Волочение в роликовых волоках

16

апреля

Новости
Волочение в роликовых волоках
Волочение в роликовых волоках

Основные недостатки процесса волочения в монолитных волоках проявляются наиболее ярко при черновых операциях формоизменения и выражаются в сравнительно низкой производительности, высоким требованиям к исходной заготовке и затратам на подготовку ее поверхности, необходимости использования дорогостоящих смазок, низкая стойкость и высокая трудоемкость изготовления рабочего инструмента, в особенности при производстве фасонных профилей, невозможность получения тонкостенных профилей и профилей с малыми радиусами закругления, недостаточная проработка поперечного сечения деформируемого металла, полученного литейными методами.
Одним из наиболее перспективных и получающих в последние время широкое распространение процессов производства проволочной металлопродукции является волочение в прокатных клетях с неприводными валками – роликами (эти клети получили название роликовых волок, головок или клетей). В настоящее время роликовые волоки находят применение при изготовлении проволоки различного назначения в широком диапазоне профилеразмеров сечений, причем наибольшую популярность они получили при волочении прямоугольных, круглых и трапециевидных профилей. Большой практический интерес, проявляемый к волочению в роликовых волоках, обусловлен рядом преимуществ данного метода, сочетающего в себе особенности описанных ранее процессов волочения и прокатки.
Значительное уменьшение мощности, затрачиваемой на преодоление сил трения, приводит к уменьшению величины переднего усилия, необходимого для осуществления процесса волочения. Усилие волочения при деформации металла в роликовой волоке снижается на 10 ... 30 %, что позволяет в большинстве случаев уменьшить число переходов в традиционных (с использованием монолитных волок) маршрутах волочения, интенсифицируя тем самым технологический процесс. Уменьшение растягивающих напряжений в очаге деформации при волочении в роликах улучшает схему напряженного состояния и позволяет осуществлять деформацию материалов с пониженными пластическими свойствами, что делает волочение в роликовых волоках более предпочтительным по сравнению с обычным волочением при обработке труднодеформируемых металлов и сплавов.
Значительные силы контактного трения при волочении в монолитных волоках являются причиной низкой стойкости рабочего инструмента (волок), накладывают ограничение на скоростной режим работы, требуют выполнения широкого ряда вспомогательных операций по подготовке поверхности металла к волочению (скальпирование, травление, иглофрезерование, покрытие бурой, фосфатирование и т.п.), диктуют необходимость использования дорогостоящих технологических смазок. Использование роликовых волок позволяет существенно уменьшить отрицательное влияние сил контактного трения на экономические показатели процесса волочения. Например, по данным работы стойкость комплекта роликов, применяемого при калибровке стальной катанки в 5 ... 10 раз превышала стойкость монолитной волоки, а с учетом перешлифовок – в 25 ... 50 раз. Во многих случаях, особенно при производстве сложных фасонных профилей, изготовление роликового рабочего инструмента значительно дешевле, нежели изготовление монолитных волок, причем в отличие от последних, не подлежащих в случае износа восстановлению на исходный размер, роликовый инструмент допускает многократные (иногда до 5 ... 8 раз) перешлифовки. Следует отметить, что значительным преимуществом процесса волочения сложных фасонных профилей в роликовых волоках является лучшая, чем при обычном волочении, чистота поверхности изделий и возможность получения профилей с резкими переходами контура.
Применение роликовых волок позволяет свести к минимуму расходы на подготовку заготовки к волочению, ограничиваясь, как правило, механической или химической (травление) очисткой поверхности металла от окалины, грязи и т.п. Процесс роликового волочения можно проводить с использованием в качестве технологической смазки наиболее дешевых материалов, вплоть до масляно-водяной эмульсии, которая одновременно служит охладителем рабочего инструмента.
Использование роликовых волок позволяет улучшить механические и металлографические свойства обрабатываемого металла. Меньший наклеп поверхности металла, более равномерная деформация и возможность получения больших разовых и суммарных вытяжек способствует более равномерному распределению свойств и структуры по сечению профиля, что особенно наглядно проявляется при волочении труднодеформируемых материалов, а также металлов с ярко выраженной литой структурой.
Процесс роликового волочения обладает множеством преимуществ по сравнению с процессом холодной прокатки. Величина обжатия, лимитируемая прочностью переднего конца проволоки, при волочении в роликах существенно превышает величину обжатия при холодной прокатке, ограниченную условиями захвата металла валками, что обеспечивает большую эффективность процесса деформации. Меньшее значение уширения, более устойчивое положение заготовки в калибре, обусловленные значительным продольным усилием, прикладываемым к переднему концу проволоки, способствуют получению точной конфигурации поперечного сечения готового профиля. Использование роликовых волок в условиях существующего волочильного производства по сравнению с прокатными станами предпочтительнее с точки зрения меньших затрат на изготовление и обслуживание технологического оборудования.
Главным недостатком, сдерживающим более широкое применение этого перспективного процесса являются конструктивные особенности роликовых волок (недостаточная жесткость, сравнительно низкая стойкость подшипниковых узлов и рабочих роликов, необходимость тщательной настройки калибров, более высокая квалификация обслуживающего персонала и т.д.). Необходимо отметить, что в ряде случаев, для получения более высоких качественных результатов технологического процесса, волочение в роликовых волоках применяют в совокупности с процессами прокатки и волочения в монолитных волоках.
Конструктивно роликовые волоки классифицируют по числу роликов, образующих калибр, по числу калибров в одной волоке и по наличию опорных роликов. В настоящее время роликовые волоки выпускаются различными зарубежными компаниями, в числе которых следует отметить "Marshall Richards mashine" (Великобритания), "Kinoschita" и "Iocida Kinet" (Япония), "Fenn" (США), Kieserling", "Karl Fuhr" и "Bergfeld" (Германия), "Arboga Mechanika werkstatt" (Швеция), причем наибольшую популярность получили клети с четырехроликовой сборкой калибра. Известны две разновидности таких волок: классическая и системы "Karl Fuhr". Признаком классической является наличие массивного корпуса с крестообразными пазами, в которых установлены подушки с роликами. К этой разновидности относятся волоки фирмы "Bergfeld" (рис. 1), конструкции ВНИИ-метмаша и ЮУрГУ.
Волоки системы "Karl Fuhr" (рис. 1) характеризуются креплением роликов в подушках рычажного типа, установленных при помощи шарниров на корпусе. Преимуществом этих волок является компактность конструкции и унификация узлов роликов, что позволяет быстро монтировать ролики с образованием двух (тип RH), – трех (тип F) и – четырехроликовых калибров (тип В), а также – с образованием двух последовательно установленных пар вертикальных и горизонтальных роликов (тип R).
На отечественных заводах получили применение роликовые волочильные станы ВФР–4, ВФР–36 и ВФР–196 конструкции ВНИИметмаша. Комплекс оборудования стана включает: размоточные фигурки, стыкосварочный аппарат с гратоснимателем, одну или две четырехроликовых волоки, тянущее устройство горизонтального типа, намоточную фигурку (для приема бунтов), две машины для правки в двух плоскостях, летучие ножницы и приемный карман (для приема прутков). Техническая характеристика роликовых волочильных станов ВФР–36 и ВФР–196 приведена в табл. 1.
Волочение в роликовых волоках















