Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках Баричко Борис Владимирович

Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках
<
Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Баричко Борис Владимирович. Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках : диссертация ... кандидата технических наук : 05.16.05.- Челябинск, 2006.- 173 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/2371

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ процессов получения проволочной продукции и постановка задач исследования 7

1.1. Особенности существующих способов и устройств для производства прутков и проволоки 7

1.2. Анализ известных теоретических и экспериментальных данных о процессе волочения в роликовых волоках 23

1.3. Выводы и постановка задач исследования 27

2. Математическая модель процесса волочения в роликовой волоке 30

2.1. Многоуровневая модель процесса роликового волочения 30

2.2. Теоретическое описание механики очага деформации при волочении в роликовой волоке Jn 34

2.2.1. Постановка краевой задачи 34

2.2.2. Анализ граничных условий 37

2.2.3. Минимизация функционала 42

2.3. Конечно-элементная модель очага деформации 48

2.3.1. Дискретизация очага деформации 48

2.3.2. Локальная и глобальная аппроксимации 49

2.3.3. Численная реализация и проверка адекватности математической модели 55

Выводы 59

3 Экспериментальное исследование процесса волочения в роликовых волоках 60

3.1. Оборудование и измерительная аппаратура для исследования . 60

3.2. Исследование силовых параметров процесса роликового волочения 64

3.3. Исследование параметров формоизменения при волочении в роликовых волоках 67

Выводы 86

4. Оборудование для производства проволоки 87

4.1. Требования к конструкции роликовой волоки 87

4.2. Конструктивные особенности роликовых волок ЮУрГУ 89

4.3. Разработка оборудования для производства проволоки 94

Выводы 102

5. Проектирование режимов волочения проволоки различного назначения 103

5.1. Волочение проволоки прямоугольного и квадратного сечения . 103

5.1.1. Плющение проволоки в двух роликах 106

5.1.2. Волочение в двух парах некалиброванных роликов 107

5.1.3. Волочение проволоки квадратного сечения в калибрах 113

5.2. Разработка технологии волочения проволоки шестигранного сечения 116

5.3. Технология волочения проволоки круглого сечения 120

5.3.1. Использование схемы калибровки «овал - круг» 120

5.3.2. Использование универсальных схем калибровки роликов . 126

5.3.3. Получение проволоки круглого сечения из полосовой заготовки 128

Выводы 134

Заключение 136

Библиографический список 138

Приложения 154

Введение к работе

Современное развитие науки и техники невозможно представить без применения разнообразной металлопродукции, одним из видов которой являются прутки и проволока различного назначения из широкой гаммы металлов и сплавов. К проволочной продукции предъявляют все более высокие требования по разнообразию и качеству, а к процессам производства проволоки — гибкости технологии, высокой эффективности и экономичности, безопасности и комплексной автоматизации. Необходимость деформации новых материалов с повышенными служебными свойствами и получения проволочных изделий разнообразной формы поперечного сечения, диктует появление новых высокоэффективных технологических процессов производства прутков и проволоки. Одним из них является процесс волочения в клетях с неприводными роликами - роликовых волоках.

Применение роликового волочения эффективно в условиях производства прутков и проволоки фасонного сечения, в черновых проходах при волочении катанки и литой заготовки, при производстве арматурной проволоки и проволоки из материалов, склонных к налипанию частиц деформируемого металла на поверхность рабочего инструмента. Волочение в роликовых волоках выгодно использовать при получении проволочной продукции в условиях неспециализированного производства, дефицита твердосплавного волочильного инструмента и малотоннажных партий проволоки из труднодефор-мируемых, малопластичных металлов и сплавов.

Массовое использование способа волочения в роликах сдерживается рядом факторов, главными из которых являются: отсутствие надежных и компактных конструкций роликовых волок и недостаток методик проектирования технологических процессов роликового волочения. Последнее обстоятельство обусловлено недостаточным знанием закономерностей рассматри-

5 ваемого процесса, и каждое новое исследование способствует широкому внедрению этого способа.

Значительный вклад в развитие теории и практики получения проволоки прокаткой и волочением внесли Аргулис Г.Э., Бояршинов М.И., Выдрин В.Н, Гулько В.И., Гун Г.С., Ерманок М.З., Жадан В.Т., Когос A.M., Кокови-хин Ю.И., Колмогоров В.Л., Костогрызов И.Д., Недовизий И.Н., Никифоров Б.А., Павлов И.М., Перлин И.Л., Поляков М.Г., Смирнов В.К., Целиков А.И., Чекмарев А.П., Шевакин А.И., Шеркунов В.Г., Юхвец И.А. и другие отечественные ученые.

