1.4.2 Разрезка кручением

Рисунок 1.18 – Схема разрезки кручением

Применяют для разделения на заготовки прутков круглого профиля и преимущественно труб. Пруток 1 (рисунок 1.18) его отделяемая часть зажаты зажимами 2 и 3. На поверхности прутка по плоскостям раздела нанесены концентраторы в виде круговых V – образных канавок. Зажим 3 может поворачиваться вокруг оси и перемещаться вдоль неё. При повороте зажима 3 с зажатой в нём отрезаемой частью прутка происходит отрезка кручением. Возможность отрезки кручением и качество поверхности раздела определяются механическими свойствами разрезаемого металла. Разрезка кручением хрупких сталей (Р18, 3Х2В8, ХВГ, 9ХС и др.) невозможна, а при разрезке вязких сталей получается некачественные заготовки, поэтому способ пригоден только для разрезки прутков и труб из среднеуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей 35–50, 35Х, 40ХС, 65Г и титановых сплавов, а также труб из сталей 20, 20Г, 20Х. Этим способом можно отрезать заготовки длиной более одного диаметра от прутков и более трёх диаметров от труб. С применением вставок можно отрезать от труб заготовки длинной от 0,8 внешнего диаметра сечения.

Необходимый для разрезки крутящий момент определяют по формулам:

Для прутка:

; (1.8)

Для трубы:

; (1.9)

Усилие зажима прутка:

; (1.10)

Усилие отрыва:

; (1.11)

где

- касательное напряжение сдвига; - предел упругости на сдвиг; - относительный сдвиг при разрушении; - относительный сдвиг, соответствующей пределу упругости; ; - внутренний диаметр трубы; - коэффициент контактного рения в зажимах; h – глубина V – образной канавки.

Наиболее рациональная область применения разрезки кручением – разделение толстостенных труб на заготовки.

1.4.3 Холодная ломка

Способ представляет собой разделение проката на заготовки разрушением по предварительно нанесённым концентратором напряжений (надрезам) путём поперечного статического или динамического нагружения.

Холодная ломка используется для разделения проката из твёрдых металлов: сталей 45, 40Х, ШХ15 и др. способ применяется для разделения прутков с диаметром сечения более 50 мм на заготовки с соотношением .

Различают одноопорную, двух опорную и консольные схемы комки (рисунок 1.19).

а) б)

в)

Рисунок 1.19 – Схемы холодной ломки

Ломке предшествует разметка прутка и нанесение на нём концентратора на глубину h:

(1.12)

где а – высота или диаметр сечения; k = 1÷2 – коэффициент, зависящий от прочности стали (для хрупких сталей k= 1).

Ширина надреза зависит от способа его нанесения и не превышает 5–8 мм. Ломку выполняют на универсальных кривошипных и гидравлических прессах.

Усилие комки определяют по формулам:

для круглого профиля:

(1.13)

для квадратного профиля при комке по стороне:

(1.14)

для квадратного профиля при комке по диагонали:

(1.15)

где - коэффициент учитывающий характер действия усилия и форму сечения ( – при ломке круглого и квадратного профиля по диагонали; – при ломке квадратного профиля по стороне сечения); d, a – диаметр или сторона квадрата сечения; L – расстояние между опорами ( ).

Преимуществами холодной ломки является малая энергоёмкость, простота и долговечность инструмента, безотходное разделение проката больших сечений, использование универсальных прессов. К недостаткам следует отнести не универсальность, необходимость наличия концентратора напряжений, специальные меры безопасности, образование торцевых трещин у некоторых высоколегированных сталей.