Переходы при волочении сложных профилей

15

мая

Новости
Переходы при волочении сложных профилей


При проектировании переходов для профилей сложных форм желательно использовать заготовку, поперечное сечение которой подобно сечению готового профиля. В этом случае построение переходов не вызывает каких-либо затруднений, так как все промежуточные сечения имеют взаимно подобные формы. Поэтому такие переходы проектируют так же, как и переходы профилей простых форм, с тем отличием, что предварительно выбираемую среднюю величину вытяжки принимают несколько меньшей, чем для профилей простых форм. Однако подобную заготовку чаще всего можно получить лишь прессованием, поэтому она имеет ограниченную длину.

Для изделий, длина которых должна быть значительной, и по техническим условиям или ГОСТам допускается лишь ограниченное число соединений (паек или сварок), приходится использовать заготовку, полученную прокаткой или методами совмещенного литья и прокатки. При этом заготовка может иметь лишь одну из простейших форм (круг, квадрат, прямоугольник), и возникает необходимость в постепенном приближении к форме готового профиля. Такое проектирование переходов удобно проводить графическим методом, разработанным В.В. Зверевым.

Проектирование осуществляют в следующем порядке.

1. Выбирают заготовку простой формы, наиболее подходящей к форме заданного сложного профиля; величина сечения заготовки должна обеспечить получение требуемых механических свойств и нужной частоты поверхности профиля.

2. Намечают число переходов, частные вытяжки и величины промежуточных сечений на основании использования материалов действующих переходов подобных или более простых профилей из сходных по пластическим свойствам металлов или сплавов.

3. Вычерчивают с увеличением до 30 раз (в зависимости от величины сечения профиля) контур готового профиля и располагают его на контуре заготовки так, чтобы расстояния между каждой точкой внутреннего и внешнего контуров имели наименьший разброс.

4. На контур заготовки наносят через равные промежутки значительное число точек (оно зависит от сложности готового профиля) — до 30—60 и более и проводят через них плавно изогнутые линии, перпендикулярные к обоим контурам, которые можно считать проекциями линий, определяющих наиболее вероятные траектории перемещения частиц металла от заготовки к готовому профилю (назовем их условно линиями течения металла).

5. Отрезки линий течения между обоими контурами делят на части, пропорциональные величинам √F0 — √F1, √F1 — √F2, ..., √Fк - 1 — √Fк, где F0, F1, F2, ..., Fк — начальное, промежуточные и конечное сечения профиля по переходам. Полученные таким образом точки с одинаковыми индексами соединяют плавными линиями, которые должны образовать с линиями течения ортогональную сетку и выходные контуры промежуточных переходов. На участках с внутренней кривизной при большом удалении одной линии течения от другой проводят дополнительные линии течения.

6. Определяют степень неравномерности вытяжек по отдельным участкам профилей и в случае необходимости корректируют результаты построения. При хорошо построенных переходах получаются наиболее короткие линии течения металла с равномерным расположением их на плоскости.

7. Намечают форму волочильного канала в рабочей зоне, определяют углы наклона отдельных граней и участков, контактные поверхности, силы и напряжения волочения и коэффициенты запаса.

Ниже приведем пример проектирования переходов для волочения контактных проводов сечением 85 мм2. Характеристики контактных проводов даны в ГОСТ 2584-86. Минимальное временное сопротивление указанного провода 375 МПа. Для обеспечения заданного временного сопротивления необходима минимальная вытяжка 1,7 (обжатие 41 %). Максимальное сечение провода с учетом приведенных в ГОСТе допусков составляет 86,2 мм2, поэтому минимальное сечение заготовки равно: 86,2х 1,7 = 149 мм2.

Наиболее подходящая форма заготовки для контактного провода — круг. Его минимальный диаметр d = √4 · 149/p = 13,8 мм. С учетом необходимости получения гарантированных свойств провода для заданного профиля выбирают заготовку с ближайшим большим по заводским нормалям диаметром 16,5 мм. Расчетный диаметр заготовки с плюсовым допуском составит 17 мм (Fн = 227 мм2). Минимальное сечение провода с учетом установленных допусков составляет 83,8 мм2. Отсюда общая вытяжка mобщ = 227 : 83,8 = 2,74, а iобщ = Inmобщ = 1,008.

Наиболее подходящая машина для производства провода сечением 85 мм2 - волочильный стан СМВ-1-5, имеющий пять горизонтальных барабанов. Это предопределяет производство провода со средней вытяжкой mср = 5√2,74 = 1,223 и интегральной деформацией iср = 0,201.

В первом переходе назначают уменьшенную вытяжку с целью проработки структуры металла в месте сварки. Во втором переходе вытяжку принимают максимальной, а далее ее постепенно уменьшают. Это позволяет более полно использовать пластические свойства металла и уменьшить износ наиболее нагруженной узкой части профиля. Исходя из рассчитанной величины iср и приведенных выше соображений, величину интегральной деформации по переходам распределяем следующим образом:

Переходы при волочении сложных профилей





Пропорционально этим величинам и разделены отрезки "линий течения" (рис. 1), в результате чего получились точки с индексами 1, 2, 3, 4, 5 и 6. Соединение точек с одинаковыми индексами определило форму и размеры поперечных сечений по переходам.

Переходы при волочении сложных профилей















При правильно запроектированных переходах углы, образующие участки с внутренней кривизной, должны уменьшаться по мере приближения к конечному переходу. Невыполнение этого условия чревато увеличением неравномерности деформации и появлением различных дефектов на поверхности профиля.

С уменьшением числа фасонных переходов при волочении сложных профилей требуется увеличение высоты выступов первой фасонной волоки и уменьшение их длины, чтобы общая деформация профиля начиналась в одной или примерно в одной плоскости и не появлялись складки и плены, от которых повышаются неравномерность деформации и скорость износа выступов. Поэтому оптимальную форму выступов находят опытным путем.

Изложенный метод до сих пор широко применяют при расчете переходов для сложных по форме асимметричных профилей.

Переходы при волочении сложных профилей













Для составления переходов для симметричных по обеим осям профилей удобнее метод построения переходов с помощью электрогидро-динамического интегратора и электропроводной бумаги. При этом линии тока строят после нанесения эквипотенциалей. Схема установки для моделирования переходов показана на рис. 2. Установка состоит из электропроводной модели готового профиля 7, исходной заготовки 2, щупа 3 для замера потенциала в различных точках, электропроводной бумаги 4 и вольтметра 5. Всю систему подключают к источнику переменного тока через стабилизатор напряжения. Перемещая щуп по поверхности бумаги и фиксируя точки, соответствующие одинаковым показаниям вольтметра, получают эквипотенциальные кривые. Чтобы получить достаточное количество кривых, значения двух эквипотенциалей должны отличаться на 0,2—0,4 В при разности потенциалов между моделями готового профиля и исходной заготовки около 3—5 В. Линии тока строят как перпендикулярные к эквипотенциалям.

Преимущество метода — в повышенной точности нанесения линий тока, не зависящей в данном случае от проектировщика. Однако этот метод непригоден для построения переходов волочения профилей, имеющих участки с внутренней кривизной, так как в этих местах при использовании данного метода нарушается принцип постепенного приближения к форме готового профиля. В результате на указанных участках резко возрастают внутренние напряжения, становится возможным появление разрывов и трещин на поверхности профиля.

При использовании данного метода для построения переходов волочения, асимметричных хотя бы по одной оси профилей, приходится отдельно решать вопрос взаимного расположения профиля и исходной заготовки, с тем, чтобы определить объемы металла, формирующие каждую часть асимметричного профиля.



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.