Волочильный инструмент

(51)4 В 21 С 3 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР г р ПАТЕТ: Б ь,ЕТЕЛЬСТВУрно-металлур Г,И.Носова и вочный завод Пудоняк 8) тельство СССР 3/02, 1981, 144781,54) ВОЛОЧИЛЬНЬИ ИНСТРУМЕНТ57) Изобретение относится к обла волочильного производства и касает ся изготовления волочильного инстру ОПИСАНИК АВТОРСКОМ( 71) Магнитогорскийгический институт имМагнитогорский калибим.60-летия СССР(56) Авторское свидеВ 984548, кл, В 21 СПатент Англии Р 1кл, В 21 С 3/02, 96 мента, Цель изобретения - увеличениедолговечности и упрощение разборки,Волочильный инструмент содержит волоку 1 из износостойкого материала,стальную обойму 2 и промежуточныйслой 3 из мягкого материала с пределом текучести, равным 0,5 - 0,9 предела текучести материала .обойи 1. Напосадочной поверхности обоймы выполнены канавки с площадью поверхностигребней, контактирующих с промежуточным слоем, составляющей 0,1 - 0,7площади посадочной поверхности обоймы, при этом глубина канавок составляет 0,3 - 0,95 толщины промежуточно".го слоя, Кроме того, канавки на поверхности обоймы выполнены резьбовыми, Угол наклона образующей канавокк оси посадочной поверхности равен100 - 170 . 2 з,п, ф-лы,2 ил., 2 табл1 14Изобретение относится к областиволочильного производства и касается изготовления волочильного инструмента,Цель изобретения - увеличениедолговечности и упрощение разборкиНа фиг.1 изображено устройство,общий видпродольный раз О ез , нафиг.2 - узел 1 на фиг.1.Волочил ьный инструмент содержитволоку 1, обойму 2 и промежуточныймежду обоймой и волокой слой 3 измягкого материала,Промежуточный слой выполнен изматериала с пределом текучести, равным 0,5 - 0,9 предела текучести материала обоймы. На посадочной поверхности обоймы выполнены канавки 4,при этом площадь поверхности гребней,контактирующих с промежуточным слоем,составляет 0,1 - 07 площади посадочной поверхности обоймы, а глубинаканавок составляет 0,3 - 0,95 толщины промежуточного слоя.Кроме того, канавки на поверхности обоймы выполнены резьбовымиУгол наклона образующей канавок иопосадочной поверхности равен 100-170,Выполнение промежуточного междуволокой и обоймой слоя из материалас пределом текучести материала обоймы снижает долговечность волокивследствие снижения жесткости соеди-нения при циклических нагрузках волочения.Выполнение промежуточного междуволокой и обоймой слоя из материалас пределом текучести более 0,9 предела текучести материала обоймы снижает долговечность волоки из-за концентрации напряжений в промежуточном слое при посадке волоки в обойму,Выполнение площади гребней канавок, контактирующей с промежуточнымслоем, более 0,7 и менее 0,1 площадипосадочной поверхности обоймы снижает долговечность волоки из-эа концентрации напряжений в промежуточномслое, обоймеи .волоке при посадкеволоки в обойму,Глубина канавок менее 0,3 и более0,95 толщины промежуточного слоя также снижает долговечность волоки иэза повышенных напряжений, возникающих в волоке при сборке инструмента,П р и м е р, Волоку диаметром50 мм из твердого сплава ВК-б устанавливали в обойму из стали 45 с пределом текучести Ь,ь=360 МПа, Диа 77497 Ю 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Как следует иэ табл, 1, использование материала промежуточного слоя с пределом текучести менее 0,5 предела текучести материала обойма не приводит к увеличению долговечности предлагаемого инструмента при любых параметрах площади поверхности гребней канавок, контактирующих с промежуточным слоем, При Б в с /свыше 0,9 напряжения деформации промежуточного слоя приводят к метр посадочной поверхности обоймы50,1 мм. Сборку производили тепловымспособом, для чего нагревали обоймуо,до 800 С. Диаметр посадочной поверхности нагретой обоймы 50,6 мм. Переднагревом обоймы и размещением в нейволоки на посадочной поверхности волоки размещали промежуточный слойматериала толщиной 0,25 мм, многократным погружением волоки в ванну срасплавом материала слоя Посадочныйдиаметр волоки после этого составил50,5 мм На посадочной поверхностиобоймы резьбовыми гребенками выполняли канавки с метрической резьбой.После размещения волоки в обойме осу"ществляли охлаждение собранного инструмента, в результате чего промежуточный слой сжимался между сближающимися поверхностями волоки.иобоймы и пластически деформировался гребнями канавок и вытеснялся вполости канавок, Уменьшение за счетевыполнения канавок площади поверхности обоймы, деформирующей промежуточный слой, снизило величину необходимого для пластической деформации материала слоя удельного давления, Этопривело к уменьшению напряжений сжатия волоки обоймой, В то же время,после сборки инструмента, между волокой и обоймой остался малопластичный промежуточный слой, прочно удерживающий волоку в обойме при переменных нагрузках волочения.Конкретные примеры выполненияпредложенного инструмента с результатами опытного волочения этим инструментом стального профиля диаметром 20 мм на волочильном стане представленыв табл.1 и 2. В табл.1 отражено влия"ние контактирующей с промежуточнымслоем площади поверхности гребнейканавок на долговечность предложен"ной волоки, при различном пределетекучести материала промежуточногоСЛОЯ Ь 01 П.