УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ВОЛОЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1994 года по МПК B21C1/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к волочению проволоки под давлением смазки.

Цель изобретения - увеличение производительности путем обеспечения многократности деформации.

На фиг. 1 показано схематично устройство для гидростатического волочения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Устройство включает контейнер 1 высокого давления, размещенный в контейнере компакт-блок 2 с деформирующими узлами в виде нескольких тянущих барабанов 3 с волоками 4, привод вращения тянущих барабанов с приводным валом 5, уплотнительную пробку 6 с уплотнительным упругим элементом 7, зажимную гайку 8, уплотнение 9, отдающий 10 и приемный 11 механизмы. Канал контейнера 1 снабжен выступом 12, образующим его заднюю стенку. Компакт-блок 2 содержит составной корпус из частей 13 и 14, несущие приведенные тянущие барабаны 3, установленные на осях 15 вращения, деформирующие волоки 4, блок сменных шестерен 16 для передачи вращения тянущим барабанам, одна из которых насажена на ось барабана, соединенную с валом привода 5. Корпусные части 13 и 14 компакт-блока жестко, например, при помощи винтов соединены с образованием продольного паза 17, в котором размещены шестерни 16. Корпусная часть 13 выполнена с чередующимися выступами 18 и пазами 19 и в карманах выступов 18 установлены волоки 4, а в пазах 19 - тянущие барабаны 3. Количество верхних пазов 19 соответствует числу тянущих промежуточных барабанов 3. Торцевые участки корпусной детали 13 компакт-блока 2 и уплотнительной пробки 6 выполнены цилиндрическими. Корпусная часть 13 и уплотнительная пробка 6 снабжены по оси волочения отверстием 20 для прохода обрабатываемой проволоки 21 и соединены по цилиндрической скользящей посадке через кольцевой паз-выступ и уплотнительный упругий элемент 7. Торцевой поверхностью уплотнительная пробка 6 сопряжена с выступом 12 контейнера. Материалом упругого уплотнительного элемента 7 могут служить, например, маслостойкая резина, фторопласт и т.д. Оси 15 вращения барабанов 3 находятся в одной плоскости с геометрической осью контейнера 1. Контейнер 1 выполнен однослойным. Зажимная гайка 8 снабжена радиальным пазом для прохода проволочной заготовки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении давление в контейнере 1 отсутствует, привод вращения приводного вала 5 выключен, компакт-блок 2 извлечен из канала контейнера. Сменные шестерни 16 подобраны в соответствии с маршрутом обработки так, чтобы обеспечивались условия равенства секундных объемов деформированного металла в деформирующих узлах при благоприятных, исходя из выбранных вытяжек по переходам прочности заготовки с учетом упрочнения и величины гидростатического давления смазки, режимах трения. Затем определенный набор шестерен размещают и фиксируют в корпусе компакт-блока. Подготовленный конец проволоки с отдающей катушки 10 вводят в отверстие 20 компакт-блока, затем протягивают через входную деформирующую волоку 4, заправляют на тянущий барабан 3, формируя на нем 1-2 витка проволочной заготовки, конец проволоки протягивают через последующую промежуточную деформирующую волоку и вновь заправляют на другой тянущий барабан, затем аналогичным образом задействуют очередные деформирующие узлы. Конец проволоки после протягивания через выходную деформирующую волоку 4 и размещение волоки в соответствующем кармане выступа вводят в выходное отверстие 20 корпусной части 13 компакт-блока и уплотнительной пробки 6, предварительно соединяя уплотнительную пробку 6 с компакт-блоком 2 через кольцевой паз-выступ и уплотнительный упругий элемент 7 в один сборный узел. Подготовленный к работе узел, включающий компакт-блок, несущий тянущие барабаны с набором приводных и промежуточных шестерен, протянутую через волоки и намотанную на барабаны проволоку, и соединенный с уплотнительной пробкой, на которой размещен упругий уплотнительный элемент, после проверки правильности укладки витков на барабане размещают в контейнере. Сборочный узел заводится в канал контейнера по ходу волочения со стороны стационарного уплотнения 9 до контакта торцевой частью с выступом 12 (до упора в заднюю стенку контейнера) и фиксируется зажимной гайкой 8. Под действием зажимной гайки 8 компакт-блок 2 перемещается относительно уплотнительной пробки 6, сжимает упругий уплотнительный элемент 7 и таким образом осуществляется предварительное уплотнение компакт-блока. При этом приводной вал 5 быстроразъемным соединением входит в зацепление с осью шестерни последнего по ходу волочения тянущего барабана. Конец проволоки крепят на катушке приемного механизма 11. Устройство готово к работе. Включают источник высокого давления, например, насос или мультипликатор, настраивают его контрольно-регулирующую аппаратуру на требуемый уровень давления. При наборе давления в контейнере до рабочей величины уплотнительный элемент 7 воспринимает на себя воздействие жидкости высокого давления, за счет чего оказывает на уплотнительную пробку 6 осевое усилие, которая, перемещаясь в направлении задней стенки-выступа 12 контейнера в пределах упругих деформаций, создает контактные напряжения по величине, превышающие радиальное давление жидкости, чем обеспечивается герметизация компакт-блока 2 у задней стенки на выходе из контейнера. Со стороны входа компакт-блок 2 уплотняется стационарным уплотнением 9, входная и выходная волоки 4 также как и другая сторона компакт-блока у задней стенки контейнера уплотняются контактным способом. Под действием давления волоки поджимаются опорными поверхностями к соответствующим поверхностям карманов корпусной детали 13 компакт-блока. По непрерывно втягиваемой в контейнер высокого давления и вытягиваемой из него проволоки герметизация контейнера осуществляется самим обрабатываемым во входной и выходной волоках металлом.

