книги / Теория волочения

СО

*

перехода

Рис. 159. Схема эквипотенциалей и линий тока, полученных при про­ ектировании переходов волочения проволоки для трубчатого кабеля из прямоугольной заготовки [П ]

Рис. 160. Схема эквипотенциалей и линий тока, полученных при проектировании переходов волочения троллейно-кон-

'тактного провода [11]

указанным методом. В работе [27] изложен аналогичный метод, в котором вместо электрогидродинамического интегратора исполь­ зуется обычная электролитическая ванна.

Способы выбора оптимальных обжатий при волочении фасон­ ных профилей рассмотрены также в работах [12, 13].

292

Рис. 161. Схема эквипотенциалей и линий тока, полученных при про* ектировании переходов волочения Т-образного профиля

4.ПЕРЕХОДЫ ПРИ ВОЛОЧЕНИИ КРУГЛЫХ ТРУБ

Общие сведения

Способы проектирования переходов для волочения круглых труб в основном аналогичны применяющимся для волочения круглых сплошных профилей. Несколько усложняет расчеты лишь необходимость учета одновременно изменения диаметра и тол­ щины стенки, а также некоторых других факторов, характерных для отдельных разновидностей процесса волочения круглых труб.

Проектирование переходов для осаживания труб волочением

Ранее было указано, что при осаживании труб волочением параметром, который может быть наперед задан и получен, яв­ ляется лишь наружный диаметр трубы. Толщина стенки может остаться неизменной, увеличиться или уменьшиться в зависимости от условий процесса, определяющих соотношение напряжений 09 и 0/. При больших вытяжках, больших углах а и высоких

значениях параметра t можно ожидать утонения стенки и, на­ оборот, при малых обжатиях, углах а и относительно малых

значениях параметра t стенка утолщается.

Зависимость изменения толщины стенки при безоправочном волочении от основных параметров процесса, как указано выше, может быть рассчитана по формулам (II1-3) и (II1-4).

293

Силу волочения и коэффициент запаса следует определять по формулам (IX-15), (IX-18) или (IX-19) в зависимости от дефор­ мационных условий а и fn. Ввиду отсутствия оправки труба в де­ формационной зоне может потерять поперечную устойчивость, в результате чего диаметр трубы местами уменьшится из-за обра­ зования продольных складок (рис. 162). Устойчивость осаживае­ мой волочением трубы против образования продольных прогибов и складок в деформационной зоне неодинакова по длине этой

зоны ввиду изменения параметра t. Наименьшим это отношение может быть либо в начале контактной поверхности, так как в на­ чале осаживания толщина стенки обычно возрастает, а диаметр

Рис. 162. Схема образования складок при потере трубой устой­ чивости в поперечном направлении

трубы уменьшается, либо при больших вытяжках и рабочих углах волоки в конце этой поверхности, где с сокращением диаметра уменьшается и толщина стенки. Но в последнем случае значи­ тельно снижается и радиальное давление. Поэтому можно считать, что наиболее вероятным местом возможной потери устойчиво­

сти является начало контактной поверхности, где к минимуму t добавляется и максимум радиального давления, которое по усло­ вию пластичности при очень малом продольном напряжении равно сопротивлению деформации <тГтах ^ STH.

Пренебрегая влиянием внешней зоны, которая может лишь повысить устойчивость, используя условия устойчивости круглой трубы, нагруженной внешней равномерной радиальной нагрузкой [14], можно определить критическую величину нормального дав­ ления, вызывающего потерю устойчивости трубы:

294

ляющую допустимый минимум ty при котором сохраняется устой­ чивость:

Использовать формулу (Х-14) для проверки запроектирован­ ного перехода на устойчивость трубы затруднительно из-за от­ сутствия точных зависимостей, определяющих величину а„кр. При­ ходится пользоваться результатами опытов, которые показывают, что при обычных углах а = 10-ь 15° уменьшение диаметра трубы за один переход во избежание потери ее устойчивости не должно превышать шестикратной толщины стенки, т. е.

При приеме трубы на барабан необходимо проверять его минималь­ ный диаметр на исключение недопустимой овализации трубы по формулам (VI-41) или (VI-42). В том случае, если расчетный диа­ метр барабана получится больше применяемого, необходимо уменьшить вытяжку и проверку вести по формуле (VI-39).

