Способ исследования течения контактной поверхности материала при обработке давлением Советский патент 1988 года по МПК B21B1/00 

00 О) ;О 00 00 00

11369838

Изобретение относится к металлургии, а именно к обработке металлов давлением, и может быть использовано для исследования характера течения металла.

Цель изобретения - упрощение реализации.

На фиг.1 показана схематически поверхность калибра валка, контактировавшая с материалом; на фиг.2 - схема движения точек поверхности об- .рабатьтаемой полосы относительно поверхности валка.

Предлагаемый способ реализуется при прокатке материала, в поверхность которого вводят инородные свидетели в виде частиц большей твердости в сравнении с твердостью материала валка Л, имеющего калибр 2 и ось 3,

При обработке давлением частицы начинают перемещаться совместно с материалом и оставляют следы 4 на инструменте. Например валках. Величина и направление следов характеризуют процесс течения материала.

Рассматривают теоретическое движение точек поверхности, например, обрабатьшаемой полосы в процессе обработки ее давлением относительно поверхности валка. Дпя этого выделяют точки Г и В, лежащие на краях полосы, и точку Б, лежащую на оси симметрии поверхности полосы. При прокатке теоретически разделяют процесс деформирования на зону отставания, зону опережения и расположенное между этими зонами нейтральное сечение.

Дпя наглядности рассмотрим движение точек Г, Б, В в проекции на плоскость YOZ.

При движении в зоне отставания скорость точек поверхности полосы можно разложить на две составляющие вдоль оси вращения валка, (в сторону уширения) для точки Б вдоль оси OY, а для точки Г против оси OY, и скорость, противоположную скорости вращения валка. Теоретические кривые движения точек поверхности полосы Jтнocитeльнo поверхности валка в зоне отставания на фиг. 2, Дпя точки Г участок кривой Г Г, для точ ки В участок В в, для точки Б участок кривой Б Б, точка Б находится на средней линии очага деформации, где нет уширения, проекция траекто0

5

0

5

0

рии движения точки Б относительно валка на плоскость YOZ будет прямая, Угол наклона кривых к оси OY будет плавно изменяться от 90° в точке Б до об - вправо от точки Б и до об - влево от точки Б. В зоне опережения составляющая скорости уширения точек поверхности полосы не изменит своего знака, скорость относительно валков переменит знак на противоположный, т.е. будет больше скорости движения поверхности валка. Движение точек поверхности полосы в зоне опережения соответствует для точки Г учасп I гл п ч -п III

ток г Г , для точки Б - Б Б , для точки В это В В . Формы и размеры этих кривых зависят от таких факторов, как обжатие, форма калибра, форма полосы, радиус валков, температура, переднее (заднее натяжение, шероховатость валков и т.д.

Дпя процесса прокатки по полученным кривым можно определить и другие характеристики, например уширение (для материала в точке Г абсолютное уширение равно Yg- Y,) J положение нейтрального сечения, а из положения нейтрального сечения - момент прокатки:

Р-У , .

Ya- Y,

(0

5

0

5

0

5

где p - угол захвата заготовки

валками;

у - угол между вертикальной плоскостью и плоскостью нейтрального сечения; работу сил трения в данной точке, для чего величину контактного следует умножить на длину кривой и т.д.

Пример. В клетях с трехвалко вым калибром бьта прокатана проволока диаметром 8 мм из заготовки диаметром 10 мм .,в два прохода. Материал заготовки ст.70. Частицами, оставляющими следы на поверхности калибра валков, явилась окалина, оставляющаяся на проволоке от предьщу- щих этапов ее обработки.

При реализации способа получают картину течения материала на поверхности калибра валка. При анализе картины течения материала валка определяют величину а смещения средней линии очага деформации относительно оси калибра, что в пересчете на угол поворота входной проводки дает величину, равную

0

.3§2ll5- 2ТГ. R

где R - радиус вькодящей проволоки, равной 4 мм.

Величина а между средней линией 5 очага деформации и осью 6 калибра менялась в зависимости от качества настройки проводковой арматуры от - 0,4 до 0,4 мм, что соответствует повороту проводки относительно калибра от -6 до +6°.

Для случая, показанного на фиг.1, видно, что средняя линия очага деформации смещена, влево на величину а, для качественного выполнения . профиля нужно повернуть проволоку по часовой стрелке на угол, вычисляемый по формуле 2.

Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в том, что он позволяет визуально наблюдать картину перемещения материала по поверхности деформирующего инструмента в процессе его деформирования и на основании анализа этих перемещений оптимизировать

процесс деформирования. Знание характера течения материала при обработке его давлением позволит так- .же выбрать необходимую форму для

10

jj 20

25

30

деформирующего инструмента, уменьшить количество отходов деформируемого материала, идущего на припуски последующей механической обработки. Способ прост и его можно применять при деформации материалов любой формы. Кроме того, способ универсален и применим для всех процессов обработки материалов давлением.

Формула изобретения

1.Способ исследования течения контактной поверхности материала при обработке давлением в инструменте, например в валках, включающий получение информации о перемещении инородных свидетелей на контактной поверхности материала после обработки давлением и переработку этой информации, отличающийся тем, что, с целью упрощения реализации, упомянутую информацию получают по следам, оставленным инородными свидетелями на поверхности инструмента.

2. Способ поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что инородньш свидетели в виде частиц большей твердости в сравнении с твердостью инструмента предварительно вводят в поверхностный слой материала.

Изобретение относится к металлургии, а точнее к обработке металлов давлением, и может быть использовано для исследования характера теч ения металла. Цель изобретения - упрощение реализации. Способ реализуется при прокатке материала, в поверхность которого вводят инородные свидетели в виде частиц большей твердости в сравнении с твердостью материала инструмента. При обработке материала частицы перемещаются совместно с материалом и оставляют следы на инструменте. Величина и направление следов характери уют процесс течения материала, позволяют определять, например, уширение, положение нейтрального сечения, работу сил трения, а также настройку калибра. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л

Фиг. 1

2j

T-l

Yj

f-

L-Y5

HI

L4.

YA. Фие.2

YS r