4.3.1. Суть волочіння

Волочіння — спосіб обробки металів тиском, що полягає у протягуванні вальцьованих або пресованих заготовок крізь отвір, поперечний переріз якого менший за поперечний пере­різ заготовки, а конфігурація отвору формує заданий профіль

виробу.

Інструмент для волочіння — волока — має робочий отвір, що складається з чотирьох зон: вхідної або мастильної J (рис. 4.3.1), деформувальної II, калібрувальної III та вихідної IV. Кут між твірними конуса деформувальної зони залежить від властивостей матеріалу та типу заготовки й становить 6...12°. Калібрувальна зона завдовжки 2... 10 мм остаточно формує за­даний профіль, його розміри та забезпечує високу якість оброб­леної поверхні.

Щоб розпочати волочіння, потрібно вставити спеціально стон­шений кінець заготовки 1 в отвір інструмента 2 й протягнути її, приклавши силу F. Ця сила необхідна не лише для деформу­вання металу, але й для подолання сил тертя між інструментом та заготовкою. Унаслідок пластичного деформування в зоні II заготовка поступово наближається до профілю калібрувальної зони, зменшуючи свою площу поперечного перерізу від S₀ до S, і відповідно збільшуючи довжину від 1₀ до І_г. Тут ступінь плас­тичної деформації металу під час волочіння можна охарактери­зувати коефіцієнтом видовження ц (див. формулу (4.2.2)) або величиною обтиснення q:

Зазвичай за одне проходження оброблюваного матеріалу гранично допустимі величини становлять ц < 1,25...1,45 або q < ЗО...З5 %. їх не треба перевищувати, інакше зросте тяго­ва сила F й виникнуть небезпечні напруження у тій частині заготовки, що вийшла з інструмента. Щоб не допустити руй­нування заготовки, розтягальні напруження на ділянці після

інструмента не повинні перевищувати 0,6 • о"_в (де с_в — границя міцності оброблюваного матеріалу). Якщо площу поперечного перерізу вихідної заготовки потрібно істотно змінити, то її про­тягають крізь ряд щоразу менших у діаметрі отворів.

Застосовуючи волоки з полірованими отворами й змащуючи контактні поверхні заготовки та інструмента, можна істотно зменшити сили тертя й підвищити якість обробки. Для змащу­вання використовують мильний порошок, графіт, водяні емульсії на основі мила й оливи тощо.

Волоки виготовляють з інструментальних сталей, твердих сплавів, а для волочіння дуже тонкого дроту — з технічних алмазів.

Вихідними заготовками для волочіння є грубий дріт, сорто­ві вальцівки круглого, квадратного або шестикутного профілю, безшовні й зварені труби зі сталей, кольорових металів та їх сплавів. Оскільки волочіння відбувається майже виключно в холодному стані, то оброблюваний метал зміцнюється. Щоб від­новити втрачену пластичність, застосовують проміжний рекри­сталізаційний відпал.

Волочінням отримують дріт діаметром 0,002...10 мм, фасон­ні профілі, калібрують (підвищуючи точність розмірів і якість поверхні) вальцьовані прутки діаметром 3...150 мм і труби, ви­готовляють холоднотягнуті труби, зменшуючи їх діаметр або одночасно діаметр і товщину стінки, а також змінюють профіль труби з круглого на квадратний, прямокутний, шестикутний чи фасонний.