сразрушению волоки при ее посадке вобойму,Выполнение площади поверхностигребней канавок более 0,7 площадипосадочной поверхности обоймы приводит к растрескиванию заделываемойв обойму волоки при всех соотношениях 0,5 ( йоас / йо0,9, приводящих к увеличению долговечности во Олоки, При увеличении площади поверхности гребней канавок возрастает ширина гребней. Удельное же усилие деформации промежуточного слоя гребнем прямо пропорционально ширине 5гребняПовышенные напряжения деформации промежуточного слоя приводятк повышенным напряжениям в волоке отзаделки в обойму.При площади поверхности гребней 20канавок менее 0,1 площади посадочнойповерхности обоймы усилие волочения,передаваемое от волоки через промежуточный слой на обойму по гребнямканавок становится достаточным для 25пластической деформации даже малопластичного промежуточного слоя, Этоприводит к снижению жесткости заделки волоки при волочении и выходу ееиз строя, 30Выполнение плошади гребней канавокв пределах 0,7 - О, 1 площади посадочнойповерхности обоймы приводит к ростуобъема производимой при помощи предложенного устройства продукции на5-20 . по сравнению с известным,35Влияние глубины канавок на долговечность волоки при оптимальном сочетании полученных в опытах (табл,1значениях предела текучести промежуточиого слоя и плошади поверхностигребней канавок, обеспечивающих повышение долговечности волоки на 203по сравнению с известным устройством,отражено в табл.2.45Как следует из результатов экспериментов (табл.2), при глубине канавок, выполненных из посадочной поверхности обоймы, менее 0,3 толщиныпромежуточного слоя, объем волочения предложенной волокой снизился50из-за роста напряжений в волоке приее посадке в обойму в связи с переполнением объема канавок, предназначенных для затекания деформируемогопри посадке волоки промежуточногослоя,При глубине канавок свыше 0,95толщины промежуточного слоя долговечность волоки также снизилась иэ-эаперенапряжения волоки при посадкев обойму и последующего ее растрескивания в процессе волочения. 11 еренапряжение волоки в этом случае наблюдается в конце периода деформациипромежуточного слоя, когда усилиедеформации промежуточного слоя увеличивается из-эа уменьшения его толщины между гребнями канавок и посадочной поверхностью обоймы,Глубина канавок 0,3 - 0,95 толщины промежуточного слоя при использовании промежуточного слоя иэ материала с пределом текучести, равным0,5 - 0,9 предела текучести материала обоймы, и при выполнении плошадигребней канавок в пределах 0,1 - 0,7площади посадочной поверхности обоймы обеспечивает повышение долговеч"ности предлагаемого инструмента посравнению с известным до 207.Выполнение канавок резьбовыми,а также выполнение угла наклона образующей канавок к посадочной поверхности 100-70 дополнительно позволяют упростить разборку инструментов,Формула иэ обретения1, Болочильный инструмент, содержащий стальную обойму, волоку, выполненную из иэносостойкого материала,и промежуточный между волокой и обоймой слой мягкого материала, о т л ич а ю щ и й с я тем,. что, с цельюувеличения долговечности и упрощенияразборки, промежуточный слой выполнен из материала с пределом текучести, равным 0,5 - 0,9 предела текучести материала обоймы, з на посадочной поверхности обоймы выполненыканавки с площадью поверхности гребней, контактирующих с промежуточнымслоем, составляющей 0,1 - О,7 площади посадочной поверхности обойы,при этом глубина канавок составляет0,3 - 0,95 толщины промежуточногослоя,2, Инструмент по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения разборки, канавки выпопнены реэьбовыми,3, Инструмент по пп,1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что уголнаклона обраэующей канавок к оси посадочной поверхности равен 00-1701477497 о, г п.с Отношенн епл ощади Результаты опытного волоченияДолговечОбьемволочеПричины выхода инструмента из строя поверхности гребнейканавок и ния Я, ) т площадипосадс-ной поверхности обоймы,гроб ным устройствоя Я,9 сЕ о Снижение жесткости заделкиволокиОт 1 20 0,71 19 Растрескиваниеволоки 0,6=320 МПа) 0,30,10,09 19 Р астр ескив ание волокиИзнос волоки1 0-1 С, об ( мат ери ал пр омежуточного слоя ) 0,49=180 МПа) 0,91 ( сталь 40, 6) = =330 МПа) 0,7 0,5 0,3 0,1 2123,223,221 23,2 23,2 23,2 23,2 18 23,2 23,2 23,2 23,2 18 21,6 23,2 23,2 21,6 18 ность волоки посравнениюс извест 520205 20 20 20 20 -10 10 20 20 1 О -10 ь Т аблица 1РастрескиваниеволокиИзнос Волоки111 ти заделки волоки Растрескивание воСнижение же сткостизаделки волокиСнижение жесткости заделки волокиРастрескивание волокипри посадке в обойму1477497 Т аблиц а 2 Отношение глубины канавок к толшине промежуточногослояОв 29 03 Ое 5 Оэ 7 0195 096 Долговечность волоки по сравнению с известным устройством,% при о, пс--- . -- =О, 5-0, 9 Ьо,т оеи Бр/8 =0,1-07 0 10 20 20 10 0 Составитель Н,УмнягинаРедактор Л,Гратилло Техред Л,Олийнык Корр ект бручар дписно Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгоро Гагари.и,Заказ 2193/13 Тираж 694ВНИИПИ Государственного комитета13035, Иосква, Ж изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС5, Раушская наб., д. 4/5