книги / Теория волочения

собой наименьший разброс, а основные участки заготовки де­ формировались с наименьшей неравномерностью.

4. На контуре заготовки на равных расстояниях одна от дру­ гой и симметрично по отношению к главным осям готового про­ филя и заготовки наносят 30—60 точек (а иногда и больше— в за­ висимости от сложности формы готового профиля), через которые проводят плавно изогнутые линии, ортогональные к обоим кон­

турам и наименьшие по длине. Эти линии можно считать проек­ циями линий, определяющих наиболее вероятные траектории частиц металла от заготовки к готовому профилю при волочении (в дальнейшем эти линии условно называются линиями течения металла). К участкам готового профиля с внешней кривизной (центры кривизны расположены внутри профиля) линии течения подходят, приближаясь одна к другой (участки т на рис. 147). К участкам готового профиля с внутренней кривизной (центры кривизны находятся вне профиля) линии течения подходят, уда­ ляясь одна от другой.

5.Полученные отрезки между обоими контурами делят на

281

ное, промежуточные и конечное сечения профиля по переходам. Полученные таким образом точки с одинаковыми индексами сое­ диняют между собой плавными линиями, которые должны обра­ зовать с линиями течения ортогональную сетку и одновременно выходные контуры промежуточных переходов. На участках с внут­ ренней кривизной при большом удалении одной линии течения от другой между ними проводят дополнительные линии течения (рис. 147), помогающие построить правильно ортогональные сетки. При таком делении поперечные сечения промежуточных переходов будут близки к намеченным ранее величинам поперечных сечений. Обычно в некоторых точках вследствие недостаточной точности метода или графических погрешностей не получается желаемой ортогональности сетки, в этих местах производят местные поправки.

6. Полученные контуры исследуют на степень неравномер­ ности вытяжек в отдельных участках, и в зависимости от резуль­ татов вносят дополнительные поправки или проводят построение заново. Одновременно уточняют и поперечные сечения по пере­ ходам. Хорошо подобранные переходы дают наиболее короткие линии течения металла с возможно более равномерным располо­ жением их на плоскости. Всякое удлинение линий течения сверх необходимого или их излишнее искривление свидетельствуют о повышенной затрате работы. Поэтому важным признаком хорошо построенных переходов является ортогональность линий течения и очертания переходов. Всякое чрезмерное сгущение линий тече­ ния указывает на создающееся излишнее скопление металла и на повышение напряжений, которые могут привести к нарушению целостности профиля.

7. После проведения изложенной подготовительной работы проектируют волочильные каналы, определяют контактные по­ верхности, силы и напряжения волочения, а также коэффициенты запаса, которые создают предварительное представление о каче­ стве запроектированного ряда переходов. Два примера проекти­ рования переходов для волочения профилей сложных форм при­ ведены ниже.

с е ч е н и е м 85 мм2

Форма, номинальные размеры поперечного сечения медного контактного провода и допуски определены ГОСТ 2584—64 и показаны на рис. 146. Этим же ГОСТом определен и минимальный предел прочности провода (37 кГ1мм2).

Согласно диаграмме (см. рис. 144), для обеспечения заданного предела прочности необходима минимальная вытяжка 2,0. Согласно допускам, максималь­ ное сечение провода составляет 86,7 мм2, поэтому минимальное сечение заготовки

мальный диаметр круга заготовки определяется по формуле

282

Учитывая неизбежные небольшие колебания механических свойств меди, для заданного профиля выбирают заготовку с ближайшим большим по заводской нормали диаметром в 16,5 мм. Расчетный диаметр заготовки с учетом плюсового допуска (0,5 мм) принимают равным 17 мм (FH= 227 мм2).

По установленным допускам для готового профиля минимальное сечение провода составляет FK= 83,3 мм. Таким образом, общая вытяжка составит

227

^ = Ц з = 2’72-

Учитывая, что для увеличения монтажной длины провода заготовку для него перед волочением часто соединяют спайкой встык в 1 0 — 1 2 местах и что места спайки обладают пониженной прочностью, среднюю вытяжку за переход прини­ маем равной 1,25. Число переходов составит

При этом уточненные величины средней вытяжки и интегральной деформации будут равны:

Pep = 1 ,2 2 2 ; /ср = 0 ,2 0 0 .

Исходя из рассчитанной величины icp, величину общей интегральной деформа­ ции **!_5 разделяем по переходам следующим образом:

3, 4, 5 и 6 . Соединение точек с одинаковыми индексами между собой определила форму и размеры поперечных сечений по переходам, указанным на рис. 147. Для оценки степени неравномерности вытяжек по участкам каждый переход разделен на малый и большой секторы и планиметром 1 определены их поперечные сечения.

Результаты проделанных по рис. 147 измерений приведены

втабл. 27. Эти результаты по степени неравномерности вытяжек можно считать приемлемыми и не требующими дополнительных коррективов. При правильно запроектированных переходах углы, образующие участки с внутренней кривизной, и в данном случае углы, образующие седловину у и р, должны уменьшаться от пере­ хода к переходу. Невыполнение этого условия вызывает увеличе­ ние неравномерности деформации.

