Способ волочения металла через две волоки с применением ультразвука Советский патент 1983 года по МПК B21C1/00 

Изобретение относится к волочильному производству и может выть ис-.: пользовано для интенсификации процесса волочения проволоки, прутков и труб.

Известен способ волочения металла через две установленные соосно волоки, совершающие колебания в противоположных фазах вдоль оси волочения tl

. Недостатком этого способа являет ся незначительное снижение усилия волочения под действием, ультразвука. . Известен способ волочения металла через волоку, которой наряду с про- дольными сообщсцот радиальные ультразвуковые колебания 12.

Основным недостатком данного способа является наложение продольных и радиальных ультразвуковых колебаний только на одну волоку, которая способствует поступлению смазки в очаг деформации и ее продвижению по волочильному каналу. При этом снижение усилия происходит лишь за счет уменьшения сил трения.

Извес.тен также способ волочения металла через две волоки с применением ультразвука, включающий колебания волок в противоположных фазах . вдоль оси волочения Сз}.

Однако известный способ характеризуется незначительным снижением усилия волочения под действием ультразвука, так как в силу равенства диаметра отверстия в волоках и диаметра протянутого металла после выхода. из волок последние проскальзывают от10носительно металла при колебательном смещении в направлении волочения и практически не способствуют его перемещению в этом направлении.

Целью изобретения является доп6л 15нительное снижение усилия волочения за счет проталкивания металла одной волокой через другую.

Эта цель достигается тем/ что в известном способе волочения меташ20ла через две. волоки с применением ультразвука, включающем колебания волок в противоположных фазах вдоль осн волочения, волокам дополнительно сообщают однонаправлен25ные радиальные ультразвуковые колебания, синфазные с их.колебаниями вдоль оси волочения.

На фиг. 1 приведена схема, поясняющая предложенный способ волоче30ниям на фиг. 2 - графики нагрузки

двух волок, совершающих одновременно противофазные продольные и синфазные с ними однонаправленные ради альные ультразвуковые колебания, одинаковые по частоте.

При осуществлении способа металл протягивается через две волоки 2 и 3, совершающие противофазные jppoдoльныe колебания, на которые накладываются синфазные с ними радиальные колебания, направленные в одну сторону. В моменты времени Т, 2Т.. . волока 2, перемещаясь про тив направления волочения и несколько увеличивая свой диаметр под действием комбинированных ультразвуковых колебаний, производит деформацию металла и нагружена усилием волочения в течение примерно 1/4 периода колебаний. При этом волока 3, продольная составляющая колебательной скорости которой больше скорости волочения V2, смещаясь в направлении волочения и увеличивая свой диаметр, обгоняет протягиваемы металл 1. Усилие волочения через эту волоку падает до нуля. В моменты времени , ЗТ/2, 5Т/2... волка 2 при колебательном уменьшении диаметра обжимает металл в радиальном направлении и перемещается вместе с ним на амплитуду продольных колебаний в направлении волочения, проталкивая металл через волоку 3. Толкающее усилие волоки . 2 является активным и уменьшает суммарное усилие волочения металла через две волоки . В это же время волока 3, уменьшая свой диаметр и перемещаясь пртив нарравления волочения под действием комбинированных ультразвуковых колебаний, производит деформацию металла. Если усилия волочения в каждой из волок примерно равны между собой Р г;р2 р , то в течение примерно 1/2 периода колебаний суммарное усилие волочения равно нулю, и тянущее устройство волочильного стана разгружено от усилия деформации металла (см. фиг.2.) . Цикл повторяется.

Пример . Осуществлялось волчение труб из стали 10 с размера 020-1,0 мм на размер 141,0 мм (6 28,2%) со скоростью 0,08 м/с через две волоки, совершающие противофазные продольные и синфазные с ними однонаправленные радиальные колебания с одинаковой частотой 18 кГц. Волоки, установленные в цилиндрическом волноводе, диаметр которого равен половине длины радиальной ультразвуковой волны Лр/2, а длина кратна половине длины продольной ультразвуковой волны Лпр/2/ помещались между пучностями и узлами продольных колебаний на расстоянии, равном Лг,р/2, друг от друга. Возбуждение волновода производилось с помощью трех магнитострикционных преобразователей, расположенных симметрично на его периферии в пучности радиальных колебаний и подключенных к ультразвуковому генератору. Благодаря комбинированным противофазным продольным и синфазным ради, альным ультразвуковым колеб аниям волок, одна из которых в т ечение полупериода колебаний проталкивает металл через другую, усилие волочения стальных труб снизилось в среднем на 62-68%. Известный способ волочения с противофазными чисто продольными колебаниями двух волок при одинаковых условиях позволяет снизить усилие волочения примерно на 40%.

Использование предлагаемого ciiDсоба обеспечивает дополнительное

снижение усилия волочения за счет

того, что первая по ходу движения металла волока, обжав металл в радиальном направлении, периодически проталкивает его через вторую волоку. .Уменьшение при этом растягиваю-.. щих напряжений, в переднем конце протягиваемого металла позволяет увеличить степень деформации за проход и повысить производительность

волочильного оборудования.

Формула изобретения

Способ волочения металла через

две волоки с применением ультразвука, включающий колебания волок в противоположных фазах вдоль оси волочения, отличающийся тем, что, с целью снижения усилия воло5 чения путем проталкивания металла одной волокой через другую, волокам дополнительно сообщают однонаправленные радиальные ультразвуковые колебания, синфазные с их коле0 баниями вдоль оси волочения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Авторское свидетельство СССР № 201305, кл. В 21 С 1/00, 1966.

5 2. Авторское свидетельство СССР № 561584, кл. В 21 С 1/00, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР № 329924, кл. В 21 С 1/00, 1970 (прототип).

tffJ.T

fff

0 .P,

Vf..ffz ff P ffl flg 0iff2