книги / Теория волочения

сившихся машинах вследствие неточного положения или больших колебаний волокодержателя последующий виток набегает на пре­ дыдущий (рис. 171, а, участки С). Такое набегание при полном соприкосновении спирали с шайбой, т. е. при наложении витков круглой спиралью, вызывает неизбежный обрыв проволоки в момент ее сбегания с шайбы. При использовании овальной спи­ рали в момент выхода зажатой части витка на участок спирали, свободный от соприкосновения с шайбой, этот виток может занять правильное положение и обрыв будет предотвращен.

Формула (ХМ), определяющая необходимую силу на сбегаю­ щем конце проволоки, действительна и для овальной спирали. Это видно из следующих соотношений (рис. 171, б):

где a lt a 2, a3, a4 — углы охвата (дуги соприкосновения) привод­ ных шайб спиралью;

т — число витков спирали.

Здесь с достаточной степенью точности можно считать, что

« 1 + а 2 = а 3 + а 4 = 2 я -

Если вспомогательная шайба 2 не присоединена к приводу машины и вращается от трения проволоки о поверхность шайбы, то, так как число углов охвата приводной шайбы сокращается вдвое, в формуле (XI-1) множитель т должен быть равен поло­ вине действительного числа витков овальной спирали.

Изложенное определяет возможные дополнительные причины обрывности при многократном волочении со скольжением. Эта группа возможных причин в основном связана с конструктив­ ными особенностями волочильных машин. К таким причинам относятся; несоответствие скоростей проволоки и шайб [невыпол­ нение условия (XI-2)], заклинивание проволоки на шайбе, обра­ зование поверхностных дефектов на проволоке от трения о шерохо­ ватую поверхность шайбы и т. п. При несоответствии скоростей проволоки и шайб и заклиниваний проволоки на шайбе место обрыва находится на сбегающей, а не на набегающей стороне. Этот признак помогает быстрее установить источники обрывов, если они появляются.

При многократном волочении об})ыв в одной волоке прекра­ щает процесс во всех остальных, поэтому увеличение числа волок влечет за собой рост общей обрывности. Кроме того, необходима тщательная организация процесса, особенно при волочении про­ волоки тонких и тончайших размеров.

3.ПЕРЕХОДЫ ПРИ МНОГОКРАТНОМ ВОЛОЧЕНИИ

СО СКОЛЬЖЕНИЕМ

Описанные выше обязательные связи между скоростями про­ волоки и соответствующих тяговых шайб определяют методику и порядок проектирования переходов для многократного волочения со скольжением проволоки.

Вобщем виде они сводятся к следующему:

1.По паспорту или непосредственным измерением устанав­ ливают скорости намотки проволоки на приемник (£ к), скорости

волоки, для которого проектируется ряд переходов, соответственно действующим техническим условиям определяют минимально и максимально допустимые сечения этой проволоки, т. е. сечения, линейные размеры которых имеют максимальные отрицательные и положительные допуски /7Кт1п и / \ тах-

3. По определенным ранее у2, 7з» • • •> Ук и на основании усло­ вия (XI-8) назначают в первом приближении частные вытяжки по общему уравнению

Лсред

тывающий допустимое увеличение сечения волок вследствие их износа. Этот коэффициент для последней волоки точно определяется полем допусков. Для промежуточных волок его принимают в пре­ делах 0,02—0,1 в зависимости от степени предварительной де­ формации протягиваемого металла и от величины уп. С ростом предварительного упрочнения величина рп приближается к мень­ шему пределу, так как большие значения р„ могут привести к слишком большой вытяжке. То же будет и при большом значении уп. Поэтому предварительную величину р„ назначают, исходя из необходимости получения приемлемых вытяжек.

ной заготовки, поступающей в первую волоку, чтобы получить допустимый коэффициент запаса напряжения волочения у3 =

а„

= __2J_ с учетом поля допусков заготовок.

