Устройство для изготовления проволоки с ультрамелкозернистой структурой

Полезная модель относится к области металлообработки, в частности, к обработки металлов давлением, и может быть использована для производства ультрамелкозернистой проволоки. Техническая задача - повышение качества изготавливаемой проволоки путем обеспечения одновременно высоких прочностных и пластических свойств. Задача решается тем, что для изготовления проволоки с ультрамелкозернистой структурой в устройстве, содержащем соосно установленные в направлении волочения входную рабочую волоку 1, приводной механизм 4 для кручения и знакопеременной деформации и выходную рабочую волоку 6, указанный приводной механизм 4 установлен с возможностью его перемещения вдоль продольной оси и жесткой фиксации в заданном положении, и состоит из изгибающих инструментов 8, каждый из которых установлен с возможностью перемещения друг относительно друга в горизонтальном и вертикальном направлениях. Такое конструктивное выполнение устройства позволяет создать сложную схему напряженно деформированного состояния, способствующего возникновению больших сдвиговых деформаций, обеспечивающих формирование в проволоке ультрамелкозернистой структуры, что приводит к повышению качества изготавливаемого изделия за счет увеличения его прочностных и пластических свойств, равномерно распределенных по сечению. 1 ил.

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности, к волочению, и может быть использована для производства проволоки с ультрамелкозернистой структурой.

Известно устройство для волочения, содержащее последовательно установленные на одной оси направляющий элемент, механизм кручения заготовки и выходную рабочую волоку. При этом направляющий элемент выполнен в виде втулки, а механизм кручения, снабженный приводом вращения, выполнен в виде поводка с направляющим отверстием, радиально смещенным относительно оси канала волоки (см. пат. РФ 2043799, В21C 1/00).

Недостатком известного устройства является невысокое качество изготавливаемой проволоки, которая имеет низкие прочностные и пластические свойства. Это обусловлено отсутствием больших сдвиговых деформаций в результате свободного вращения проволоки в поводке, а также незначительной деформацией изгибом в виду недостаточного отклонения заготовки от оси.

Наиболее близким аналогом к заявленному устройству является устройство, описанное в способе получения ультрамелкозернистых полуфабрикатов волочением с кручением, и состоящее из соосно установленных в направлении волочения входной рабочей волоки, приводного механизма для кручения и знакопеременной деформации и выходной рабочей волоки. При этом указанный механизм состоит из жестко закрепленных изгибающих инструментов (см. пат. РФ 2467816, В21С 1/04, В21С 1/00).

Недостатком данного устройства является низкое качество получаемой проволоки вследствие ее невысоких прочностных и пластических свойств. Это обусловлено сложностью получения достаточных знакопеременных деформаций при жестко закрепленных изгибающих инструментах. Кроме того неизменное положение приводного механизма относительно входной и выходной рабочих волок исключает возможность достижения значительных степеней деформации кручением.

Задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении качества изготавливаемой проволоки путем получения одновременно высоких прочностных и пластических свойств.

Технический результат заключается в создании сложной схемы напряженно-деформированного состояния, способствующего возникновению больших сдвиговых деформаций, обеспечивающих формирование в проволоке ультрамелкозернистой структуры, что приводит к повышению качества изготавливаемого изделия за счет увеличения его прочностных и пластических свойств, равномерно распределенных по сечению.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для изготовления проволоки с ультрамелкозернистой структурой, содержащем соосно установленные в направлении волочения входную рабочую волоку, приводной механизм для кручения и знакопеременной деформации и выходную рабочую волоку, согласно изменению, приводной механизм для кручения и знакопеременной деформации установлен с возможностью его перемещения вдоль продольной оси и жесткой фиксации в заданном положении, и состоит из изгибающих инструментов, каждый из которых установлен с возможностью перемещения друг относительно друга в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично изображено заявляемое устройство.

Устройство для изготовления проволоки с ультрамелкозернистой структурой содержит соосно установленные в направлении волочения входную рабочую волоку 1, размещенную в волокодержателе 2, жестко закрепленном с одной стороны стационарно расположенной рамы 3, приводной механизм 4 для кручения и знакопеременной деформации заготовки 5 и выходную рабочую волоку 6, установленную в волокодержателе 7, расположенном с другой стороны рамы 3. Приводной механизм 4 установлен с возможностью его перемещения вдоль продольной оси и последующей жесткой фиксации в заданном положении. Указанный технический прием позволяет регулировать степень деформации кручением в оптимальных пределах, улучшая механические свойства. Причем данный механизм 4 состоит из изгибающих инструментов 8, установленных с возможностью их перемещения друг относительно друга в горизонтальном и вертикальном направлениях. В качестве изгибающих инструментов 8 могут быть использованы тела вращения с постоянным радиусом, например, ролики, валки, шары и др., а также тела вращения непостоянного радиуса, например, эллипсоиды и др., и сегменты. Таким образом, заявляемая конструкция устройства позволяет создать сложную схему напряженно-деформированного состояния, обеспечивающего возникновение больших сдвиговых деформаций, регулировать степень деформации изгибом путем изменения угла охвата заготовкой 5 изгибающих инструментов 8, сохранить прямолинейность выхода заготовки 5 из входной рабочей волоки 1 и входа ее в выходную рабочую волоку 6 при смене изгибающего инструмента 8. Это обеспечивает повышение качества проволоки.

Устройство для изготовления проволоки с ультрамелкозернистой структурой работает следующим образом.

Передний конец заготовки 5 заостряют и подают во входную рабочую волоку 1, далее заправляют в приводной механизм 4 таким образом, чтобы сохранялась соосность расположения входной и выходной рабочих волок 1 и 6 и заготовки 5. После чего заготовку 5 направляют в выходную рабочую волоку 6. Прикладывая тянущее усилие к переднему концу заготовки 5, последнюю затягивают в выходную рабочую волоку 6, обеспечивая обхват изгибающих инструментов 8 заготовкой 5. После этого подают напряжение на двигатель (на фиг. не показан), приводящий в движение механизм 4 для кручения и знакопеременной деформации. При вращении последнего происходит волочение заготовки 5 с одновременным наложением на нее знакопеременной деформации кручением. За счет этого создается сложная схема напряженно-деформированного состояния в обеих волоках 1 и 6, которое обеспечивает создание больших сдвиговых деформаций, способствующие уменьшению микроструктурных параметров по всему сечению заготовки 5.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет одновременно повысить пластичность и прочность изготовляемого изделия за счет создания ультрамелкозернистой структуры, равномерно распределенной по всему сечению проволоки, а следовательно, повысить ее качество.

Устройство для изготовления проволоки с ультрамелкозернистой структурой, содержащее соосно установленные в направлении волочения входную рабочую волоку, приводной механизм для кручения и знакопеременной деформации с изгибающими инструментами и выходную рабочую волоку, отличающееся тем, что приводной механизм для кручения и знакопеременной деформации установлен с возможностью перемещения вдоль продольной оси и жесткой фиксации в заданном положении, при этом каждый из изгибающих инструментов установлен с возможностью перемещения друг относительно друга в горизонтальном и вертикальном направлениях.