Способ волочения металла

Способ волочения металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(«) SI8696

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Оеа 6ЕИСЮ

Яе11ие11нетйчккнх

Реенуйрк (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл.

В 21 С 1/00 (22) Заяв.пено 31.01.78 (21) 2575007/22-02 с присоединением заявки №вЂ”

Гаеударственные комитет

СССР пю денем иеебретений и открытий (23) Приоритет— ! (43) Опубликовано- 07,04.81. Бюллетень № 13 (53) УДК 621.77.04 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07,04,81 (72) Автор изобретения

А. Г. Сучков

Центральный ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательский институт

- черной металлургии им. И. П. Бардина . I (1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВОЛОЧЕНИЯ МЕТАЛЛА

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к процессам волочения с использованием ультразвуковых колебаний (УЗК) волочильного инструмента.

Известен способ волочения металла с применением УЗК, включающий наложение на волоку радиальных и продольных

УЗК fl).

Недостатком этого способа является незначительное .снижение усилия волочения.

Цель изобретения — снижение усилия волочения путем повышения эффективности использования ультразвуковой энергии.

Указанная цель достигается за счет того, что радиальные и продольные УЗК накладывают на волоку асинхронно: сначала — радиальные, а затем — — продольные, при этом фазы колебаний согласуют так, чтобы при сжатии волоки под действием радиальных УЗК ее перемещение вдоль оси волочения под действием продольных

УЗК совпадало с направлением движения металла, причем продольные колебания накладывают с амплитудой, превышающей амплитуду радиальных колебаний, которая, в свою очередь, больше высоты микронеровностей деформируемого металла.

На фиг. 1 показан характер колебаний волоки; на фиг. 2 †устройст для волоче2 ния металла по предлагаемому способу (направление волочения указано стрелкой).

Сущность способа заключается в том, что волока под действием радиальных и продольных УЗК в один из полупериодов своих сложных колебаний, а именно при сжатии под действием радиальных УЗК; захватывает металл и передвигает его в

10 направлении волочения.

Характер колебаний волоки можно проследить на примере двух материальных точек А и А (см. фиг. 1), принадлежащих ее калибрующей части и расположенных

15 диаметрально на плоскости, перпендикулярной горизонту: Поскольку первыми на волоку накладывают радиа.пьные УЗК, то при возбуждении ее она начинает расширяться и, например, через 1/8 периода ко20 лебаний материальные точки из исходного положения А и А переместятся в положение А> и А ). В это время на волоку, в дополнение к радиальным УЗК, накладывают продольные УЗК, вследствие чего

25 точки перемещаются в положение А2 и А е.

В этот момент, соответствующий окончанию первого полупериода радиальных колебаний, волока начинает сжиматься, продолжая в течение 1/8 периода двигаться в з0 направлении, противоположном направле818696

8 нию волочения. Когда первый полупериод

° продольных УЗК окончен, точки занимают положения А, и А з. С началом второго полупериода продольных колебаний волока начинает перемещаться в направлении, совпадающем с направлением волочения, продолжая при этом сжиматься, в силу чего точки занимают положение А4 и A 4, В этот момент сжатие волоки закончено, т.е. период ее радиальных колебаний окончен, и она начинает вновь расширяться, продолжая в течение 1/8 периода двигаться в направлении волочения. В результате этого (окончен период продольных колебаний) точки занимают положение Л, и А., из которого цикл их колебаний повторяется, т. е. начинается одновременное наложение на волоку радиальных и продольных УЗК. По окончании возбуждения во. локи ее материальные точки возвращаются в исходное положение А и А .

Поскольку волока только в один из полупериодов своих колебаний передвигает деформируемый металл в направлении волочения, то предлагаемый способ целесообразно осуществлять с использованием двух волок, фазы радиальных колебаний. которых должны быть противоположны. В этом случае деформируемый металл будет протягиваться волоками поочередно, сначала одной из них, а затем другой, причем перемещение его в направлении волочения будет постоянным.

Продольные УЗК волокам 1 и 2 сообщают посредством ступенчатых волокодержателей 3, имеющих длину, равную длине продольной ультразвуковой волны в их материале. Волокодержатели жестко соединены с толстостенным - цилиндрическим волноводом 4, длина которого равна половине длины волны. Внутри волновода 4, по его центру, закреплен кольцевой преобразователь 5, работающий на внешнюю сторону. Радиальные колебания преобразователя 5 волноводом 4 трансформируются в продольные и волокодержателями 3 передаются волокам. Причем передача колебаний осуществляется с увеличением их амплитуды за счет ступенчатости волокодержателей и трех . пазов 6 длиной в четверть волны, выполненных в их цилиндрических участках. В пазы 6 входят выступы дисковых волокодержателей 7, через которые волокам от кольцевых преобразователей 8, работающих на внутреннюю сторону, передаются радиальные УЗК. Дисковые волокодержатели имеют сечение, уменьшающееся-в направлении к их центру, за счет чего передача колебаний осуществляется с увеличением амплитуды.