Хпол 6. Определяют максимально возможные вытяжки в каждой

волоке, основываясь на следующем: в каждой волоке вытяжка может достигнуть своего максимума в том случае, когда эта волока имеет минимальный диаметр, а предыдущая — максимальный, т. е. когда предыдущая волока разработалась до максимально

322

допустимого диаметра, а вытяжка в ней уменьшилась до мини­ мума.

Обозначив через:

п— 1 — номер предыдущей волоки;

F n_1 — номинальное (минимальное) сечение этой волоки; М-Л_1 — номинальную вытяжку в этой волоке;

Fn- 1 — максимально возможное сечение этой волоки;

Р я - i — вытяжку в этой волоке при ее максимальной раз­ работке;

F n — номинальное сечение последующей волоки;

\iMn — максимально возможную вытяжку в этой волоке и,

По формуле (XI-18) может быть вычислена максимальная вы­ тяжка для всех волок, кроме первой и второй.

В первой волоке максимальную вытяжку определяют в зави­ симости от максимального сечения заготовки, учитывая поле до­ пусков на размеры ее сечения. Во второй волоке максимальную вытяжку выбирают, исходя из наименьшего допустимого коэф­ фициента запаса, потому что максимально возможная разработка предшествующей ей, т. е. первой волоки, не ограничивается ус­ ловием (XI-18), поскольку перед первой волокой никакой тя­ говой шайбы нет.

По вычисленным максимальным вытяжкам обычным способом определяют максимально возможные сечения FMn и диаметры DMn

7. Определяют коэффициенты запаса во всех промежуточных волоках с учетом их максимальных разработок и противонатяжений, возникающих перед каждой волокой.

Противонатяжение перед каждой волокой слагается из двух сил: Qn, определяемой по формуле (XI-1), и центробежной силы Цп> возникающей в каждом витке проволоки вследствие его вра-

щения (рис. 172). Величина силы Цп определяется по известной формуле технической механики [1]:

и средних скоростях волочения, становятся заметными при боль­ ших. Так, для медной проволоки при скорости 60 м/сек это напря­ жение доходит до 3,25 кГ/мм2.

Ниже приведены значения напряжений от центробежных сил, возникающих в медной проволоке в зависимости от скорости волочения.

324

Поэтому только при малых и средних скоростях волочения напряжения от центробежных сил можно во внимание не при­ нимать. При больших же скоростях от этих напряжений может увеличиться противонатяжение и возникнет необходимость при­ менять уменьшенные частные вытяжки. Силы и напряжения воло­ чения следует рассчитывать от волоки к волоке по ходу процесса, так как при волочении со скольжением проволоки напряжение волочения в последующей (п-й) волоке зависит от противонатяжения, которое в свою очередь зависит от силы волочения в пре­ дыдущ ей^—1) волоке. Поэтому после предварительного опреде­ ления указанным ранее методом максимальных и номинальных вытяжек и промежуточных сечений или диаметров проволоки поверочные расчеты рекомендуется вести в следующем порядке:

1. По выбранным номинальным вытяжкам, переходам и про­ филям каналов определяют экспериментально или по формуле (VII1-94) (поскольку в рассматриваемых процессах волочение ведут при малых а и fn) полное напряжение волочения для каждой волоки при отсутствии внешнего противонатяжения (/С0Д о2- • •

2. По. справочным материалам или эмпирической формуле (VI1-57) для каждой волоки определяют напряжение на границе упругой и пластической зон (а/уп) в зависимости от степени упроч­

нения металла до входа его в волоку. Эта степень упрочнения опре­ деляется либо общим обжатием:

гДе Н-пр — предварительная вытяжка от последнего отжига до первого перехода.

3. Для каждой волоки вычисляют долю (/Сл) полного напря­ жения волочения, идущего на преодоление пластической деформа­ ции. Эту долю применительно к формуле (VI1-94) определяют по выражению

fn tgan

К п = Ко„ — О/ >ЛVFn-1 )

или, обозначив

fn

tga_

3 2 5

по выражению

К п — К ъ п — о ] уп*

где К 0п — полное напряжение волочения в n-й волоке при отсут­ ствии внешнего противонатяжения (одп = 0).

