Производство профилей волочением

Волочение - процесс протягивания прутка через отверстие, размеры которого меньше, чем исходные размеры прутка. При этом длина прутка увеличивается, а поперечное сечение приобретает форму отверстия с одновременным уменьшением поперечного сечения. Волочение производят в холодном состоянии. Исходным материалом могут быть горячекатаный пруток, сортовой прокат, проволока, трубы. Волочением обрабатывают стали, цветные металлы и сплавы.

Основной инструмент при волочении сплошных профилей - волоки различной конструкции, а при волочении полых профилей - волоки и оправки к ним (рис. 6.4).

Волока 1 закрепляется в обойме 2, которая затем крепится на жесткой волочильной доске. Волока работает в сложных условиях - большое напряжение сочетается с износом при протягивании. Поэтому их изготавливают из твердого металлокерамического сплава, состоящего из карбидов вольфрама, титана, бора и др. Для получения особо точных профилей волоки изготавливают из алмазов. Волоки имеют сложную конфигурацию: входная часть обычно выполняется сферической, затем располагается смазывающий конус I, за ним деформирующий II с углом в вершине a.

Угол а зависит от твердости обрабатываемого материала, от сечения заготовки, а также от коэффициента контактного трения и составляет 8-24°.

За деформирующей частью располагаются цилиндрический калибрующий поясок (III) и выходной конус (IV).

Волочение характеризуется наличием растягивающего напряжения, действующего вдоль оси исходной заготовки. Поэтому степень деформации ограничена и не превосходит за один проход 30...35 %, а при калибровке - 8...12 %. Для получения качественного профиля не допускается его деформация после выхода из волокон. В связи с этим напряжение волочения не должно превосходить предел текучести материала при температуре обработки. Чтобы повысить предел текучести, обработку проводят в холодном состоянии.

Холодное волочение создает наклеп. Для его устранения требуется промежуточный отжиг. Образующаяся окалина удаляется травлением.

Волочением обрабатывают проволоку, в том числе и с минимальным диаметром до 0,002 мм, прутки диаметром 5...150 мм (заготовки храповых колес, шпонок и т. п.), трубы диаметром 0,6... 400,0 мм с толщиной стенки 0,05...15 мм, проволоку диаметром 0,002 мм и выше. Профили, полученные волочением, могут иметь простое или фасонное поперечное сечение.

Рисунок 6.4 - Сферическая входная часть волоки: I - смазывающий конус; II - деформирующий конус, III - калибрующий поясок, IV- выходной конус

Рисунок 6.5 - Разновидности сложных (а) и пустотелых (б) профилей, полученных волочением

Волочение труб проводится как с утонением, так и без утонения стенок. При калибровке может быть достигнута точность размеров, соответствующая 7...8 квалитетам, и параметр шероховатости Ra=0,32 мкм. Таким образом, калиброванная заготовка практически не требует последующей механической обработки.

На рис. 6.5, а представлены примеры некоторых сплошных профилей, получаемых волочением, а на рис. 6.5, б - схемы получения пустотелых профилей на примере трубы. Волочение обеспечивает высокую точность размеров, малую шероховатость поверхности, большую степень упрочнения. Изделия после волочения, как правило, механически не обрабатывают.