Способ изготовления периодических профилей

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (11) 00, В 21 Н 8/00 ЗШ В 2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ снирения стей и и ехнологических во ышения качества п иле дейормируюколебания им инструментам сообщают различными частотами,оторых больше 0,85 и мен ность частот колебанийтношение е 1, ар инструментов выбирают из соотношения О, - 2=-ство СС1978.во СССР1977. астоты колебаний инНИЯ ПЕРИОДИ тическогоовк ельно део т л и - с целью ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР,ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Минский радиотехнический институт(56) 1. Авторскь СР 596347, кл. В2. АвторскоетР 564068, кл, В3, Авторское тво СССРУ 469510, кл. В 1973.(54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕ ЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ путем плас дейормирования исходной за при ее перемещении относит формирующих инструментов, ч а ю щ и й с я тем, что,45 стоументов, Гц; - коэААициент, зависящийот противонатяжения; - скорость перемещениязаготовки относительно инструментов, мА; - путь, проходимый заготовкой в течение одного периода групповых колебаний инстру- аментов (биений), м.40 где 1, и 1К 45 50 Изобретение относится к обработкеметаллов давлением и может быть использовано для получения длинномерных периодических профилей в виделент и полос,Известен способ изготовления профилированной полосы путем прокаткиее в валках с использованием электропластического эФФекта, в которомпрофилирование достигается изменением сопротивления деформации металлаи, соответственно, степени деформации в момент подачи поперек прокатываемой заготовки через валки импульсов электрического тока высокойплотности 1,Недостатком способа является егобольшая энергоемкость, так как дляпроявления электропластического эф- .Ьекта необходимо через очаг деЬормации пропускать токи высокой плотности (10-10 А/мм). Это требует специальных источников питания, усложняет конструкцию оборудсвания. Кроме этого, механические свойства полосы вдоль ее длины будут периодическиизменяться (будут различными в местах, где деЬормирование осуществлялось с электрическим током и безнего), что нежелательно.Известно устройство для прокаткипроЬилей переменного сечения, в котором переменный проЬиль прокатываемого иэделия получается при изменении расстояния между валками с помощью спепиального кулачкового механизма 2. Недостатком такого способа является сложность его практической реализации, так как необходим специальный механизм для перемещения одного из валков и, кроме этого, при этом не обеспечится достаточная точность профиля вследствие нежесткости валковой системы.Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления периодических профилей, путем пластического дейормирования исходной заготовки при ее перемещении относитель-. но деЬормирующих инструментов (бандажированных валков с эксцентриковой осью) 3 .Недостатком данного способа является узкий диапазон его технологических возможностей, так как с одними валками можно получить проЬиль с одним периодом. Для изменения периода необходимо применять другиевалки, что требует дополниетльныхзатрат времени, труда и материальных ресурсов.5 Кроме этого, указанный способ непозволяет обеспечить высокого качества получаемых изделий, особеннопри прокатке труднообрабатываемыхметаллов, вследствие неравномерности 1 О наклепа металла и неравномерностиего механических свойств вдоль линиизаготовки. В местах утоньшения профиля степень наклепа металла и уровень остаточных напряжений будет 15 выше, чем в местах утолщения, чтоприводит к образованию трещин и расслоений в полученном изделии, произ-,вольном изменении его Ьормы и геомет"рических размеров при релаксации ос таточных напряжений. Вследствие вы"еского сопротивления деЬормации металла будет происходить быстрыи износ валков и ухудшение качества обработанных поверхностей профиля.Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа иповьппение качества получаемого профиля.Указанная цель достигается тем,что согласно способу изготовленияпериодических проЬилей путем пластического деЬормирования исходной заготовки при ее перемещении относительно деЬормирующих инструментов, деЬормирующим инструментам сообщают колебания с различными частотами, отношение которых больше 0,85 и меньше 1,а разность частот колебаний инструментов выбирают из соотношения частоты колебанийинструментов, Гц,коэффициент, зависящий от противонатяжения,скорость движения заготовки относительноинструментов, м/с;путь, проходимый заготовкой в течение одного периода групповых колебаний инструментов (биений),м, 55 На Фиг, 1 показаны временные диаг..раммы,колебаний инструментов; наЬиг. 2 и Ьиг. 3 - схемы устройствдля реализации способа; на Фиг, 4, 5и 6 - микрофотографии полученных периодических проАилей,При пластическом деАормированииметалла инструментами, воздействующими на заготовку с противоположныхсторон и перпендикулярно ее оси иимеющими разницу в частотах. колебаний, будет периодически происходитьсмена Аазы их колебаний относительно друг друга, т.е. периодическисинфазный режим работы будет изменяться на противоАазный (явление биений). Сказанное подтверждается временной диаграммой колебаний инструментов, показанной на Аиг. 1.