Целью работы является развитие методов моделирования процессов деформации металла, создание и практическая реализация на их основе промышленных технологий и оборудования для производства проволоки различного назначения волочением в роликовых волоках.

Научная новизна. На основе теоретических и экспериментальных исследований получен комплекс расчетных моделей впервые позволяющих:

описать характер напряженного состояния металла при волочении в роликовой волоке; <

определить уровень напряжений в межочаговом промежутке при волочении в роликовой волоке со смещенными парами роликов;

повысить точность определения параметров формоизменения металла в очаге деформации при волочении в роликах.

Уточнена методика определения напряженно-деформированного состояния металла в очаге деформации при волочении в роликах, обеспечивающая высокую сходимость алгоритма численного решения задачи и позволяющая осуществить комплексный анализ процесса волочения в роликовой волоке.

Выявлены физические закономерности формоизменения металла, позволяющие за счет оптимизации режимов деформации в парах роликов решать различные технологические задачи, в том числе, повышение точности

получаемых профилей, обеспечение максимального обжатия профиля без потери его устойчивости в роликах.

Практическая значимость и реализация результатов работы в промышленности. Математическая модель процесса реализована в виде комплекта программных продуктов и методик, позволяющих определять основные технологические параметры процесса волочения в роликовых волоках, проектировать маршруты волочения и оборудование для производства проволоки. Результаты теоретического и экспериментального исследования использованы при разработке технологических процессов волочения проволоки различного назначения. Созданные на уровне изобретений технологии внедрены на ряде отечественных и зарубежных предприятий, в числе которых находятся ОАО «Златоустовский металлургический завод», ОАО «Верхне-Салдинское металлургическое производственное объединение» (ВСМПО), предприятие «Челябэнергоремонт» и другие. Спроектированы и успешно эксплуатируются на ряде отечественных предприятий и за рубежом конструкции роликовых волок и другого оборудования для производства проволоки, пущен в эксплуатацию специализированный участок роликового волочения проволоки из сплавов на основе титана.

Работа выполнена автором в проблемной лаборатории «Новые технологические процессы прокатки» и на кафедре «Обработка металлов давлением» Южно-Уральского государственного университета в рамках соответствующей научно-исследовательской тематики, а также по договорам на проведение научно-исследовательских работ с рядом предприятий в России и за рубежом. Актуальность тематики подтверждается тем что, часть работы выполнена в рамках грантов на научные исследования Министерства образования РФ, полученных в 1999/2000 и 2003/2004 гг.

Автор признателен коллегам по работе Попову Ю.Н. и Штеру А.А. за помощь в исследованиях и проектировании процессов роликового волочения.

Анализ известных теоретических и экспериментальных данных о процессе волочения в роликовых волоках

Поскольку деформация металла в роликовой волоке осуществляется вращающимся рабочим инструментом и закономерности течения металла напоминают процесс прокатки, многие исследователи переносили известные методы и приемы исследования на процесс волочения в роликовых волоках.

Достаточно большое число работ посвящено исследованию геометрических, кинематических и энергосиловых параметров процесса волочения [53-57, 59, 60, 63, 68-75].

Как правило, геометрию очага деформации определяют совместным решением аналитических уравнений, описывающих конфигурацию исходной заготовки и контур калибра [76-78], причем, решение во многих случаях упрощают, разбивая контур калибра (или заготовки) на участки или представляя функцию контура в виде ряда [79-80]. Представляет интерес векторный способ представления поперечного сечения профилей при деформации в вытяжных калибрах и матричный способ описания процесса формоизменения в них, упрощающий, по мнению авторов работы [81] численную реализацию математической модели. Для определения контактной площади в качестве аналитического используют метод приведенной полосы, сущность которого заключается в замене сложной в поперечном сечении формы раската на прямоугольную, площадь поперечного сечения и ширина которой равны площади и поперечному сечению рассматриваемого профиля [82].

Кроме аналитических методов широко используются и эмпирические, из которых можно выделить статистические, графические и графоаналитические методы [82, 83].