Волочение металла по предлагаемому епособу осуществляется следующим образом.

Металл 9 вводят в волоки 1 и 2, захватывают его плашками тянущего устройст4 ва волочильного стана, включают сначала источники питания преобразователей 5 и

8, а затем — главный привод стана. При возбуждении преобразователей волоки начинают совершать колебания с ультразвуковой частотой. Причем колебания волок согласуют так, чтобы однотипные колеба. иия в них были в противофазе и радиальные по началу периода опережали продольные, а в период сжатия волоки ее перемещение вдоль оси волочеиия совпадало с направлением движения металла. При этом продольные колебания на каждую из волок накладывают с амплитудой, пре1з вышающей амплитуду радиальных, которая, в свою очередь, должна быть больше высоты микронеровностей деформируемого металла.

Металл 9, которому сообщают движе

20 ние тянущим устройством стана, подвергается оптимальному обжатию в волоке 1, а затем и в волоке 2 меньшего диаметра.

Под действием радиальных и продольных

УЗК волока 1, в один из полупериодов своих колебаний, расширяется и, выходя из контакта с металлом 9, двигается в направлении, противоположном направлению волочения, а волока 2 сжимается и, захватывая металл 9, двигается в направлении, зО совпадающем .с направлением волочения, способствуя продвижению металла. В следующий полупериод колебаний волока 1 сжимается и, захватывая металл 9, двигается в направлении, совпадающем с напз5 равлением волочения, способствуя продвижению металла, а волока 2 —. расширяется и, выходя из контакта с металлом 9, двигается в направлении, противоположном направлению волочения. Указанные щ действия волок повторяются каждый период колебаний, в результате чего деформируемый металл протягивается не только тянущим устройством стана, а и волоками. Величину усилия захвата, и пути

45 протягивания волоками 1 и 2 металла 9 можно регулировать путем соответствую- . щего изменения величин радиальных и продольных УЗК, а также асинхронностью наложения этих колебаний. о, Наиболее благоприятные условия волочения создаются когда амплитуда продольных УЗК в 1,5 — 5 раз превышает амплитуду радиальных УЗК, которая должна быть больше высоты микронеровностей де5з формируемого металла по меньшей мере в 1,1 раза, а асинхронность наложения

УЗК составляет 1/8 периода. После того, как деформируемый металл 9 полностью протянут, источники питания преобразова,но телей и главный привод стана выключают.

Затем в волоки задают очередную заготовку и процесс волочения повторяется.

Сопоставительный анализ известного и предлагаемого способов волочения металGs ла показывает, что предлагаемый способ

818696

A) Ag

5 обладает существенным преимуществом перед известным, заключающимся в том, что волока в один из полупериодов своих сложных колебаний сама протягивает деформируемый металл, вследствие чего максимально снижается усилие волочения.

Формула изобретения

1. Способ волочения металла через волоку с применением ультразвуковых колебаний, включающий наложение продольных колебаний с пучностью амплитуды в очаге деформации и радиальных колебаний той же частоты, отличающийся тем, что, с целью снижения усилия волочения путем повышения эффективности ис. пользования ультразвуковой энергии., радиальные и продольные ультразвуковые

6 колебания накладывают асинхронно: сначала возбуждают радиальные, а затем продольные, при этом фазы колебаний ссгласуют так, что при сжатии волоки под

5 действием радиальных ультразвуковых колебаний продольные колебания направле. ны в сторону движения металла.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продольным колебаниям сообщаN ют амплитуду, превышающую амплитуду радиальных колебаний, которая, в свою очередь, превышает высоту микронеровностей деформируемого металла, 15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 561584, кл. В 21 С 1/00, 1975 (прото-ри тип).

818696;

4Ьа Р

Изд. № 276 Тираж 889

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

i13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 2396

Подписное

Загорская типография Упрполиграфнздата Мособлисполкома

Составитель О. Румянцева

Редактор С. Титова Техред P. Беркович Корректоры: О. Силуянова и Р. Беркович