УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ

Полезная модель относится к обработке металлов давлением и может быть использована при производстве круглой проволоки из различных составов стали и сплавов.
Известно устройство для волочения микропроволоки, состоящее из двух перекрещивающихся плашек, имеющих входную, калибрующую и выходную части, которые установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения под углом 82-89° к оси проволоки (см. авт. св. СССР №1058657, В 21 С 1/00).
Недостатком известного устройства являются низкие пластические свойства изготавливаемой проволоки за счет того, что при обработке ее возникает неравномерность деформации по сечению, так как устройство работает в ограниченном диапазоне обжатий, поскольку при малом обжатии идет проскальзывание проволоки, а при большом - уширение проволоки. Кроме того, в процессе обработки проволоки происходит кручение ее в разных направлениях, что приводит к локализации деформации в отдельных участках проволоки и снижает пластические свойства последней.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является устройство для изготовления проволоки, содержащее обойму, в которой установлены с возможностью вращения три ролика, образующие калибр. При этом ось вращения роликов по отношению к оси обрабатываемой проволоки и обоймы составляет угол 90° (см. Гулько В.И. и др. Производство профилей и проволоки в роликовых волоках. - Ижевск: Удмуртия, 1989. - С.10-18).
Недостатком данного устройства являются низкие пластические свойства изготавливаемой проволоки за счет того, что при обработке наблюдается неравномерность деформации в результате неодинакового обжатия проволоки как по периметру, так и по сечению. Это происходит потому, что при
роликовом волочении невозможно протягивать проволоку круглого сечения в круглом калибре за один проход, поскольку это влечет за собой образование заусенцев.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении пластических свойств изготавливаемой проволоки путем обеспечения равномерной деформации по всему сечению проволоки.
Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для изготовления проволоки, содержащем обойму, в которой установлены с возможностью вращения три ролика, образующие калибр, согласно изменению, обойма выполнена приводной, а ролики выполнены с наклонной рабочей поверхностью, сопряженной с цилиндрическим калибрующим пояском и установлены в обойме под углом 18-24° к ее оси. При этом угол наклона рабочей поверхности каждого ролика к его оси составляет 1-10°.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - схематично изображено устройство для изготовления проволоки, вид спереди;
на фиг.2 - размещение ролика в обойме, в разрезе;
на фиг.3 - схематично изображено взаимодействие ролика с проволокой в процессе ее обработки, в аксонометрии.
Устройство для изготовления проволоки содержит приводную обойму 1 (фиг.1, 2), в которой установлены с возможностью вращения три ролика 2 (фиг.1-3), образующие калибр 3 (фиг.1). Каждый ролик 2 (фиг.2, 3) выполнен с наклонной рабочей поверхностью 4, сопряженной с цилиндрическим калибрующим пояском 5. При этом угол наклона α рабочей поверхности 4 ролика 2 к его оси составляет α=1...10°. Ролики 2 (фиг.2) установлены в обойме 1 под углом β=18...24° к ее оси посредством подшипников 6. Позицией 7 (фиг.3) обозначена проволока.
В заявляемом устройстве выполнение обоймы 1 приводной позволяет исключить скручивание проволоки 7 в процессе обработки, что повышает ее
пластические свойства за счет предотвращения локальной деформации кручения в отдельных сечениях проволоки 7.
Заявляемая форма роликов 2 (фиг.2, 3) с углом наклона рабочей поверхности 1...10°, позволяет обеспечить при единичных обжатиях, применяемых при изготовлении проволоки холодной пластической деформацией, равномерную проработку структуры металла по всему сечению, что приводит к повышению пластических свойств проволоки.
Выполнять угол наклона (α) рабочей поверхности 4 ролика 2 к его оси меньше, чем 1° нецелесообразно, так как в этом случае из-за применения низких единичных обжатий деформация проволоки 7 роликом 2 будет незначительной и локализованной в поверхностном слое, а это приведет к снижению ее пластических свойств.
Выполнять рабочую поверхность ролика с углом наклона больше 10° нецелесообразно, так как при значительном повышении единичных обжатий процесс пластической деформации будет неосуществим из-за высокого тянущего усилия и обрыва переднего конца проволоки.
Установка роликов 2 под углом 18...24° к оси обоймы 1 позволит обеспечить такое напряженно-деформированное состояние металла, при котором в очаге деформации образуются две зоны с качественно различным характером течения: во внутренней осесимметричной зоне металл при этом будет подвергаться простому растяжению с продольным кручением, а во внешней зоне произойдут сдвиговые и циклические линейные деформации металла. Это позволит повысить пластические свойства проволоки, так как радиально - сдвиговая деформация, возникающая при этом, носит знакопеременный характер и способствует включению в работу свободных от дислокации плоскостей скольжения и, тем самым, повышению деформируемости металла. Положительное влияние процесса на проработку структуры металла связано с внешней зоной, а рациональные режимы деформирования сплошной заготовки способствуют развитию этой зоны на всю глубину ее поперечного сечения. Наличие разнонаправленных потоков перемещения металла в
поперечном сечении обусловливает интенсивные сдвиговые деформации, которые развивают и измельчают крупнозернистую продольную исходную структуру проволоки. Все это значительно повышает пластические свойства проволоки.
Устанавливать ролики 2 в обойме 1 под углом меньше 18° нецелесообразно, т.к. при этом в процессе обработки проволоки 7 будут прорабатываться только ее поверхностные слои металла, что приведет к неравномерности деформации и, следовательно, к снижению пластических свойств проволоки. При установке в обойме 1 роликов 2 под углом больше 24° заявляемое устройство будет неработоспособно из-за невозможности вращения роликов 2.
Устройство работает следующим образом.
Заостренный конец проволоки 7 (фиг.3) пропускают через калибр 3 (фиг,1), образованный тремя роликами 2 (фиг.1-3), установленными под углом 18-24° к оси обоймы 1, и закрепляют его на тянущем барабане (на фиг. не показано). При включении тянущего барабана проволока начинает протягиваться через калибр, одновременно начинает вращаться обойма 1 вокруг проволоки 7. Вращение обоймы 1 исключает скручивание проволоки 7 в процессе обработки, а также обеспечивает работоспособность устройства при обработке длинномерных изделий, т.е. проволоки. При поступательном движении проволоки 7 через обойму 1 за счет силы трения, возникающей между рабочей поверхностью 4 (фиг.2, 3) роликов 2 и проволокой 7, ролики 2 вращаются вокруг своей оси. Заявляемый угол наклона оси роликов 2, позволяет совершать вращательное движение вокруг проволоки 7 и получать равномерную деформацию по ее периметру. В ходе пластической деформации диаметр проволоки изменяется с D до d (фиг.3). При этом, форма роликов 2 с углом рабочей поверхности α=1...10°, а также создание рациональных режимов обжатия проволоки 7, обеспечивают деформацию ее по всему сечению, в результате чего получается однородная деформированная структура металла по всему сечению проволоки 7, что повышает пластические свойства последней. Кроме того, наличие калибрующего пояска 5 (фиг.2, 3) у роликов 2 обеспечивает стабильную
2 обеспечивает стабильную равномерную проработку сечения проволоки в процессе износа роликов 2, что повышает пластические свойства проволоки и период работы ролика 2 до выхода из его строя по несоответствию диаметра проволоки 7 на выходе из устройства с номинальным диаметром. По окончании цикла изготовления проволоки 7 последняя выпускается из калибра 3, после чего прекращается вращение тянущего барабана и обоймы 1.
Таким образом, заявляемая конструкция устройства позволяет значительно повысить пластические свойства проволоки.