Энергосиловые параметры процесса волочения в роликовых волоках, как правило, аналитически определяют либо совместным решением дифференциальных уравнений равновесия и условия пластичности, либо с использованием баланса энергий. Первый из упомянутых методов использован, например, в работах [70, 84] для определения тянущего усилия и давления металла на ролики при волочении по схеме «овал - круг», причем в работе [70] учтено контактное трение и получено более точное выражение для величины длины дуги контакта металла с роликом в параметрической форме. Метод, предусматривающий составление уравнения баланса энергий, оказался очень удобным для определения энергосиловых параметров и был использован многими исследователями [59, 68, 69, 85-88]. Разница в подходе к определению искомых величин заключалась только в числе и характере допущений при учете ряда факторов, например, упрочнение металла в очаге деформации, влияние внешних зон, контактных сил трения. Экспериментальные данные об энергосиловых условиях процесса волочения в роликовых волоках содержатся в подавляющем числе исследований, однако эти сведения относятся либо к схемам деформации в калибрах, образованных несколькими роликами [55, 59, 63, 71, 89], либо к схеме калибров «овал - круг» [50, 51, 53, 54, 56, 60,70, 84, 85, 90], либо к процессу плющения проволоки [59, 72, 91].

Наименее изученным в теории и практике роликового волочения считается процесс формоизменения. В одном случае, например, при волочении в многороликовых калибрах, величиной уширения пренебрегают, а в других используют зависимости, полученные либо для способа прокатки, либо эмпирические зависимости, причем последние, как правило, носят конкретный характер, т.е., получены для конкретного профиля поперечного сечения и деформационных условий процесса [59, 72,73, 91].

Трудности в определении напряженно-деформированного состояния металла в задачах ОМД привели к использованию ряда методов механики сплошных сред, к которым относятся метод характеристик, уже упомянутый метод решения уравнений равновесия и пластичности, метод сопротивления материалов пластическим деформациям. При решении задач формоизменения металла методы характеристик и сопротивления материалов пластинеской деформации имеют ограниченную область применения и громоздкость математических расчетов, а метод решения упрощенных уравнений равновесия и пластичности - не позволяет определить конечное формоизменение тела [92]. Поэтому, более широкое распространение получили методы вариационного исчисления, позволяющие решать практически любые задачи механики сплошных сред без каких-либо ограничений. Сущность этих методов состоит в замене задачи интегрирования системы дифференциальных уравнений равнозначной задачей, заключающейся в отыскании функции, сообщающей наименьшее значение некоторому функционалу (в теории пластичности этот функционал выражает энергию деформации). Широкое распространение получили прямые методы, сводящие систему дифференциальных уравнений к системе алгебраических уравнений, и проекционные методы, , среди которых следует упомянуть метод Ритца и метод Бубнова - Галеркина [92]. С использованием этих методов решен целый ряд задач по определению формоизменения при прокатке [93-95].

Следует отметить, что большинство работ сводится к определению параметров процесса роликового волочения для производства конкретного вида і проволочной продукции, поэтому особую значимость приобретают работы комплексного характера. В работе [96] предложена обобщенная модель геометрии очага деформации различных схем калибровки, а кинематически возможное поле скоростей определено по методу Ритца с использование при выборе координатных функций только гипотезы плоских сечений.

В последнее время широкое признание при решении краевых задач математической физики завоевал метод конечных элементов (МКЭ), популярность которого объясняется простотой его физической интерпретации и математической формы, гибкостью численного алгоритма, приспособленностью для реализации на ЭВМ и возможностью решения сложных технических задач [97, 98].

Теоретическое описание механики очага деформации при волочении в роликовой волоке Jn

Приведенный в работе [102] алгоритм решения краевой задачи удобен при анализе процесса прокатки в приводных валках, когда в качестве граничного кинематического условия на поверхностях контакта задана окружная скорость рабочих валков. Применение для расчета напряженно-деформированного состояния металла при волочении в неприводных роликах математической модели, построенной на основе метода Галеркина, вызывает определенные затруднения, например, при удовлетворении граничных условий. Так, при волочении в роликовой волоке контактным граничным условием является отсутствие момента на бочке рабочих роликов. Предварительный анализ, проведенный в работе [102], показал, что преодолеть эти трудности позволяет применение для решения краевой задачи метода Ритца, однако, при этом важен правильный выбор компонент вектора искомых неизвестных.

