Деформация при волочении
При волочении на заготовку действуют растягивающие напряжения. Металл должен деформироваться только в сужающемся канале волоки; за пределами инструмента деформация недопустима. Обжатие за один проход небольшое: вытяжка µ = 1,1÷1,5. Для получения нужного профиля проволока протягивается через несколько отверстий уменьшающегося диаметра.
.
Так как осуществляется холодная деформация, то металл наклепывается – упрочняется. Поэтому между протягиваниями через соседние волоки выполняется отжиг (нагрев выше температуры рекристаллизации) в трубчатых печах. Наклеп снимается, и металл заготовки снова становится пластичным, способным к дальнейшей деформации.
Инструмент для волочения
Инструмент – это волока, или фильера, представляющая собой кольцо с профилированным отверстием. Изготавливают волоки из твердых сплавов, керамики, технических алмазов (для очень тонкой проволоки, диаметром менее 0,2 мм). Трение между инструментом и заготовкой уменьшают с помощью твердых смазок. Для получения полых профилей применяют оправки.
Рабочее отверстие волоки имеет по длине четыре характерные зоны (рис. 20): I – входная, или смазочная, II – деформирующая, или рабочая, с углом α = 8÷24º, III – калибрующая, IV – выходной конус.
Допуск на размер проволоки в среднем составляет 0,02 мм.
Рисунок 14 –
Волока
Оборудование для волочения
Существуют волочильные станы различных конструкций – барабанные, реечные, цепные, с гидравлическим приводом и др.
Барабанные станы (рисунок 15) применяют для волочения проволоки, прутков и труб малого диаметра, которые можно сматывать в бунты.
Рисунок 15 –
Барабанный волочильный стан: 1
– вертушка с бунтом проволоки; 2 –
волока; 3
– барабан; 4 – зубчатая передача
Барабанные станы многократного волочения могут включать до 20 барабанов; между ними располагаются волоки и печи для отжига. Скорость движения проволоки находится в пределах 6 – 3000 м/мин.
Цепные волочильные станы (рисунок 16) предназначены для изделий большого сечения (прутков и труб). Длина получаемого изделия ограничена длиной станины (до 15 м). Волочение труб выполняют на оправке.
Р
исунок
16 – Цепной волочильный стан:
1 – волока; 2 – клещи; 3 – каретка; 4 – тяговый крюк; 5 – цепь; 6 – ведущая звездочка;
7 – редуктор; 8 – электродвигатель
Продукция, получаемая волочением
Волочением получают проволоку диаметром от 0,002 до 5 мм, а также прутки, фасонные профили (различные направляющие, шпонки, шлицевые валики) и трубы (рис. 23).
Рисунок 17 – Профили, получаемые волочением
Преимущества волочения
Это высокая точность размеров (допуски не более сотых долей мм), малая шероховатость поверхности, возможность получать тонкостенные профили, высокая производительность, малое количество отходов. Процесс универсален (просто и быстро можно заменить инструмент), поэтому широко распространен.
Важно также, что можно изменять свойства получаемых изделий за счет наклепа и термообработки.
Недостатки волочения
Неизбежность наклепа и необходимость отжигов усложняет процесс. Обжатие за один проход невелико.