Контрольные вопросы:

1. Что происходит при применении смазки с повышенной вязкостью?

2. Как вводится смазка между контактными поверхностями при гидростатическом способе волочения?

3. Каким должно быть давление смазки в начале зоны деформирования?

4. Какие преимущества имеет гидростатический ввод смазки?

5. Как вводится смазка между контактными поверхностями при гидродинамическом способе волочения?

6. Какими устройствами и приспособлениями можно создать гидродинамический эффект при волочении?

7. От чего зависит давление при гидродинамическом вводе смазки?

8. Что является причиной интенсивного отгона смазки в направлении, обратном волочению?

9. Какие меры необходимо предпринять для уменьшения отгона?

10. Что необходимо учитывать при подборе смазки?

11. В каком случае достигается наилучший смазочный эффект?

12. Чем определяется необходимая вязкость смазки?

Лекция 15        Главы 10, 6, 12

Общее завершение

§ 10.3. Переходы при волочении некрудлых сплошных профилей

Волочение применяют для производства большого количества профилей самых разнообразных форм. Основным для проектирования ряда переходов для этих профилей является выбор формы и размеров исходной заготовки, получаемой обычно либо горячей прокаткой в калибрах, либо горячим прессованием. Процесс волочения протекает более успешно, если форма исходной заготовки подобна форме конечного профиля; при этом получается минимальная неравномерность деформации.

При волочении профилей сложных форм, даже при малых углах наклона образующей канала, сильно повышается неравномерность деформации. При этом легче избежать перекоса металла в дефомационной зоне, и поэтому угол наклона образующей обычно не превышает 5º.

Из-за сравнительно большой дробности деформации, которую приходится применять при волочении некруглых профилей, острые кромки особенно нежелательны, т.к., будучи «концентраторами» напряжений, они наиболее часто служат местами появления трещин. Если необходимо иметь на готовом профиле кромку с малым радиусом закругления, следует уменьшать эти радиусы постепенно, от перехода к переходу, и не допускать промежуточных переходов с острыми кромками, и тем более переходов острых кромок в тупые. Это относитя и к внешним кромкам, и к углублениям. Иногда причиной появления трещин на кромках может быть большая дробность деформаций, когда из-за влияния внешнего трения и увеличения дополнительных сдвигов снижается пластичность этих участков.

Заготовка для получения профилей сложных форм может иметь форму поперечного сечения, либо близкую к заданному профилю, которую в большинстве случаев целесооразно получать прессованием, либо одну из простейших фигур: круг, квадрат, прямоугольник, которые легко получаются прокаткой и в значительно больших длинах, чем при прессовании.

В первом случае проектирование переходов каких-либо затруднений не вызывает, т.к. все промежуточные сечения имеют взаимно подобные формы. Поэтому их проектируют так, как профили простейших форм, с тем лишь оличием, что выбираемую предварительно среднюю величину вытяжки принимают несколько меньшей, чем для профилей простых форм.

Во втором случае, при использовании заготовок простейших форм, появляется необходимость постепенного оптимального приближения. При этом проектирование удобно проводить грфически следующим образом :

1. Подбирают заготовку одной из простейших форм, наиболее похдящую к форме заданного сложного профиля. Величина поперечного сечения этой заготовки должна быть такой, чтобы готовый профиль получался с заданными механическими свойствами и чистой поверхностью.

2. На основании исследования уже реализованных переходов для волочения аналогичных или бодее простых профилей из того же металла или сплава, намечают число переходов, частные вытяжки и величины промежуточных сечений F₁, F₂, …, F_k.

3. Вычерчивают в масштабе, увеличенном в 10…20 раз, контур выбранной заготовки, а внутри него – контур заданого готового профиля. Последний контур располагают так, чтобы кратчайшие расстояния между каждой точкой внутреннего и внешнего контуров имели между собой наименьший разброс, а основные участки заготовки деформировались бы с наименьшей неравномерностью.

4. На контуре заготовки на равных расстояниях одна от другой и симметрично относительно главных осей готового профиля наносят 30…60 точек, через которые проводят плавно изогнутые линии, ортогональные к обоим контурам и наименьшие по длине. Эти линии можно считать наиболее вероятными траекториями частиц металла от заготовки к готовому профилю при волочении (они условно называются линиями течения металла). К участкам готового профиля с внешней кривизной (центры кривизны расположены внутри профиля) линии течения подходят, приближаясь одна к другой. К участкам готового профиля с внутренней кривизной (центры кривизны находятся вне профиля) линии течения подходят, удаляясь одна от другой.

5. Полученные  отрезки  между  обоими  контурами  делят на части,

пропорционально величинам где F₀, F₁, … F_k –

начальное, промежуточное и конечное сечения профиля по переходам. Полученные точки с одинаковыми индексами соединяют между собой плавными линиями, которые должны образовать с линиями течения ортогональную сетку, образовывающую с линиями течения металла контуры промежуточных переходов. На участках с внутренней кривизной с большим удалением одной линии течения от другой, между ними проводят дополнительные линии течения, помогающие правильно построить ортогональную сетку. При этом поперечные сечения промежуточных переходов будут близки к намеченным ранее величинам поперечные сечения.

6. Полученные контуры исследуют на степень неравномерности вытяжек на отдельных участках и в зависимости от результатов вносят дополнительные поправки или проводят построение заново. Одновременно уточняют и поперечные сечения по переходам. Хорошо подобранные переходы дают наиболее короткие линии течения металла с возможно более равномерным расположением их на плоскости. Всякое удлинение линий течения сверх необходимого или их излишнее искривление свидетельствует о повышенной затрате работы. Всякое чрезмерное сгущение линий течения указывает на создающееся излишнее скопление металла и на повышение напряжений, которые могут привести к нарушению целостности профиля.

Рис. 161.  Эквипотенциали, полученные при проектировании переходов волочения крестообразного профиля

После этого проектируют волочильные каналы, определяют контактные поверхности, силы и напряжения волочения, а также коэффициенты запаса, которые создают предварительное представление о качестве запроектированного ряда переходов.

Распределение вытяжек по отдельным участкам (секторам) будет обеспечено только при совпадении осей волоки и профиля на входе в волоку (соосный вход). Это может быть достигнуто применением направляющей на входе в каждый канал. При отсутствии такой направляющей протягиваемый металл в деформационной зоне может расположиться совершенно недопустимо.

Эквипотенциали, полученные при проектировании переходов волочения крестообразного профиля (рис.161).