Образец для исследования напряженно-деформированного состояния при винтовой прокатке

Образец для исследования напряженно-деформированного состояния при винтовой прокатке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13. 10. 81(2 ) 3346522/22-02 с присоединением заявки HP(23) Приоритет

Союз Советских

Социалистических

Республик (n>986522

Р1 К,.т з

В 21 В 19/00 ,С 01 В 5/30

Гоеударственный комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (Щ УДК 621. 774 .. .353.001 4:531. .781.2(088.8) Опубликовано 07,0183. Бюллетень ¹ 1

Дата опубликования описания 0701,83 (72) Авторы изобретения

И.Н.Потапов, Н.М.Вавилкин и В.С.Юсуп

»

» Р

Московский ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени институт;стали и сплавов (73 ).Заявитель (54 ) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИ ВИНТОВОЙ

ПРОКАТКЕ

1 2

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций и определения напряженно-деформируемого состояния при винтовой прокатке и

5 прошивке твердых тел в условиях высоких температур.

Известен образец, выполненный из двух половин с нанесенной на одной из половин координатной сеткой, которые затем сваривают или соединяют между собой, для исследования дефор-. мированного состояния в процессах обработки металлов давлением (1 ).

Недостатком этого образца являет- 15 ся то, что он не позволяет с необходимой точностью определять деформации в процессе винтовой прокатки, так, как не учитывается искажение плоскости симметрии в процессе деформации.

Известен также образец, выполненный в виде цилиндра с двумя продольными прямоугольными пазами по всей его длине, в которых жестко закреплены две пластины с нанесенными с двух сторон координатными сетками t.2 j.

Недостатком этого образца является то, что он не позволяет определить объемное напряженно-деформированное состояние при винтовой прокатке, а З0 позволяет оценить только конечное плоское напряженно-деформированное состояние.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является образец для исследования напряженно-деформированного состояния при винтовой прокатке, содержащий цилиндрическое тело с продольным пазом и жестко установленный в пазу вкладыш с нанесенной на боковые поверхности координатной сеткой (31Йспользование образца затруднено тем, что с одной стороны, ширина паза н пластины не должна превышать шага координатной сетки, т.е. составляет не более 3 ьп4, с другой стороны, существующими методами механической обработки сложно получать пластины толщиной менее 3 мм.

Изготовление подобного образца неизбежно приводит к тому, что между стенками паза и пластины образуются зазоры, т.е. жесткость системы оказывается недостаточной, и это отрицательно сказывается на точности измерений.

При скручивании образца происходит смещение уэлювых точек координатной сетки, в результате чего картина

986522 деформированного состояния получается искаженной.

Целью изобретения является увеличение жесткости и тем самым повышение точности определения деформаций.

Цель достигается тем, что в образ це для исследования напряженно-деформированного состояния при винтовой прокатке, содержащем цилиндрическое тело с продольным пазом и жестко установленный в пазу вкладыш с нанесен-. ной на боковые поверхности координат- ной сеткой, вкладыш выполнен с поперечным сечением в виде сектора с центральным углом 45-90О и длиной равной

0,25-0,3 длины цилиндра, при этом продольный паз .расположен посредине цилиндра, Выполнение вкладыша и паза под него в виде сектора позволяет исключить смещение поверхностей с координатными сетками относительно друг друга в процессе прокатки, а следовательно, повысить точность определения деформированного состояния в очаге деформации.

Выбор центрального угла в интерва- 2 ле 45-90 определяется особенностями деформации в стане винтовой прокатки.

Так при угле 45О можно оценить деформированное состояние металла под основным деформирующим инструментом. 30

При центральном угле от 45 до 90О можно оценить деформированное состояние с учетом влияния технолагического инструмента (валков и линеек). 5

При центральном угле 90 можно оп- ределить деформированное состояние за четверть оборота образца в очаге деформации. Дальнейшее увеличение центрального угла нецелесообразно, 40 так как процесс деформации более чем за четверть оборота образца в очаге деформации нельзя считать монотонным.

Выбор длины вкладыша от 0,25 до

0 3 определяется тем что с од и 45 стороны, необходимо создать условия, соответствующие реальным при прокатке сплошной заготовки, т.е. необходимо иметь "жесткие" концы на выходе и входе, равные по крайней мере дли- 5О не очага деформации. С другой стороны, увеличение доли жестких .концов более 0,75 от общей длины приводит к неоправданному расходу материала и тем самым к увеличению стоимости об-! разца.

