ВОЛОКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОГРАННЫХ ФАСОННЫХ ПРОФИЛЕЙ

Полезная модель относится к волочильному производству и может быть использована в качестве инструмента для волочения многогранных фасонных изделий.
Известна волока для волочения многогранных фасонных профилей, рабочий канал которой состоит из обжимной и калибрующей зон, имеющих в поперечных сечениях форму многоугольников. При этом многоугольники в поперечных сечениях обжимной зоны волоки выполнены с вогнутыми сторонами, имеющими постоянный радиус скругления по сечениям и стрелу прогиба, уменьшающуюся в направлении к калибрующей зоне, а многоугольники в поперечных сечениях калибрующей зоны волоки выполнены с прямолинейными сторонами (см. пат. РФ №2236921, В21C 3/00).
Недостатками данной волоки являются низкая долговечность и невысокое качество изготавливаемых изделий. Это происходит в результате того, что деформация заготовки в обжимной зоне волоки сопровождается значительным давлением металла на рабочую поверхность зоны, что приводит, вследствие концентрации напряжений, к появлению усталостных трещин в углах многоугольников, образующих поперечное сечение обжимной зоны волоки, и, соответственно, к разрушению последней. Кроме того, в процессе волочения заготовки происходит интенсивный неравномерный износ скруглений обжимной зоны волоки, что влечет за собой недостаточно полное заполнение металлом заготовки калибрующего пояска волоки. В результате этого точность геометрии изготавливаемого профиля снижается.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является волока, содержащая корпус, внутри которого запрессована вставка, выполненная из твердосплавных секторных элементов, образующих рабочий канал, состоящий из обжимного и калибрующего участков (см. пат. РФ №2101109, В21C 2/02).
Недостатком известной волоки является невозможность изготовления многогранных фасонных профилей высокого качества за счет того, что в редуцирующем участке волоки заготовка будет осаживаться без обжатия по стенке, а в обжимном участке металл заготовки не заполнит углы формируемого профиля. Кроме того, значительное удельное давление заготовки на волоку в процессе изготовления изделия приведет к повышенному износу ее рабочего канала и образованию в нем усталостных трещин, что снизит долговечность волоки.
Техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в повышении долговечности волоки при изготовлении фасонного профиля высокого качества за один проход.
Поставленная задача решается тем, что в волоке для изготовления многогранных фасонных профилей, содержащей корпус, внутри которого запрессована вставка, выполненная из твердосплавных секторных элементов, образующих рабочий канал, состоящий из последовательно расположенных по ходу волочения обжимного и калибрующего участков, согласно изменению, количество секторных элементов, образующих рабочий канал, равно количеству граней изготавливаемого профиля, при этом на поверхности обжимного участка рабочего канала каждого секторного элемента выполнен выступ по форме тетраэдра, одна из граней которого лежит в плоскости обжимного участка, две другие грани обращены во внутрь рабочего канала, а ребро, образованное пересечением указанных граней, наклонено к оси рабочего канала под углом (α), равным 8-12°, причем длина выступа равна длине обжимного участка, а его вершина расположена на
границе обжимного и калибрующего участков рабочего канала с равным удалением от боковых сторон секторного элемента.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 - изображен общий вид волоки, частичный разрез;
- на фиг.2 - вид А на фиг.1;
- на фиг.3 - фрагмент обжимной зоны рабочего канала секторного элемента;
- на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1;
- на фиг.5 - сечение В-В на фиг.1.
oy
ку
Заявляемая волока для изготовления многогранных фасонных профилей содержит корпус 1 (фиг.1, 2), внутри которого запрессована вставка 2, выполненная из твердосплавных секторных элементов 3 (фиг.2, 3). При этом количество секторных элементов 3 равно количеству граней формируемого профиля. Секторные элементы 3 образуют рабочий канал 4 (фиг.2), состоящий из последовательно расположенных по ходу волочения обжимного участка 5 (фиг.1) длиной L и калибрующего участка 6 (фиг.2, 4) длиной L, имеющего в поперечном сечении форму правильного шестиугольника. Каждый секторный элемент 3 (фиг.1-3) имеет выступ 7, выполненный по форме тетраэдра, одна из граней которого лежит в плоскости обжимного участка 5, а две боковые пересекающиеся грани 8 обращены во внутрь рабочего канала 4. Ребро 9 (фиг.1-3), образованное пересечением указанных граней 8, наклонено к оси рабочего канала 4 под углом (α), равным 8-12°. При этом выступ 7 (фиг.1-3) расположен на обжимном участке 5 каждого секторного элемента 3 так, что его вершина 10 лежит на границе обжимного 5 и калибрующего 6 участков и равноудалена от боковых сторон секторного элемента 3, а длина выступа 7 равна длине обжимного участка 5.
Предлагаемая форма выступов 7 и их размещение в обжимном участке 5 (фиг.5), рабочая поверхность которого выполнена по форме многогранника, способствует течению деформируемого металла в углы рабочего канала 4
волоки и обеспечивает получение фасонного профиля с точной геометрией ребер. Кроме того, повышается износостойкость волоки за счет более равномерного распределения возникающих на данном участке напряжений.
При выполнении угла (α) наклона ребра 9 выступа 7 к оси рабочего канала 4 менее 8° течение металла заготовки в образованные боковыми гранями 8 смежных выступов 7 углы рабочего канала 4 обжимного участка 5 затрудняется. При этом ребра изготавливаемого фасонного профиля формируются не полностью, в связи с чем в поперечном сечении профиля диаметр описанной окружности его многоугольника становится меньше регламентированного ГОСТом диаметра, что говорит о браке изделия.
При угле (α) наклона ребра 9 выступа 7 к оси рабочего канала 4 более 12° существенно возрастают усилия волочения, что снижает стабильность процесса волочения из-за высокой вероятности обрыва металла. Кроме того, повышенные усилия волочения вызывают интенсивный износ выступа 7 рабочего канала 4 волоки.
Волока работает следующим образом.
Заготовку (на фиг. не показано) подают в рабочий канал 4 (фиг.2) волоки, где металл заготовки, попадая в обжимной участок 5 (фиг.1) вставки 2, начинает контактировать с гранями 8 (фиг.3) и ребрами 9 выступов 7. При этом выступы 7 (фиг.1) обеспечивают направленное равномерное течение металла заготовки вдоль рабочего канала 4 обжимного участка 5, что способствует равномерному износу последнего. Одновременно с этим металл заготовки растекается по граням 8 выступов 7 обжимного участка 5 к зонам стыка смежных секторных элементов 3 и продвигается по ребрам 9 выступов 7 в направлении калибрующего участка 6. При этом указанные зоны стыка полностью заполняются металлом заготовки, а возникающее при этом давление металла равномерно распределяется на всю поверхность обжимных участков 5 секторных элементов 3. Это способствует повышению усталостной прочности и износостойкости вставки 2 волоки, а, следовательно, приводит к повышению долговечности последней.
Металл заготовки, распределенный таким образом по всему сечению обжимного участка 5 рабочего канала 4, поступая в калибрующий участок 6 рабочего канала 4 волоки, обеспечивает полное его заполнение, формируя при этом точную геометрию ребер изготавливаемого профиля, что способствует повышению качества последнего.
Таким образом, заявляемая конструкция волоки позволяет при повышении ее долговечности обеспечить изготовление фасонных профилей высокого качества за один проход.