4. В соответствии с изложенным ранее устанавливают число (т) витков проволоки на каждой шайбе. Выбирают соответственно состоянию и материалу шайб и проволоки коэффициент трения скольжения витков проволоки по шайбам /ш, а также соответ­ ственно применяемой смазке, материалу трубы и шайбы для каж­

дой шайбы величину коэффициента е2яш^ш.

5. По формуле (XI-20) вычисляют добавочные растягивающие напряжения в каждом витке от центробежной силы. •

6. Определив по напряжению волочения K 0l силу волочения в первой волоке, рассчитывают по формуле (X1-21) противонатяжение для второй волоки Q2 (в первой волоке, как уже было ука­ зано, внешнее противонатяжение почти всегда равно нулю) и напряжение противонатяжения для второй волоки на основании формулы (ХМ):

7.Определяют фактическое напряжение волочения во второй

волоке. При этом если [см. пояснения к формуле (VI11-56) ]

По принятому напряжению К 2 определяют номинальный (т. е. соответствующий номинальной вытяжке) коэффициент запаса во второй волоке:

8.Зная /С2, определяют противонатяжение в третьей волоке,

азатем таким же методом, как для второй волоки, напряжение

волочения и номинальный коэффициент запаса в этой волоке

ит. д.

9.По определенным номинальным коэффициентам запаса для

оценки надежности процесса при разработанных волоках опре-

326

из того, что при небольших колебаниях вытяжки напряжения волочения примерно пропорциональны интегральным деформациям, а коэффициенты запаса соответственно обратно пропорциональны этим деформациям, т. е.

Если коэффициенты запаса получаются недостаточными, а за­ проектированные переходы нельзя изменить без нарушения усло­ вий (XI-2) и(Х1-8), то процесс на машине с заданной характеристи­

кой становится ненадежным или невозможным.

Если коэффициенты запаса велики, то следует соответственно увеличить частные вытяжки и провести заново весь расчет.

Многократное волочение со скольжением можно вести только при наличии на сбегающем участке проволоки силы Qn, т. е. противонатяжения перед каждой волокой (кроме первой). Такой про­ цесс по сравнению с процессом однократного волочения в общем случае (за исключением случаев, когда од < а/уп) следует вести

только с несколько пониженными частными вытяжками, т. е. с не­ сколько увеличенной дробностью деформации.

Силы противонатяжения Qn растут с уменьшением числа вит­ ков на шайбе [формула (X1-1) ]. При многократном волочении тонкой проволоки число витков на каждой шайбе, как было ука­ зано ранее, не может быть большим и колеблется в пределах 1—2. Поэтому здесь противонатяжение становится сравнительно высо­ ким и при многократном волочении проволоки тонких размеров необходимо применять уменьшенные вытяжки, т. е. еще больше увеличивать дробность деформации.

В соответствии с изложенным выполнены поверочные расчеты переходов при волочении медной проволоки диаметрами 1,18— 1,22 мм из отожженной медной заготовки диаметром 7,0—7,2 мм и диаметром 0,19—0,21 мм из нагартованной заготовки диаметром 1,70—1,65 мм со средней степенью предварительной деформации (обжатие) 94% (табл. 37 и 38). Порядок выполнения этих расчетов следующий:

1.Строки 1 и 2 заполнены по техническим характеристикам машин.

2.Строки 4, 6, 7, 8, 9 и 11 заполнены по данным о действую­ щих переходах.

3.Данные строки 3 определяли расчетом как частное от деле­ ния данных строки 4 на данные строки 2. Если бы переходы пришлось рассчитывать, то вначале следует заполнить строку 3

327

328

Т а б л и ц а 37

329

]

*1 См. формулу (X I-16).

*а Так как заготовка отожжена перед волочением, цПр = 1.

*а FM— сечение, которое имела заготовка при последнем отжиге. Здесь Fu = 38 мм2' ** По кривой на рис. 173.

330