов. При волочении тончайшей проволоки применяют волоки из технических алмазов, стойкость которых в десятки раз превышает стойкость твердосплавных волок.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.