Как известно, общая форма записи алгоритма метода Ритца для решения краевой задачи Аф-fz использованием МКЭ имеет вид где у/а — узловые значения искомых функций. Поскольку при этом необходимо вычислять скалярное произведение вида \А ср, (р), то для сохранения физического смысла задачи компоненты вектора неизвестных ф должны иметь одинаковую размерность. С учетом этого, для наиболее очевидного удовлетворения граничных условий, вектор ф предлагается задавать в следующем виде где х v у v z — компоненты вектора скорости; Здесь V] - скорость металла на выходе из роликов; о - среднее нормальное напряжение; Т— интенсивность касательных напряжений. Тогда краевая задача по расчету напряженно-деформированного состояния будет представлять собой систему дифференциальных уравнений [ПО] В выражении (2.7) Я- интенсивность скоростей деформаций сдвига. Поскольку, как правило, условие несжимаемости учитывается при построении поля скоростей, последнее уравнение системы (2.7) в дальнейшем можно не учитывать. Тогда в результате применения метода Ритца к системе (2.7) получим следующий вид минимизирующего выражения, ориентированного на применение в дальнейшем метода конечных элементов. Здесь e) - объем конечного элемента с номером «е» {е = 1, 2, 3,...,/?). Для учета граничных условий целесообразно использовать интегральные зависимости на граничных поверхностях очага деформации, поэтому применим к первому слагаемому формулу Остроградского-Гаусса. где s - номер площадки, принадлежащей конечному элементу с номером «е» и являющейся частью поверхности очага деформации; t — число площадок на которое разбивается поверхность S очага деформации при его дискретизации. Таким образом, для определения узловых значений искомых функций необходимо найти те узловые значения, которые, сообщают минимум выражению (2.8).

Для анализа граничных условий введем на поверхности геометрического очага деформации (рис. 2.2) подвижные системы координат, оси которых являются линиями пересечения плоскости 42т, касательной к поверхности очага деформации, плоскости Qa, перпендикулярной к плоскости QXt, причем в плоскости Qa лежит вектор нормали к поверхности п и плоскости Д,, перпендикулярной плоскостям Qx и Д,(рис. 2.3) [111]. Рассмотрим преобразование поверхностного интеграла, входящего в выражение (2.8), в системе координатхЪп В соответствии с кинематическими соотношениями Коши, устанавливающими связь между компонентами вектора скорости V/ и скоростями деформаций ij, будем иметь следующее выражение С учетом физических уравнений связи напряженного и деформированного состояния это выражение примет вид При волочении в роликовых волоках, если на входе и выходе из очага деформации не происходит искривления профиля, нормальная компонента v„ вектора скорости на всех поверхностях, ограничивающих одну четвертую часть очага деформации, будет постоянна. Следовательно: С учетом этого выражение (2.9) может быть представлено в следующем виде ч Определим вид полученного выражения (2.10) применительно к поверхностям, ограничивающим одну четвертую часть геометрического очага деформации. Для поверхности входа металла в очаг деформации So компонента тензора напряжений (Тпп совпадает с напряжением противонатяжения т0; касательное напряжение, действующее на So, равно по модулю TSQ, так как это граница между жесткой и деформируемой частями профиля; направление п совпадает с направлением х; направление г совпадает с направлением у; направление Ъ совпадает с направлением z. С учетом этого можно записать ( )2 —{s)2 (2.11) Ввиду симметрии рассматриваемого очага деформации на вертикальной и горизонтальных плоскостях симметрии и полагая, что в этих плоскостях отсутствуют сдвиговые деформации, принимаем vn = 0 и vr =0. Следовательно, интегралы по этим поверхностям равны нулю. К свободной боковой поверхности очага деформации не приложено внешних нагрузок, следовательно, апп = сгпт = апь = 0. Поскольку на этой поверхности вектор скорости направлен по касательной, то vn = 0. Таким образом, получается, что интеграл (2.8), вычисляемый для свободной боковой поверхности очага деформации должен быть равен нулю. Известно, что в случае волочения в роликовых волоках нормальная компонента вектора скорости на контактной поверхности равна нулю. Выражение вида LJ ]VT иптио представляет собой мощность, подводимую в s=\Sw очаг деформации со стороны роликов, которая в этом случае равна нулю. Компонента а„ь представляет собой проекцию вектора напряжения контактного трения, равную Модуль напряжения трения fmp, в свою очередь, определяется законом трения, в качестве которого при волочении в роликовых волоках целесообразно принять, в соответствии с имеющимися в литературе рекомендациями, закон трения Амантона - Кулона: fmp = /иапп, где /л - коэффициент трения.

Исследование параметров формоизменения при волочении в роликовых волоках

Важным параметром, характеризующим форму боковой поверхности плющеного профиля и используемым при проектировании технологического процесса, является величина площади поперечного сечения после плющения.

