Способ ломки проката
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ (1)863204 (6 ) ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.1279 (21) 2859130/25-27 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет
Опубликовано 150981 бюллетень №34
Дата опубликования описания 1509.81 (51) М. К,.
В 23 D 31/00
В 23 D 27/00
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий () 4((621,.96 (088. 8) (72) Авторы изобретения
Ю.И.Головин и В.М.Умрихин
Тамбовский институт химического машиностроения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЛОМКИ HPOKATA
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в заготовительных цехах машиностроительных заводов.
Известен способ ломки проката на заготовки, включающий выполнение на прокате надреза и обжатие его импульсным магнитным полем (1) .
Недостатками данного способа являются значительная энергоемкость процесса, а также низкое качество получаемых заготовок вследствие отрицательного влияния сжимающих напряжений в части сечения проката.
Цель изобретения — снижение энергоемкости йроцесса и повышение качест ва получаемых заготовок.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ломки проката на заготовки, включающему выполнение 2О на прокате надреза и обжатие его импульсным магнитным полем, частоту импульсного магнитного поля выбираЮт в пределах
25 1 Р— 1М О -, со а надрез выполняют глубиной, превышаt\ ющей 1 тр
8< — 1 ю где R — радиус разделяемого проката г
Со- скорость распространения упругих волн в материале проката;
M — Частота импульсного магнитного роля;
9 — удельное сопротивление материала проката.
На фиг. 1 изображен график зависимости 6„
Н .о где 6 — суммарные осевые напряжения
22, в плоскости разделения проката;
Но- напряженность магнитного поля;
Z — текущая координата точки в поперечном сечении проката.
На фи г. 2. - график з ависимости от и Ф1. где Ф вЂ” толщина скин-слоя.
На фиг. 3 - график зависимости Н от d где d — глубина надреза (концентратора напряжения) .
Положительный эффект достигается эа счет оптимизации параметров им86 3204
15
ЗО
С другой стороны
-7
=4-Л 10
Формул а и з обр ет ен и я откуда а7 =10 .Р 7У
4T10 Й
60 пульсного поля и глубины концентратора. Как известно, механические напряжения в проводящей среде, помещенной в импульсное магнитное поле, обусловлены действием электродинамических сил, пропорциональных g, P (.(- плот ность тока,  — индукция магнитного поля) и термического расширения, пропорционального
Магнитное поле и ток с ростом частоть) вследствие скинэффекта все больше концентрируется в припов ерхнос тном слое проката. Осевые электродинамические напряжения G растягивающие по всему сечению и при сильном укорачивании импульса (o g, толщина скин-слоя; R — радиус проката), аналогичны простому гидродинамическому обжатию давлением и. Н1 о 1
Термические осевые напряжения 8» имеют знакопеременный характер: в центральных областях они растягивающие, в приповерхностных — сжимающие.
Суммарные осевые напряжениями =8
+6» обуславливающие разрушение по концентратор. также энакопеременны (см.фиr.1). С ростом частоты точка смены знака смещается к наружной поверхности, а сами напряжения немонотонно возрастают до своих асимптомических значений. Эта зависимость определяет значение о (R в 0, 3, см. фиг.2), выше которого эффектив— ность преобразования электромагнитной энергии в упругую резко падает (ср.кривые 6, 7 на фиг.1, о (R О, 3) и кривые 4,3 и 2 (o /R i 0,3) .
Кри терий с (R < О, 3) дает бЛ 1 9 о /Q (p, 3 — э — < 0,1 — " сР (О, R 10 — магнитная постоянная; р- магйит7 ная проницаемость, рав ная единице в больших полях; у — удельное сопротивление; о — частота поля.
Следовательно
i аq,1ß
4Л (О
Условйе квазистотичности нагрузки в радиальном направлении (условие отсутствия волн напряжений по радий усу проката) дает 1 Ъ или дх
Со Со
Следовательно для частоты ии
<о с иихф я
Со т.е. имеется ограниченный диапазон частот, в котором при фиксированной амплитуде поля можно получить наибольшую амплитуду раст ягив ающих н апряжений. Вне этого интервала эффективность преобразования магнитного поля в механическне напряжения существенно падает. С другой стороны глубина концентратора должна быть больше толщины сжатого поверхностного слоя, которая при 8 (R 6 О, 3 составляет О, 4 — О, 6 толщины скин-слоя (фиг.2, кривая 2) .
Тогда дл я эф фекти вно го снижени я прочности. глубина концентратора d
1 должна быть больше 0,6 « = <-,(о-7щ
6 ° 10 z" —, При существенно меньшем .)р значений вершина концентратора попадает в область сжимающихся напряжений и он становится неэффективным.
Пример. В импульсном соленоиде разрушаются стержни из силумина диаметром 10мм. При указанных значениях частоты поля и глубины концентратора разделение по концентратору происходит в полях порядка 0,8 ° 10 — (фиг. 3) P. ,При меньших значениях глубины надреза значения критического поля — nb- рядка 1, 7 ° 10 —, т. е. более чем в 2
7 д раза выше. Нанесение концентратора глубиной до значения Я 0,5 с(" вообще не влияет на величину критическоro поля, что подтверждает приведенные условия. Степень отклонения плоскости разрушения от нормали к оси при выполнении условия для d не превышает 0,5 мм. При меньших эначенйях
d трещина зарождается из внутренних областей и значительно (до 2-3 мм) отклоняется от нормали к - оси, так как при распространении попадает в область сжимающихся поверхностных н апр яж ений, что определяет ее н ест абильность, Таким образом, предлагаемый способ ломки позволяет снизить энергоемкость процесса ломки и повысить качество получаемых заготовок.
Способ ломки проката на заготовки, включающий выполнение на прокате надреза и обжатие его импульсным магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса и повышения качества получаемых заготовок, .частоту импульсного магнитного поля выбирают в пределах ч P
Ъ w7 10
<о а надрез выполнщцт глубиной, перевыш ающей 6 10 Я5
863204
Рб
Р2
Фи7.1
-1
Зд
8с 10 Йм
1.6
О, Фигз
Составитель В.Морозов
Редактор N.Погориляк Техред С.Йигунова
Корректор С.Шекмар
Заказ 765 3/18 Тираж 1151 Подпи си се
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г.ужгород ул .Проектная где R — радиус разделяемого проката
Со- скорость распространения упругих волн в материале проката1
w — частота импульсного магнитного пол я
dzz(í н.а
Р— удельное сопрот и влени е материала проката.
Источники информации, принятие во внимание при экспертизе
1, Авторское свидетельство СССР
Р 607621, кл. В 21 D 21/00, 1976.
0 д 4О д1 М 1 ig
Ðèl.2
