Расчет усилий и потребной мощности при волочении

Волочильный инструмент

Материал, из которого изготавливаются волоки или фильеры, должен отличаться большей прочностью и стойкостью против износа. Изготавливают фильеры из легированной стали, металлокерамических сплавов, технических алмазов.

Волоки или волочильные кольца делают цельными из стали, из твердых сплавов – цельными или составными – в зависимости от диаметра и конфигурации. Их запрессовывают или закрепляют в стальные обоймы. Схема волоки представлена на рис. 34. Ее элементами являются: смазывающий конус, рабочий конус, калибрующий поясок и распушка. Углы конусов составляют: a=10¸24°, b=40¸60°, =60¸90°.

Волоки изготавливают из следующих марок сталей: У7, У8, У12, У13, Х12, Х12М, твердых сплавов: ВК3, ВК6, ВК8, ВК10, ВК15.

Рис. 34. Схема волоки: А – смазывающий конус; Б – рабочий конус; В – калибрующий поясок; Г – распушка.

Усилие при волочении зависит от многих факторов: механических свойств протягиваемого металла, величины обжатий, внешнего трения, формы канала инструмента, скорости волочения, величины противонатяжения, поперечной площади протягиваемого профиля.

При выводе формул усилий волочения принимается много допущений, поэтому имеется различия в конечных результатах расчета разных авторов.

Для сплошных круглых профилей можно пользоваться формулой Целикова А.И.:

где s_ср - сопротивление пластической деформации при растяжении принимается как среднее арифметическое из пределов прочности материалов до и после волочения,

a - угол между образующей конуса волоки в рабочей части и ее осью.

s_q - напряжения в протягиваемом металле при поступлении в волоку.

f - коэффициент трения между волокой и протягиваемым металлом.

F₁ - площадь сечения прутка после выхода из волоки.

d₀ и d₁ - диаметры прутка до и после волочения.

Для расчета усилия волочения проволоки может быть использована формула Красильщикова, выведенная на основе экспериментальных данных:

где s_вср - средний предел прочности, ;

s_в0 - предел прочности до волочения;

s_в1 - предел прочности после волочения.

Формулы Губкина С. И. Могут быть использованы для расчета усилий при волочении сплошных тел, труб без оправки, на короткой и длиной оправке:

а) волочение сплошных тел.

s_ср - среднее значение сопротивления деформации в очаге деформации:

К₀ - удельное давление от обратного натяжения,

Ф = 2n

n = 1 - для осесимметричных тел

и – стороны прямоугольника,

y - степень деформации,

F_пов - поверхность соприкосновения металла с инструментом в направляющем пояске,

для сплошных тел:

F_пов = П*l,

где П - периметр,

l - длина цилиндрического пояска.

б) волочение труб на оправке или штанге без изменения внутреннего диаметра.

; ;

; - на длинной оправке

- на короткой оправке

d_оп - диаметр оправки;

D и d - наружные диаметры труб до и после волочения;

- на короткой

- на подвижной длинной

- без оправки

S₀ - начальная толщина стенки,

D₀ - начальный наружный диаметр трубы.

Дата добавления: 2014-11-20