Известен ряд формул для расчета полученных аналитическим и экспериментальным методами [37]. Формула М.И.Злотникова где hi — высота поперечного сечения плющеного профиля; Ъ\ - ширина поперечного сечения плющеного профиля. Формула ВНИИметиза Автором аналитическим путем получена следующая зависимость [91] где do - диаметр заготовки; Ab = (b\- d0) - абсолютная величина уширения.

Приведенные выше зависимости были проверены экспериментально при волочении заготовки круглого сечения из меди, латуни и стали. В качестве примера, на рис. 3.4 представлены кривые изменения площади поперечного сечения плющеной ленты в зависимости от высоты сечения при волочении проволоки диаметром 5,0 мм из меди Ml.

Анализ полученных данных показывает, что при плющении цветных металлов и сплавов лучшие результаты дает формула (3.4), тогда как при волочении стали целесообразно использовать зависимость (3.2). В первом случае величина относительной разности экспериментальных и расчетных данных не превышала 2,05%, а во втором случае - 5,43%. Приведенная выше зависимость (3.4) использована при определении силовых параметров процесса волочения плющеной ленты и фасонных профилей, получаемых в смещенных парах роликов, где плющение производится в первой по ходу волочения паре роликов.

При исследовании формоизменения в процессе плющении проволоки в роликовой волоке ставилась задача определения степени влияния различных параметров процесса на величину уширения. Анализ полученных данных показал (рис. 3.5), что основным фактором, определяющим величину уширения при волочении, является обжатие заготовки (Ah/do). Необходимо отметить, что в интервале значений относительного обжатия 0,1 ... 0,3 характер изменения и величина уширения для случаев прокатки и волочения практически одинаковы. Величина уширения при прокатке в этом диапазоне несколько (на 4 ... 12%) больше величины уширения при волочении (рис.3.5). Дальнейшее увеличение величины обжатия сопровождается более интенсивным ростом величины уширения при прокатке. Так, при величине обжатия Ah/do = 0,5, разница в величине уширения составляет: для меди - 20%, для стали -30%. Это объясняется тем, что с увеличением величины обжатия происходит рост растягивающих усилий, препятствующих поперечному течению металла в очаге деформации.

Исследование влияния степени предварительной деформации на величину уширения меди Ml показало, что предварительный наклеп заготовки на 22 ... 37% способствует некоторому (в пределах 3 ... 6%) увеличению величины уширения, что согласуется с данными работы [72]. Введение смазки на 7 ... 10% уменьшает величину уширения (рис. 3.5), при этом заметного влияния типа смазки (мыльная стружка, парафин, машинное масло) на величину уширения при волочении в роликах не выявлено.

Численная обработка эмпирических данных показала, что полученные кривые достаточно точно описываются степенной зависимостью, учитываю щей влияние относительного обжатия на величину относительного уширения при волочении в двух роликах без заднего натяжения где С = 0,32 ...0,41 - коэффициент определяемый условиями контактного трения.

Для выявления влияния на величину уширения другого важнейшего фактора, а именно заднего натяжения, были проведены исследования, где в качестве варьируемых факторов были выбраны безразмерные величины djh\ и ob/tfso- В качестве функции отклика выбрана безразмерная величина b\/do, принимающая только положительные значения.

Предварительный анализ зависимости b\/do= b\/do (d(//zi, «V so) говорит о том, что вне зависимости от уровня заднего натяжения в реальных диапазонах его изменения при do/h\ = 1 величина b\/do также должна всегда быть равна единице. Это свидетельствует о том, что при выборе вида функции отклика (уравнения регрессии) необходимо учитывать взаимное влияние факторов. Кроме этого, при построении функции отклика учитывалось, что при 0o/oso= 0 величина b\ld должна быть отлична от нуля. Предварительно проведенная серия экспериментов показала [115], что зависимость уширения от величины обжатия проволоки по виду близка к степенной вне зависимости от уровня заднего натяжения (рис. 3.6). На основании проведенного анализа для аппроксимации зависимости b\/do= b\/do (do/h\) было предложено следующее уравнение регрессии где ао, а\, аг, а\2 -эмпирические коэффициенты.