Необходимо также отметить, что указанное в табл. 27 распре­ деление вытяжек по отдельным участкам (секторам) профилей будет обеспечено только при совпадении осей волоки и профиля на входе

вволоку (соосный вход). Это может быть достигнуто применением направляющей на входе в каждый канал. При отсутствии такой

1При отсутствии планиметра поперечные сечения неправильных геометри­ ческих форм можно определить взвешиванием вырезанных из плотного и равно­ мерного по толщине картона темплетов и сравнением их массы с массой вырезан­ ного из этого же картона темплета квадратной формы с заранее вычисленной площадью.

283

направляющей протягиваемый металл в деформационной зоне мо­ жет расположиться, например, так, как это указано на рис. 148, что совершенно недопустимо.

Для этого профиля можно применять и другой ряд перехо­ дов с двумя или даже тремя первыми круглыми формами и с ос­ тальными фасонными. На рис. 149 показана схема ряда переходов с двумя первыми круглыми формами. Преимущество такого ряда переходов заключается в уменьшении числа фасонных волок, требующих*увеличенных затрат на их изготовление. Основной не­ достаток этого ряда — необходимость увеличения высоты высту­ пов первой фасонной волоки, образующих седловину профиля. Вследствие этого угол наклона образующих выступов должен быть больше, так как в противном случае выступы будут иметь слишком большую длину и седловина начнет образовываться значительно

284

раньше начала общей деформации профиля (рис. 150). Такое опережение может вызвать течение металла не к центру профиля, а к его периферии с последующим образованием складок и плен (рис. 151), что недопустимо. С другой стороны, короткие выступы с большим наклоном образующей увеличивают неравномер­ ность деформации и сами быстро изнашиваются, поэтому приходится

опытным путем добиваться установления оптимальных конфигу­ раций выступов, образующих седловины. На рис. 152 приведен

Рис. 150. Схема деформационной зоны при волочении кон­ тактного провода с опережением образования седловины в первой волоке (в двух проекциях)

эскиз волоки для 3-го перехода, выполненный по первому варианту (см. рис. 147).

Далее в качестве примера приведено определение напряжения волочения в этом переходе. Это напряжение целесообразно опре­ делять методом описанного круга по формуле (VIII-7). По эскизу

285

По табл. 27, в которой размер Н определяет диаметры описанных окружно­ стей DH= 13,9 мм\ DK= 12,6 мм. Отсюда по формулам (VII1-3) и (VlII-3a)

с образованием продольной плены

Учитывая, чтоас= 13° и, следо­ вательно, на некоторых участках волока имеет о£> 13°, можно при­ нять /л= 0 , 10 (см. табл. 46) и р = = 6 °. Тогда

“ “• " О + т ё к ) - 1 ^ 0*8-

Так как в рассматриваемом примере предположено волочение без внеш­ него противонатяжения, а/уп принято равным критическому OqKр. Величина

этого напряжения может быть определена (для примера) по формуле (VI1-576). Здесь предварительная общая вытяжка до 3-го перехода составляет

М'об1>2= 1 ,2 6 -1 ,2 7 = 1,62.

Максимальная суммарная вытяжка между отжигами для тех­ нической меди может быть принята равной ц ^ 100. Услов-

286

Рис. 154. Схема переходов при волочении проволоки сечением 26,7лш* для трубчатого кабеля из прямоугольной заготовки (по В. В. Зве­ реву [10])

Рис. 155. Схема переходов волочения проволоки для трубча­ того кабеля из круглой заготовки (по В. В. Звереву [103)

ный предел текучести при вытяжке 1,62 по зависимости а0,2 —в

287

Рис. 156. Схемы переходов волочения медных профилей

288

специальной формы для электромашиностроения [10]

19 И. Л. Перлин

П р и м е р ы п е р е х о д о в д л я в о л о ч е н и я п о л о с и п р о в о л о к и с л о ж н ы х ф о р м

На рис. 153 показана одна из часто применяемых конструк­ ций трубчатого медного кабеля для передачи силовой энергии высокого напряжения на дальние расстояния. В. В. Зверев [10] разработал и проверил в производстве ряд переходов для воло­ чения медной проволоки сечением 26,3 мма, применяемой для трубчатого кабеля сечением 240 мм2. Основные параметры этих переходов приведены в табл. 28, а их формы показаны на рис. 154.

На рис. 155 показана схема переходов при волочении прово­ локи для трубчатого кабеля из круглой заготовки, а на рис. 156 схемы переходов для волочения нескольких профилей сложных форм, применяемых в электромашиностроении.

В работе [111 предложен другой метод проектирования пере­ ходов для волочения фасонных профилей. Схема проектирования переходов приведена на рис. 157.

Т а б л и ц а 28

Параметры переходов для волочения проволоки трубчатого кабеля

(площадь сечения заготовки 120,2 мм2)

Этот метод основан на построении с помощью электропроводной бумаги и электрогидродинамцческого интегратора семейства экви­ потенциальных линий, по которым строят линии тока. Задавшись числом переходов, строят очертания поперечных сечений протяги­ ваемого профиля по переходам. Преимущество этого метода — по­ вышенная точность нанесения линий тока, свободная от индиви­ дуальных особенностей проектировщика. На рис. 158—161 при­ ведены схемы семейств таких линий и линий тока, полученные

290