Как видно из Аиг. 1, в момент,обозначенный точкой 0 , деформирование металла будет происходить преимущественно в режиме синАазных колебаний двух инструментов. При этом зазор между инструментами будет мини,мальный, равный ,1 ( 11 - толщина заготовки). ДеАормация обрабатываемогометалла в этом случае будет максимальной. 1 О2025 При противоАазных колебаниях инструментов (точка 0 ) зазор между инструментами будет максимальный, равный и + 2 А, где А - амплитуда колебаний, т.е, на заготовке образуется 30 утолщение, так как деформация обрабатываемого металла в этом случае будет минимальной. Период повторения проАиля будет зависеть от соотношения частот и скорости движения заготовки, а глубина проАилирования (волнистости) будет зависеть от амплитуды колебаний, В случае, если по предлагаемому способу необходимо изменить периодичность проАиля или 40 глубину профилирования заготовки, никаких конструктивных изменений в технологическом оснащении не производят, а изменяют частоту колебаний одного из инструментов (в пределах 45 резонансной характеристики) или амплитуду колебаний инструментов соответственно. При этом колебания распространяются по заготовке равномерно по всей ее длине в режиме бегущей 50 волны, что обеспечивает равномерность механических свойств металла заготовки.Увеличится и геометрическая точность получаемого проАиля, так как она будет зависеть в основ ном от стабильности частоты генераторов, амплитуды колебаний, которые можно стабилизировать электрическими методами и контролировать в процессе обработки. Повышается также качество поверхности проАилированной заготовки. Зто объясняется тем, что при деАормировании металла с помощью колеблющихся инструментов происходит постоянный разрыв контакта между инструментами и заготовкой. Это приводит к уменьшению сил трения и ад гезионного взаимодействия металла с инструментами и, следовательно, уменьшению степени шероховатости обработанной поверхности. Кроме этого, при колебаниях инструментов происходит сглаживание микрогребешков на поверхности металла и следов, оставляемых инструментами, что в комплексе позволяет получать проАили, имеющие степень шероховатости обработанных поверхностей, соответствующие 9-11 классу при степени шероховатости инструментов, соответствующей 7-8 классу.Для получения проАилей из относительно пластичных металлов и сплавов (медь, бронза, сталь) применяется устройство, изображенное на фиг. 2, Оно состоит из инструментов 1 н 2, к которым подсоединены источники колебаний, например, магнитострикторы 3 и 4. Протягивание загото,вки (например, проволоки) осуществляется с помощью приводных бобин 5 и 6. Привод бобин осуществляется от двигателей постоянного тока (не показаны).Для получения проАилей из трудно- обрабатываемых металлов, например тугоплавких, применяется устройство, изображенное на фиг. 3. Для повышения пластичности металлов устройство (Аиг. 3) дополнительно оснащено нагревателем 7. Для исключения окисления металла при высокотемпературной обработке нагрев и деформирова-. ние его осуществляют в вакуумной камере 8 (или в среде инертного газа).С помощью устройства, изображенного на Аиг. 2, предлагаемьп 1 способ реализуется следующим образом.Обрабатываемая заготовка (например, проволока из молибдена 9 О, 1 мм) наматывается на приводные бобины 5 и 6. Инструменты 1 и 2 подводятся к проволоке, после чего на них подаются ультразвуковые колебания, частота которых выбирается в соответст1131582 10 1 2 б 2.2 вии с предлагаемой формулой, в зависимости от необходимого периодаповторения профиля и скорости движения заготовки, а амплитуда колебаний - в зависимости от глубины профилирования, Например, если необходимо получить период повторения профиля 4 мм и глубину профилирования0,01 мм, то частота колебаний верхнего инструмента должна быть35,2 кГц, нижнего - 35,15 кГц, амплитуда колебаний каждого из инструментов - 10 мкм при скорости движения заготовки 0,2 м/с.После установления указанных режимов включается привод бобин 5 и 6и устанавливается необходимая степень обжатия проволок (например,50 Х). Расстояние между инструментами при этом должно быть 0,052 мм.При протягивании проволоки междуинструментами, колеблющимися с разными частотами, происходит ее деформирование в ленту с одновременным периодическим профилированием,25На Фиг. 4, 5, 6 показаны примерыполученных лент с периодическим профилем. Ленты изготовлены из молибденовой проволоки с помощью устройства фиг, 2. При этом частота ультразвуковых колебаний при полученииленты, показанной на фиг. 4, была равной 1 = 35,2 кГц, 1 = 35,15 кГц, амплитуда колебаний инструментов 10 мкм, скорость движения проволоки 0,2 м/с на фиг. 5 1 = 35,2 кГц, 1 = 34,7 кГц, А= А = 10 мкм, скорость - 0,2 м/с; на фиг. 6= 34,7 кГц,= 32,2 кГц, амплитуда = 5 мкм, скорость равна 0,2 м/с. При этом полученные ленты имели следующие параметры: фиг. 4 - период повторения профиля равен 4 мм, глубина профилирования - 10 мкм; фиг. 5 - период повторения профиля равен 0,4 мм, глубина профилирования - 10 мкм; фиг. 6 - период повторения профиля равен 0,08 мм, глубина профилирования - 5 мкм.Таким образом, по сравнению с известными способами получения периодических профилей предлагаемый способ позволяет получать профили с различным периодом повторения и глубиной профилирования без изменения схемы реализации и дополнительных затрат труда и применения других инструментов, что расширяет его технологические возможности. Кроме этого повышается геометрическая точность получаемого профиля и равномерность физико-механических свойств металла вдоль длины профиля, что повышает его качество.