Оптимальный диапазон давления рабочей смазочной среды (в качестве рабочей среды используют легкие минеральные масла, касторовое и т.д.) и рабочих скоростей определяют по предварительно проведенным исследованиям зависимости усилия волочения от давления, диаметра и прочности заготовки, степени деформации и скорости волочения. Например, для проволоки из сталей 12Х18Н10Т, 30Х13, сплавов Х15Н60, Х20Н80 при единичных обжатиях до 40%, диаметра заготовки ≅ 0,4 мм и предела прочности ≈700 МПа диапазон рабочих давлений 200...400 МПа.

После создания гидростатического давления смазки в контейнере включают привод вращения приводного вала 5 тянущих барабанов 3 и привод приемного механизма 11. Приводной вал 5, вращаясь, приводит во вращение ось последнего по ходу волочения тянущего барабана 3, от него вращение через шестерни 16 с понижающим передаточным отношением передается на установленный перед ним тянущий барабан и т.д.

Приводные тянущие барабаны и катушка приемного механизма, вращаясь в одном направлении с индивидуальной линейной скоростью (v_к.пр. > v_n > v_n - 1 . . . > v₁), осуществляют волочение одновременно через все последовательно установленные в камере волоки, реализуя схему многократного волочения. Гидростатическое многократное волочение ведут с целью снижения силового режима и обеспечения качества поверхности изделия в условиях граничного и жидкостного трения с тонким слоем смазки.

После того, как на отдающей катушке 10 остается несколько витков, приводы приводного вала тяговых барабанов и катушки приемного механизма выключают, давление сбрасывают, создавая возможность извлечения компакт-блока из канала контейнера и подготовки к выполнению очередного цикла работы. Конструктивное выполнение компакт-блока, свободный доступ к барабанам при их заправке, свободное размещение и извлечение деформирующих волок, минимальное количество составных частей, образующих составной быстроизвлекаемый из контейнера узел, позволяют облегченную подготовку устройства к работе, надежную эксплуатацию и настройку при снижении обрывности проволоки.

По сравнению с прототипом изобретение позволяет повысить производительность за счет реализации процесса многократного гидростатического волочения.

Сущность изобретения: в контейнере высокого давления размещен компакт-блок, выполненный составным, части которого жетко соединены между собой с образованием продольного паза. В одной из частей блока выполнены с чередованием выступы и пазы и в выступах установлены волоки, а в пазах - тянущие барабаны. Один из тянущих барабанов имеет привод вращения, вал которого соединен с осью барабана быстроразъемным соединением. В продольном пазу установлены сменные шестерни для передачи вращения осям тянущих барабанов, одна из которых насажена на ось барабана, соединенную с валом привода. В задней стенки контейнера установлена уплотнительная пробка с направляющим отверстием под изделие, с которой компакт-блок соединен через паз-выступ и уплотнительный упругий элемент. В передней стенке контейнера установлена зажимная гайка. 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ВОЛОЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ, содержащее контейнер высокого давления, размещенный в контейнере компакт-блок, несущий установленный на оси тянущий барабан и волоки, и привод вращения тянущего барабана, вал которого соединен с осью барабана быстроразъемным соединением, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности путем обеспечения многократной деформации, оно снабжено дополнительными тянущими барабанами с осями вращения, установленными вдоль осевой полости контейнера, дополнительными волоками, установленными между тянущими барабанами, блоком сменных шестерен для передачи вращения осям тянущих барабанов, одна из которых насажена на ось барабана, соединенную с валом привода, уплотнительной пробкой с направляющим отверстием под изделие, установленной в задней стенке контейнера, с которой компакт-блок соединен через паз-выступ и уплотнительный упругий элемент, и установленный в передней стенке контейнера зажимной гайкой, при этом компакт-блок выполнен составным, части которого жестко соединены между собой с образованием продольного паза, в котором размещены шестерни, и в одной из частей выполнены с чередованием выступы и пазы и в выступах установлены волоки, а в пазах - тянущие барабаны.