Разработайте маршрут (последовательность операций) получения холоднотянутой проволоки из стали 60С2А диаметром 3,0 мм из заготовки (отожжённого прутка) диаметром 10 мм. При этом учтите, что за один проход пластическая деформация не должна превышать 25 %, а при суммарной деформации 55 % исчерпывается запас пластичности (материал наклёпывается), что приводит к обрывам проволоки при дальнейшем волочении.
Прокомментируйте процесс получения проволоки схемами инструмента и оборудования.
Решение
Ɛ = ((F0 - F1)/ F0) × 100%,
где F0 , F1 – площадь поперечного сечения проволоки до и после прохода;
откуда
F1 = F0 ×(1 - ɛ);
F0 = π×d02/4 = π×102/4 = 78,5 мм2;
F1 = 78,5 ×(1 – 0,25) = 58,9 мм2;
d1 = (4×F1/π)0,5 = (4×58,9/π) 0,5 = 8,7 мм;
ɛΣ1 = ((F0 - F1)/ F0) × 100% = ((78,5 – 58,9)/78,5) × 100% = 25,0%;
F2 = 58,9 ×(1 – 0,25) = 44,2 мм2;
d2 = (4×F1/π)0,5 = (4×44,2/π) 0,5 = 7,5 мм;
ɛΣ2 = ((78,5 – 44,2)/78,5) × 100% = 43,7%;
F3 = 44,2 ×(1 – 0,25) = 33,2 мм2;
d3 = (4×F1/π)0,5 = (4×33,2/π) 0,5 = 6,5 мм;
ɛΣ3 = ((78,5 – 33,2)/78,5) × 100% = 57,7%;
После третьего прохода суммарная степень деформации ɛΣ3 превысила 55%, поэтому после второго прохода нужно выполнить термообработку (рекристаллизационный отжиг) для повышения пластических свойств материала проволоки.
F4 = 33,2 ×(1 – 0,25) = 24,9 мм2;
d4 = (4×F1/π)0,5 = (4×24,9/π) 0,5 = 5,6 мм;
ɛΣ4 = ((78,5 – 24,9)/78,5) × 100% = 68,3%;
F5 = 24,9 ×(1 – 0,25) = 18,7 мм2;
d5 = (4×F1/π)0,5 = (4×18,7/π) 0,5 = 5,0 мм;
ɛΣ5 = ((78,5 – 18,7)/78,5) × 100% = 76,2%;
F6 = 18,7 ×(1 – 0,25) = 14,0 мм2;
d6 = (4×F1/π)0,5 = (4×14,0/π) 0,5 = 4,3 мм;
ɛΣ6 = ((78,5 – 14,0)/78,5) × 100% = 82,2%;
F7 = 14,0 ×(1 – 0,25) = 10,5 мм2;
d7 = (4×F1/π)0,5 = (4×10,5/π) 0,5 = 3,7 мм;
ɛΣ7 = ((78,5 – 10,5)/78,5) × 100% = 86,6%;
F8 = 10,5 ×(1 – 0,25) = 7,9 мм2;
d7 = (4×F1/π)0,5 = (4×7,9/π) 0,5 = 3,2 мм;
ɛΣ7 = ((78,5 – 7,9)/78,5) × 100% = 89,9%;
F8 = π × 32/4 = 7,1 мм2;
ɛΣ8 = ((78,5 – 7,1)/78,5) × 100% = 91,0%.
Таким образом, из выполненных расчетов видно, что для получения проволоки диаметром 3 мм необходимо провести 8 проходов. При этом суммарная деформация достигнет критической (55%) после третьего прохода.
Волочением называют пластическую деформацию при протягивании проволоки, прутка, профиля, трубы через сужающийся канал инструмента (волоки).
При волочении обрабатываемый металл протягивается через постепенно суживающееся отверстие в матрице. В результате волочения уменьшается площадь поперечного сечения, но увеличивается длина заготовки
. Этот процесс применяют для получения тонкостенных труб, изготовленных предварительно прокаткой или прессованием, тонкой проволоки диаметром до 5 мм, фасонных профилей, из которых путем разрезки получают затем готовые детали — призматические и сегментные шпонки, опорные призмы, шлицевые валики и др.
Волочение применяют также в том случае, когда надо получить точные размеры, сохранив при этом высокие физико-химические свойства материала изделия. Точность изделий обычно соответствует 2 ... 4 степени, а шероховатость поверхности — Rа = 2,5...0,32.
Инструмент для волочения (рис. 1) — волочильные доски (матрицы), изготовляемые из специальных сталей. В волочильной доске 1 имеются отверстия 3, которые называются глазками или очками. Через эти отверстия и протягивается заготовка 2.
Рисунок 1 – Схематическое изображение процесса волочения
Усилие растяжения, приложенное к выходящему из волоки концу изделия, расходуется на формоизменение заготовки и преодоление сил трения о канал волоки. Обжатие за проход ограничено прочностью выходящего конца изделия и, как следствие, обрывом металла. Характеристикой процесса служит вытяжка λ. Волочение относится к холодной пластической обработке. Кроме формоизменения и вытяжки достигается упрочнение (наклеп) материала, улучшается качество поверхности и точность размеров.
Различают волочение на цепных станах (для получения труб, прутков и профилей ограниченной длины) и волочение на станах барабанного типа (для получения длинномерной продукции, например, проволоки).
Заготовки для волочения – это сплошные (катаные, прессованные) круглые и фасонные профили в бухтах или отрезках, бесшовные или сварные трубы. Готовые изделия волочильных цехов – это проволока диаметром от 0,01 до 6 мм, трубы диаметром до 400 мм, калиброванные прутки и профили, профильные (овальные, прямоугольные и т. п.) трубы.
Производительность процесса волочения определяется скоростью на выходе из волоки (скоростью волочения), вытяжкой за проход, затратами времени на начало процесса и замену инструмента
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
