УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ КРУГЛЫХ ПРОФИЛЕЙ Российский патент 1997 года по МПК B21C3/14 

Изобретение относится к обработке металлов давлением-волочением, преимущественно круглых профилей.

Для волочения-обкатки круглых профилей применяются вращающиеся волоки, в которых обжимная зона выполнена в виде сборных секторных вкладышей, имеющих овальную форму рабочей поверхности в поперечном сечении к оси волочения [1] Известное устройство позволяет упростить изготовление волоки и улучшить условия смазки в процессе волочения, но не влияет на маршрут волочения, т.е. последовательность изменения размеров заготовки по переходам. Длительность процесса волочения (большое количества проходов заготовки через волоку) главный недостаток известного устройства.

Отмеченный недостаток может быть устранен путем создания таких сил обжатия, которые значительно сократят технологический маршрут процесса волочения. Одним из способов является использование гидродинамического эффекта. Известное устройство содержит корпус и установленные в нем последовательно собственно волоку и напорную втулку. За счет разности диаметров обжимной зоны волоки и напорной втулки увеличиваются силы обжатия, которые позволяют уменьшить количество проходов [2]
Однако известное устройство не улучшает технологический маршрут волочения заготовок из трудно-деформируемых материалов: гидродинамическое давление, образующееся в результате протяжки заготовки со смазкой через поперечное сечение напорной втулки и обжимной зоны волоки с различными диаметрами, недостаточно для преодоления предела текучести деформируемого материала.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи улучшения технологии процесса волочения круглых заготовок из трудно-деформируемых материалов.

Технологический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в следующем:
1) создание гидродинамических сверхдавлений по периметру поперечного сечения круглых заготовок в зоне деформаций значительно превосходящих предел текучести деформируемого материала;
2) уменьшение проходов заготовки в технологическом процессе волочения;
3) повышение препятствующей получению требуемого технического результата в прототипе, является конструктивное исполнение напорной втулки, не позволяющей создавать сверхдавления, необходимые для деформации труднообрабатываемых материалов.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные признаки:
корпус;
напорная втулка и направляющая волока, последовательно установленные в корпусе;
внутренняя поверхность втулки выполнена в виде усеченного конуса.

Отличительные признаки:
напорная втулка и направляющая волока вращаются одновременно с корпусом;
вращение корпусу передается механизмом вращения (шестерня):
на внутренней поверхности напорной втулки выполнена коническая резьба с волнообразным профилем;
на внутренней поверхности направляющей волоки по всей ее длине выполнены равномерно расположенные симметричные выемки.

Напорная втулка, имеющая на внутренней поверхности резьбовой профиль, вследствие разности скоростей смазки (жидкости) и точек резьбовой поверхности втулки при вращении будет нагнетать смазку в зону деформации, создавая гидродинамический эффект, который затем усиливается профилированными выточками в конусной части волоки. Величина гидродинамической силы может изменятся в зависимости от скорости вращения и длины напорной втулки.

На фиг. 1 представлена схема описываемого устройства; на фиг.2 сеч. A-A по фиг.1; на фиг.3 сеч. B-B по фиг.1; на фиг.4 узел I по фиг.1.

В корпус 1 вставляется волока 2 и напорная втулка 3. Момент вращения передается корпусу через шестерню 4. Направляющая втулка 5 служит для фиксации напорной втулки в корпусе, который вращается в подшипниках 6. Втулка в корпусе фиксируется с помощью призматических шпонок 7.

Внутренняя поверхность напорной втулки выполнена в виде конической резьбы с волнообразным профилем и направлением, выбранным в зависимости от направления вращения корпуса таким образом, чтобы профиль продольного сечения резьбы перемещался в сторону волоки.

Рабочий корпус волоки 2 имеет равномерно расположенные симметричные выемки, обеспечивающие при вращении волоки дополнительное давление жидкости на заготовку.

Устройство работает следующим образом.

Круглую заготовку с помощью осевого привода перемещения (не показано) протягивают через напорную втулку 3 и волоку 2 с одновременным вращением корпуса 1, в котором закреплены напорная втулка и волока, и подачей жидкой смазки через горловину направляющей втулки 5. Напорная втулка 3, благодаря профилированной внутренней поверхности, нагнетает смазку в зону деформации и обеспечивает при достаточной скорости вращения значительное гидродинамическое давление в зоне деформации.

Результаты эксперимента показали возможность волочения-обкатки прутков из титана с коэффициентом вытяжки 1,5 и удовлетворительным качеством наружной поверхности.

Использование: изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к волочению. Сущность изобретения: устройство выполнено в виде вращающегося корпуса, в который вмонтирована напорная трубка с профилированной внутренней поверхностью и волока, выполненная с выемками на конической части. Вышеуказанные выемки создают при вращении волоки дополнительное давление жидкости на заготовку. Данное устройство обеспечивает улучшение технологичности процесса из труднодеформируемых материалов. 4 ил.

Устройство для волочения круглых профилей в режиме гидродинамического трения, содержащее корпус с последовательно установленными в нем напорной втулкой, имеющей внутреннюю поверхность в виде усеченного конуса, и волокой, отличающееся тем, что напорная втулка и волока установлены с возможностью одновременного вращения с корпусом посредством механизма вращения, при этом на внутренней поверхности напорной втулки выполнена коническая резьба с волнообразным профилем, а на всей внутренней поверхности волоки выполнены равномерно расположенные симметричные выемки.