Способ ломки проката Советский патент 1981 года по МПК B23D31/00 B23D27/00 

1

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в заготовительных |Цехах машиностроительных заводов.

Известен способ ломки проката на заготовки, включающий выполнение на прокате надреза и обжатие его импульс ным магнитным полем 1.

Недостатками данного способа являются значительная энергоемкость процесса, а также низкое качество получаемых заготовок вследствие отрицательного влияния сжимающих напряжений в части сечения проката.

Цель изобретения - снижение энергоемкости процесса и повышение качест ва получаемых заготовок.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ломки проката на заготовки, включающему выполнение на прокате надреза и обжатие его импульсным магнитным полем, частоту импульсного магнитнрго поля выбирают в пределах

|.о|5,

а надрез выполняют глубиной, превышающей 1 rF «

.

где R - ргщиус разделяемого проката; CQ- скорость распространения упругих волн в материале проката;

(Ж)- Частота импульсного магнитного поля;

Р - удельное сопротивление материала проката.

На фиг. 1 изображен график зависи10мости b-ZTl

гдеб25 суммарные осевые напряжения в плоскости разделения про15ката;

HO- напряженность магнитного поля;

Z- текущая координата точки в поперечном сечении проката.

20

На фиг. 2 - график зависимости

ег«от

где f- - толщина скин-слоя.

На фиг. 3 - график зависимости Н

25 oT-i.

где d - глубина кадреза (концентратора напряжения) . Положительный эффект достигается за счет оптимизации параметров им30пульсного ПОЛЯ и глубины концентрато ра. Как известно, механические напряжения в проводящей среде, помещенной в импульсное магнитное поле, обусловлены действием электродинамичес ких сил, пропорциональных J. Р(У- пло ность тока, В - индукция магнитного поля) и термического расширения, про порционального j . Магнитное поле и ток с ростом частоть вследствие скинэффекта все больше концентрируется в приповерхностном слое проката. Осевые электро динамические напряжения 6. , растяги вающие по всему сечению и при сильном укорачивании -импульса (, толщина скин-слоя R - радиус пр .ката), аналогичны простому гидродинамическому обжатию давлением Термические осевые напряжения й имеют знакопеременный характер: в центральных областях они растягиваю щие, в приповерхностных - сжимающие Суммарные осевые напряженияб а г (5 , обуславливающие разрушение п концент-ратор также энакопеременны (см.фиг.1). С ростом частоты точка смены знака смещается к наружной по верхности, а сами напряжения немон тонно возрастают до своих асимптоми ческих значений. Эта зависимость оп ределяет Означениеcr-(R лО,3, см. фиг.2), выше которого эффективность преобразования электромагнитной энергии в упругую резко падает (ср.кривые 6,7 на фиг.1, о (R 0,3) и кривые 4,3 и 2 ( $.0,3). Критерий еЛ-( R 0,3) дает . - ro i°- -O O,-IR. с другой стороны A..4JT(0 магнитная постоянная; /«-магн ная проницаемос.ть, равная единице в больших полях; Я - удельное сопроти ление; UJ - частота поля. Следовательно 4.JMO LL1 откуда тг 4Jf1o®R URU Условие квазистотичности нагрузки в радиальном направлении (условие отсутствия волн напряжений по радиили тс - усу проката) дает Следовательно для частоты ш -, рс - 55 0 65 .е. имеется ограниченный диапазон астот, в котором при фиксированной амплитуде поля можно получить наибольую амплитуду растягивающих напряжений. Вне этого интервсша эффективность преобразования магнитного поя в механические напряжения сущестенно падает. С другой стороны глубина концентратора должна быть болье толщины сжатого поверхностного слоя, которая при /R.40,3 составляет 0,4 - 0,6 толщины скин-слоя (фиг.2, кривая 2) . Тогда для эффективного снижения рочности, глубина концентратора d -,/ Р должна быть больше 0,6 с V 4 б. При существенно меньшем значений вершина концентратора попадает в область сжимающихся напряжений и он становится неэффективным. П р и м е р. В импульсном соленоиде разрушаются стержни из силумина диаметром 10мм. При указанных значениях частоты поля и глубины концентратора разделение по концентратору происходит в полях порядка 0,8-10 - (фиг.З)/ Лри меньших значениях глубины надреза значения критического поля - п рядка 1,7 10, т.е. более чем в 2 раза выше. Нанесение концентратора глубиной до значения 0,5 сА вооб.ще не влияет на величину критического поля, что подтверждает приведенные условия. Степень отклонения плоскости разрушения от нормали к оси при выполнении условия для d не превышает 0,5 мм. При меньших значениях d трещина зарождается из внутренних областей и значительно (до 2-3 мм) отклоняется от нормали к-оси, -так как при распространении попадает в область сжимающихся поверхностных напряжений, что определяет ее нестабильность. Таким образом, предлагаемый способ ломки позволяет снизить энергоемкость процесса ломки и повысить качество получаемых заготовок. Формула изобретения Способ ломки проката на заготовки, включающий выполнение на -прокате надреза и обжатие его импульсным магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса и повышения качества получаемых заготовок, импульсного магнитного поля выбирают в пределах., .4o-f-, . 0. R а надрез выполишцт глубиной, перевышающей 6

R - радиус азделяемого проката; Сд- скорость распространения упругих волн в материале проKaiaj

WJ - частота импульсного магнитного поля;

Я- удельное сопротивление материала проката. Источники информации, принятие во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 607621, кл. В 21 D 21/00, 3.976.

ггЛо,-ог

О S,0d 0,1 o,S 1 SIR (Риг.2