При осаживании вдавливанием устойчивость трубы против образования продольных складок по сравнению с осаживанием волочением заметно возрастает. Объясняется это значительным увеличением радиальных напряжений ввиду того, что в этом про­ цессе преимущественное напряженное состояние — всестороннее сжатие. В связи с указанным ранее монотонным увеличением тол­ щины стенки по длине деформационной зоны при вдавливании и

уменьшением диаметра трубы параметр t растет, а с ним повы­ шается и устойчивость. Поэтому можно считать, что устойчивость минимальна в самом начале контакта (при входе). Это дает воз­

можность теоретического определения допустимого минимума t, при котором обеспечивается устойчивость, по формуле, аналогич­ ной формуле (Х-14), с тем лишь отличием, что вместо радиального напряжения о„кр применяется наружное напряжение <тГн, вели­

Пример составления ряда переходов при осаживании труб волочением

З а д а н и е . Спроектировать переходы для осаживания волочением трубы сплава Д16 размером 6~0,15Х 1,0±0'08 мм из заготовки диаметром 18 мм.

295

О п р е д е л е н и е ч и с л а п е р е х о д о в и в ы т я ж е к з а п е р е х о д

С учетом допусков наружный диаметр готовой трубы DK— 5,9 мм, толщина стенки tK= 1 мм:

296

Третий переход Осрг = 6,3-1,335 = 8,4 мм; АОсРз = 8,4 — 6,3 = 2,10 мм,

а разность между внутренним диаметром трубной заготовки (dH) и внутренним диаметром трубы (dK) должна удовлетворять условию

муле (III-1). Необходимо также иметь в виду, что на соотношения

297

между \iDc и р, в переходе может повлиять необходимая величина

зазора С [см. формулу (Х-15)]. Влияние величины этого зазора возрастает с уменьшением диаметра трубы, поэтому при волочении труб малых диаметров рекомендуется в первых переходах прини­ мать увеличенную вытяжку по толщине стенки с тем, чтобы в по­ следних переходах можно было, не вызывая очень высоких напря­ жений волочения, осуществить большую вытяжку по диаметру путем безоправочного волочения. Во всех случаях необходимо иметь в виду, что волочению на оправке всегда предшествует в на­ чальной стадии деформации в каждом переходе процесс осажи­ вания, требующий соблюдения условия (Х-14а).

Напряжения волочения и коэффициент запаса определяют по формулам (IX-61) или (IX-62) в зависимости от требуемой точ­ ности расчетов. В табл. 29, заимствованной у А. В. Юшкова [15], указано распределение вытяжек по диаметру и толщине стенки, применяемое на некоторых заводах.

В этой таблице некоторые величины вытяжек, особенно малые, не являются предельными и приняты не по технологическим, а по техническим и производственным соображениям (стандартность за­ готовки, возможности волочильного стана и т. п.).

298

Вопросы определения допустимых деформаций при волочении стальных труб рассмотрены также в работах [16, 17], а при воло­ чении труб из цветных металлов и сплавов — в работах [18, 19].

Примеры составления переходов при волочении труб на закрепленной цилиндрической оправке

З а д а н и е . Спроектировать переходы для волочения медной трубы разме­

ром 2 0 -0,1ХО ,5-0,03 с пределом прочности 36 кГ/ мм2. Конечное максимальное поперечное сечение

Минимальная вытяжка для получения заданного предела прочности (см. рис. 144 равна 1,65, отсюда минимальное поперечное сечение заготовки

1,65-32,6= 54 мм2.

В соответствии с нормалями некоторых заводов выбирают минимальную трубную заготовку, получаемую прессованием, с размерами 27X23 мм и допусками: по наружному диаметру ±0,1 мм и по толщине стенки ±0,05 мм.

Максимальное (расчетное) поперечное сечение такой заготовки

F„max = л (27 + 0,1 — 2,05) 2,05 = 158 мм2.

Максимальная (расчетная) общая вытяжка

Применительно к данным табл. 29 предварительно выбирают

^ с р = >.5.

Тогда число переходов

пIn 5,6 1,73 = 4,25. In 1,5 0,405

Принимаем п = 5. Уточненная средняя вытяжка составляет

Р‘осщ = | i f = 4'35; 1" +овщ = у 1"4-35; WcP = ьз4.

Ввиду незначительности средней вытяжки по диаметру все частные вытяжки

1*/.= ^11'ср“ ^ 1-34«1,15.

299

Т а б л и ц а 30

Вытяжки по стенке во всех остальных переходах распределяют, исходя из целе­ сообразности некоторого уменьшения вытяжек по ходу процесса. Это может быть проведено, как показано выше, пропорционально увеличению предела проч­ ности.

Таким образом

Для последующих определений применяют формулу (IX-61):

300