Наличие вкладыша и паза под него длиной, меньшей длины образца, исключает смещение вкладыша относительно образца в процессе деформации, что позволяет использовать образец для 60 определения деформированного состояния при прошивке на стане винтовой прокатки.

На фиг,1 изображен образец с расположением вкладыша в трехмерном пра- 65 странстве; на фиг.2 — образец/ на фиг.3 — разрез A-A на фиг.2, на фиг.4форма вкладыша с координатной сеткой.

Образец для измерения деформации при винтовой прокатке методом координатных сеток содержит цилиндрическое тело 1 с продольным пазом 2 и вкладыш

3. Торцовые стенки паза расположены на одинаковом удалении от торцов цилиндра и расстояние между стенками, равное длине вкладыша, составляет

0,25-0,3 от длины цилиндра. Поперечное сечение выполнено в виде сектора с центральным углом 45-90 .

На боковые пбверхности вкладыша нанесена координатная сетка с определенным шагом. После установки вкладыша в паз для более прочного соединения применяют сварку.

Для определения напряженно-деформированного состояния образец задают в стан винтовой прокатки. Прокатку осуществляют с торможением образца в очаге деформации таким образом, чтобы вкладыш заполнил очаг деформации.

Пример. На двухвалковом стане винтовой прокатки с бочковидными валками (диаметр бочки вала 380 мм) осуществляли процесс прокатки образцов с координатными сетками из стали

50А диаметром 50 мм и длиной 400 мм.

Длина вкладыша равна 120 мм. Центральный угол сектора составлял 90О .

Прокатку осуществляли при следующих технологических режимах: обжатие в пережиме 15-20%, коэффициент овализации 1,08-1,15, угол подачи 15 . Образцы нагревали до температуры 1150 С.

Образец затормаживали в очаге деформации при заполнении его вкладышем.

Далее извлекали образец из стана, охлаждали и разъединяли его путем механической обработки на строгаль- . ном станке.

Шаг ячейки исходной координатной сетки равен 3 мм. Контроль исходной. сетки и измерение ее после деформации осуществляли на инструментальном микроскопе УПМ-23 с точностью до

0,0005 мм.

Использование предлагаемого изобретения по сравнению с существующим позволяет увеличить жесткость образца и тем самым повысить точность определения деформированного состояния, а также применить образец при прошивке в стане винтовой прокатки.

За базовый объект принят образец, испольэуеяяй в МИСиС при исследованиях. По сравнению с ним предложенный образец позволяет определить более точно напряжение в осевой зоне и тем самым выбрать оптимальный режим прошивки, обеспечивающий увеличение производительности стана и скорости прошивки за счет, найример, увеличения угла подачи до 20

986522.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения образца, позволяющего

s 1,25 раза интенсифицировать процесс прошивки, составляет 3750 руб. на одном стане.

Формула изобретения

Образец для исследования напряженно-деформированного состояния при винтовой прокатке, содержащий цилинд рическое тело с продольным пазом и жестко установленный в пазу вкладыш с нанесенной на боковые поверхности координатной сеткой, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увели1 чения жесткости и тем саввам повыше- ния точности определения деформацнй, вкладыш выполнен с поперечным сечением в виде сектора с центральным углом 45-90 и длиной, равной 0,25-0,3 длины цилиндра, при этом продольный паз расположен посредине цилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зибель Э. Обработка металлов в

10 пластическом состоянии. И., ОНТИ, 1934, с. 145 °

2. Авторское свидетельство СССР в 285308к кл. G 01 1 1/24с 1969 °

3. Авторское свидетельство СССР

15 по заявке Р 2862388/25-28, : кл. 6 01 В 5/30, 1980 (прототип). k

986522 а ° ° ° ° ° ° ° á Â ° Î Â I ° В б ° I Â Â È ° 1 ° Â ° аа ° ° ° вавюбаавав|ВабВВВюббВВ

° ° ° ° В ° ÈÞ ° Â ° Â ° á ° ÂВВВВВВВВЭЭВ а ° в|в ° июВВВВВВЮВИВбИбИВВВ> °

° эааааавввааабабаабюаба|вбэ

° аааааававвавваааавававаааа

° ° ° ° ВВВЭВВВвввввбаббВВЭВВВВ

Составитель Л.Матурина

Редактор С.Титова Техред М.Йадь КорректорН.Король

Ю а

Заказ 10383/11 Тираж 814 Подписное

ВНИИПП Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4