Магнитогорским государственным техническим университетом и ВНИИметизом разработана большая группа роликовых волок с поступательной связью осей роликов. Деформирующие ролики 1 (рис. 2) посредством подшипников 2 установлены на осях 3, каждая из которых соединена со смежной осью путем размещения ее конца в отверстии 4, выполненном в одном из концов каждой оси.
Волочение в роликовых волоках



Для удобства выполнения этого отверстия конец оси может быть выполнен с утолщением 5. Концы осей, размещаемые в отверстиях, закрепляются в утолщениях с помощью гаек резьбового соединения или клиньев 6. Регулирование размера калибра в этих клетях производится осевым перемещением роликов, а соединение между собой осей в систему, замыкающую в себе усилия деформации металла, позволяет отказаться от массивной станины клети и значительно упрощает ее конструкцию, снижает массу и уменьшает габариты. Эти волоки хорошо зарекомендовали себя при производстве прутков и проволоки фасонного сечения, например, трефового сечения для гвоздей, квадратного сечения для пружинных шайб, профильного сечения для изготовления маслосъемных колец, проволоки для армирования железобетона. Дальнейшее развитие этих волок идет в направлении создания комплектов сдвоенных волок с четырехроликовыми и трехроликовыми калибрами (рис. 3).
Волочение в роликовых волоках




Четырехроликовые волоки фирмы "Fenn" (США) выпускаются трех типов:
– "U" (универсальный), имеет радиальную и осевую регулировки всех роликов;
– "P" (фиксированный), имеет только радиальную регулировку роликов;
– "TH" (комбинированный), имеет осевую регулировку только одного из каждой пары роликов
Четырехроликовые волоки фиксированного типа нередко устанавливают в линии плющильного стана перед его первой клетью, между отдельными клетями или за последней клетью перед моталкой.







Волочение в роликовых волоках
Особый интерес представляют роликовые волоки со смещением пар вертикальных и горизонтальных роликов, установленных в одном корпусе (их иногда называют сдвоенные роликовые волоки). Эти волоки ориентированы на получение проволоки круглого сечения по схеме "круглая заготовка – овальный калибр – круглый калибр". Наиболее известны во всем мире рычажные роликовые волоки японской компании "Kinoschita". На рис. 4, а представлен общий вид такой волоки в рабочем состоянии; на рис. 4 б – вид рычажной роликовой волоки с откинутым для смены роликов рычагом. Эти волоки имеют пару горизонтальных 1 (рис. 5, а) и пару вертикальных роликов 2, установленных в рычагах корпуса 3.
Радиальная регулировка роликов в паре производится путем сведения соответствующих рычагов посредством нажимных винтов 4, а установка калибров на одну ось – регулировочным винтом 5. Каждый ролик 1 (рис. 5, б) смонтирован на подшипниках 6, установленных на оси 7 и герметично закрытых сальниками 8. Для смазки подшипников в осях имеются сверления, а на торцах установлены масленки 9. Осевая настройка положения ролика производится регулировочными винтами 10. Эти волоки используются для изготовления проволоки круглого сечения диаметром от 1,5 до 20 мм.
Волочение в роликовых волоках











Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Информация

Комментировать статьи на нашем сайте возможно только в течении 1 дней со дня публикации.