УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕФОРМАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

Полезная модель относится к механизмам для деформационной обработки металлов с изменением их физико-механических свойств, в частности к деформационной обработке длинномерных заготовок в виде прутка, и может быть использована для получения длинномерных ультрамелкозернистых металлических заготовок и изделий с улучшенными физико-механическими свойствами для машиностроительных и других отраслей народного хозяйства.
Из уровня техники известны конструкции устройств для упрочнения материалов способом равноканального углового прессования, при котором реализуется схема деформации простым сдвигом. Как правило, такие устройства состоят из матрицы с пересекающимися в ней под углом каналами прессования и пуансона (В.М. Сегал, В.И. Копылов, В.И. Резников «Процессы пластического структурообразования металлов», Минск: Навука и тэхника, 1994).
Основным недостатком известных устройств является ограниченные геометрические параметры обрабатываемых заготовок, при этом их длина обычно составляет от 5 до 7 исходных диаметров.
Наиболее близким техническим решением к заявленной полезной модели и выбранным в качестве прототипа признано устройство для непрерывного углового прессования (RU 2345861 C2, МПК B21J 5/06, B21J 13/00, В21С 25/08, опубл. 10.02.2009). Устройство содержит приводное рабочее колесо с калибром, колодку со вставкой и упор. Указанные элементы имеют рабочие поверхности, образующие канал прессования. Упор установлен на площадке, которая перемещается посредством упорного винта для плавного регулирования высоты канала прессования. В результате этого регулирования площадь поперечного сечения канала на выходе из очага деформации должна на 3-5% превышать площадь поперечного сечения на входе в очаг деформации.
Недостатком устройства является необходимость частой корректировки поперечного сечения выходного канала. Кроме того отсутствует возможность компенсации износа калибра рабочего колеса, что может привести к остановке процесса при одновременном увеличении канала прессования.
Технической задачей полезной модели, совпадающей с положительным результатом от ее применения, является повышение эффективности технологического процесса деформационной обработки.
Поставленная задача достигается за счет того, что устройство состоит из станины, на которой установлены приводное рабочее колесо с фасонным ручьем, первый и второй прижимные валки, расположенные над приводным рабочим колесом и образующие совместно с ним калибровочный канал, а также матрица и пуансон, совместно образующие деформирующий канал. Боковая поверхность матрицы выполнена радиусной и соприкасается с рабочим колесом, а на ее верхней рабочей поверхности со стороны приводного рабочего колеса выполнен выступ.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором приведена упрощенная схема устройства.
Основой устройства является станина (на фигуре условно не показана), на которой установлены приводное рабочее колесо 1 с фасонным ручьем 2, первый и второй прижимные валки 3 и 4, расположенные над приводным рабочим колесом 1 и образующие совместно с ним калибровочный канал, а также матрица 5 и пуансон 6, совместно образующие деформирующий канал. Боковая поверхность матрицы 5 выполнена радиусной и соприкасается с рабочим колесом 1, а на ее верхней рабочей поверхности со стороны приводного рабочего колеса выполнен выступ 7.
Фасонный ручей рабочего колеса представляет собой канавку, имеющую боковые стенки, выполненные под углом от 5° до 7° к вертикали, а его глубина выбрана таким образом, чтобы обеспечить значение коэффициента вытяжки от 1.02 до 1.05, что позволяет повысить активные силы трения при продвижении заготовки в деформирующем канале. Выступ на верхней рабочей поверхности матрицы имеет угол наклона от 90° до 120° и обеспечивает возможность изменения направления движения заготовки с радиального на продольное.
Устройство для деформационной обработки металлов работает следующим образом.
Заготовка 8 помещается в фасонный ручей 2 приводного колеса 1 и поджимается прижимными валками 3 и 4, после чего приводное колесо приводится в движение. Заготовка 8 протягивается в калибровочном канале, принимая ее форму, а затем поступает на вход, деформирующего канала, образованного выступом 7 матрицы 5 и пуансоном 6, при этом радиальное движение заготовки изменяется на продольное, после чего она начинает деформироваться по схеме простого сдвига, а ее поперечное сечение принимает форму деформирующего канала.
Для создания более равномерной структуры металла по всему сечению, возможно использование нескольких аналогичных устройств последовательно, расположив каждое последующее под углом 90° или 180° относительно оси, совпадающей с осью выходного канала предыдущего устройства.
Таким образом, предложенное в настоящей заявке устройство является недорогим, простым в эксплуатации инструментом, обеспечивающим повышение технологичности процесса деформационной обработки заготовок с одновременным увеличением срока службы работы устройства.