Разработка технологии волочения проволоки шестигранного сечения

В практике производства проволоки различного назначения известны процессы, ориентированные на использование полосовой заготовки. Так, в работе [142] предложена технология получения проволоки из заготовки квадратного или прямоугольного сечения. Исходную заготовку получают продольной резкой полосы, после чего скругляют кромки сечения заготовки методами травления или механической обработки и деформируют в монолитных волоках на требуемый размер проволоки. Такой технологический процесс имеет ряд недостатков, ограничивающих его широкое применение. Так, например, максимальный диаметр проволоки круглого сечения, получаемой по данной технологии, не превышает толщины используемой полосовой заготовки, что ограничивает сортамент продукции. Использование процессов травления или механической обработки для скруглення кромок заготовки снижает производительность процесса, ведет к потерям металла, режущего инструмента и ухудшает экологическую обстановку в цехе. Другим техническим решением [143] предусматривается изготовление проволоки путем последовательной подгибки полосы валками профилегибочного стана в направлении середины заготовки с последующей деформацией гнутого профиля в ротационно-обжимной установке и калибровочном устройстве. Отличительной особенностью данного способа является большое число проходов, необходимых для формирования гнутого профиля, сложность оборудования, невысокая скорость процесса и ограниченная область использования такой проволоки.

Предложенный автором процесс производства проволоки круглого сечения [144] на первом этапе предусматривает продольную резку исходной заготовки на прямоугольные полосы с размерами сторон 60 и ho (рис. 5.9). На втором этапе обжатие полосовой заготовки производится с использованием системы ребровых калибров, обеспечивающих одновременно с уменьшением размера bo прямоугольной заготовки скругление ее кромок. Этот этап заканчивается получением проволоки овального сечения с соотношением размеров осей b0Jhoe = 1,4 ... 1,5. На третьем этапе технологического процесса производится окончательное формирование круглого сечения по схеме «овал- круг» до расчетного диаметра (dp). При необходимости технология предусматривает проведение четвертого этапа - волочения в монолитных волоках до требуемого диаметра готовой проволоки {df). Для увеличения развеса бунтов готовой проволоки заготовки соединяются встык сваркой. Особенность технологии, защищенной патентом РФ [145], заключается в том, что в ребровых калибрах (рис. 5.10), кромки заготовки формируются по радиусу R = (0,45 ... 0,48) ho, где ho - толщина ленты, а угол между гранями заготовки, сопрягаемыми с одноименными кромками, выполняется в пределах 28...34. Технологический процесс позволяет получять проволоку диаметром сечения большим, чем толщина исходной полосы. щие зависимость расчетного диаметра получаемой проволоки от соотношения размеров bo/ho прямоугольной из низкоуглеродистой стали с цинковым покрытием. Анализ полученных кривых показал, что для данного материала в диапазоне изменения толщины полосы ho = 1,0 .... 2,0 мм, и волоки с диаметром роликов в диапазоне 90 ... 120 мм, величина расчетного диаметра (dp) получаемой проволоки может быть определена зависимостью

Поскольку в качестве исходной заготовки в данной технологии предполагается использовать преимущественно холоднокатаную полосу, то сортамент получаемой проволоки укладывается в диапазон диаметров 1,0 ... 3,0 мм. Получение проволоки таких размеров требовало тщательного проектирования размеров калибров, что в свою очередь потребовало повышенной точности расчета уширения металла и применения разработанной модели процесса. Это позволило с высокой точностью определить параметры формоизменения металла и спроектировать режимы деформации, калибровку роликов при реализации данного процесса для широкого круга материалов. Проектирование режимов обжатий производилось с учетом полученных экспериментальных данных о величине предельного обжатия соответствующего определенному соотношению размеров поперечного сечения полосы.

При использовании волок со смещенными парами роликов первая пара роликов для лучшего центрирования заготовки снабжалась овальным калибром. Эта пара роликов работает в режиме упругих деформаций, что обеспечивает надежное удержание полосы в ребровом калибре, образуемом второй парой роликов.

Разработанная технология реализована в условиях трубного цеха ЗАО ЖБИ-2 (г. Челябинск) при получении проволоки диаметром 1,9 мм из обрезной кромочной обрези полосы стали 08кп толщиной 1,5-0,05 мм и шириной 4,0 ... 4,50 мм. Для волочения использовали машину с двумя горизонтально установленными барабанами диаметром 350 мм и двумя роликовыми волоками ВР-2/2.125. Технологические параметры маршрута волочения приведены в табл. 5.7. Первый проход на маршруте выполнял роль калибрующего - для снятия продольной разноширинности полосы после продольной резки. Внедрение описанного технологического процесса на ЗАО ЖБИ-2 обеспечило переработку полосовой обрези в проволоку круглого сечения и подтверждается соответствующим документом, приведенном в приложении 6.

Похожие диссертации на Моделирование и совершенствование процесса волочения проволоки в роликовых волоках