PL234302B1 - Narzędzia do rozdrabniania struktury - Google Patents

Abstract

Narzędzia do rozdrabniania struktury w walcarce skośnej z dwoma walcami charakteryzują się tym, że składają się z dwóch walców (5, 6), przy czym pierwszy walec (5) od strony wejścia posiada pierwszą strefę wejściową (Ia) o tworzącej (1a) nachylonej do osi walca (7), pod kątem α1, za którą sąsiaduje pierwsza strefa pchająca (IIa) o powierzchni walcowej (2a) i średnicy (d), za którą znajduje się pierwsza strefa przeginająca (IIIa) o tworzącej (3a) nachylonej do osi walca (7), pod kątem β1. Za pierwszą strefą przeginająca (IIIa) znajduje się strefa wyjściowa (IV) o powierzchni walcowej (4) i średnicy D. Drugi walec (6) od strony wejścia posiada drugą strefę wejściową (Ib) o tworzącej (1b) nachylonej do osi walca (8), pod kątem α2, z którą sąsiaduje druga strefa pchająca (IIb) o powierzchni walcowej (2b) i średnicy d, za którą znajduje się druga strefa przeginająca (IIIb) o tworzącej (3b) nachylonej do osi walca (8), pod kątem β2.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są narzędzia do rozdrabniania struktury w walcarce skośnej z dwoma walcami.

Dotychczas znanych i stosowanych jest szereg narzędzi służących do rozdrabniania struktury mikrometrycznej materiałów metalowych do struktury nanometrycznej. Rozdrabnianie struktury realizowane jest poprzez wywołanie w kształtowanym materiale dużych odkształceń plastycznych wskutek działania naprężeń ścinających bez zmiany kształtu materiału wyjściowego.

Znane są narzędzia posiadające kanał kątowy, które opisano szczegółowo m.in. w artykule Melicher R. „Numerical simulation of plastic deformation of aluminium workpiece induced by ECAP technology”, Applied and Computational Mechanics, 2009. Narzędzia te składają się zazwyczaj z dwóch połówek, w których znajduje się kanał kątowy. Nachylenie kanału kątowego wynosi zazwyczaj od 90 do 135°. Narzędzia te wykorzystywane są w procesie wyciskania lub przepychania.

Znane są również narzędzia do ciągłego przeginania i prostowania, które zostały przedstawione w opisie patentowym US6197129. Narzędzia te posiadają kształt kół zębatych, które zaprojektowane są w ten sposób, że podczas walcowania materiał jest wciągany pomiędzy walce zębate i między nimi przeginany. W celu poprawnego przeginania materiału w postaci blachy lub płaskownika, wartość luzów międzyzębnego i wierzchołkowego musi być większa od grubości przeganianego materiału.

Znane są również narzędzia do walcowania skośnego opisane w europejskim opisie patentowym EP0703015B1. Narzędzia opisane w tym dokumencie mają kształt stożka ściętego, w którym tworząca jest krzywą stopniowaną. Narzędzia do realizacji procesu walcowania wyrobów drążonych posiadają cztery strefy. Cechą tych narzędzi jest to, że wszystkie trzy posiadają identyczny kształt.

Cechą charakterystyczną obecnie znanych i stosowanych narzędzi do rozdrabniania struktury jest to, że w przypadku wyrobów typu pręt odkształcaniu poddawane są półfabrykaty o stosunkowo niewielkich wymiarach długościowych. Powoduje to niską wydajność tego typu procesów. W przypadku obecnie znanych procesów dużą wydajność można uzyskać wyłącznie w przypadku ciągłego odkształcania wyrobów typu blacha w procesach bazujących na walcowaniu wzdłużnym. Natomiast nie spotyka się procesów i narzędzi bazujących na walcowaniu skośnym do rozdrabniania struktury.

Celem wynalazku jest rozdrabnianie struktury materiałów metalowych w procesie bazującym na walcowaniu skośnym.

Istotą narzędzi do rozdrabniania struktury w walcarce skośnej z dwoma walcami jest to, że składają się z dwóch walców. Pierwszy walec od strony wejścia posiada pierwszą strefę wejściową o tworzącej nachylonej pod kątem do osi pierwszego walca. Za pierwszą strefą wejściową sąsiaduje pierwsza strefa pchająca o powierzchni walcowej, za którą znajduje się pierwsza strefa przeginająca o tworzącej nachylonej pod kątem do osi pierwszego walca. Za pierwszą strefą przeginającą znajduje się strefa wyjściowa o powierzchni walcowej. Drugi walec od strony wejścia posiada drugą strefę wejściową o tworzącej nachylonej pod kątem do osi drugiego walca. Za drugą strefą wejściową sąsiaduje druga strefa pchająca o powierzchni walcowej, za którą znajduje się druga strefa przeginająca o tworzącej nachylonej pod kątem do osi drugiego walca.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że pozwala na rozdrabnianie struktury półfabrykatu w kształcie prętów w sposób ciągły, które nie jest możliwe w przypadku procesów skręcania pod wysokim ciśnieniem HPT, walcowania asymetrycznego oraz cyklicznego walcowania wielowarstwowego. Przedstawione narzędzie umożliwia zastosowanie procesu walcowania skośnego do rozdrabniania struktury.

Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok pierwszego walca od strony walcowej, fig. 2 - widok drugiego walca od strony walcowej.

Narzędzia do rozdrabniania struktury w walcarce skośnej z dwoma walcami w przykładzie wykonania składają się z dwóch walców 5 i 6. Pierwszy walec 5 od strony wejścia posiada pierwszą strefę wejściową Ia o tworzącej 1a nachylonej do osi walca 7, pod kątem a1 = 5°, z którą sąsiaduje pierwsza strefa pchająca Ila o powierzchni walcowej 2a i średnicy d = 280 mm, za którą znajduje się pierwsza strefa przeginająca llla o tworzącej 3a nachylonej do osi walca 7, pod kątem β1 = 20°. Za pierwszą strefą przeginającą llla znajduje się strefa wyjściowa IV o powierzchni walcowej 4 i średnicy D = 320 mm. Drugi walec 6 od strony wejścia posiada drugą strefę wejściową lb o tworzącej 1b nachylonej do osi walca 8, pod kątem a2 = 5°, z którą sąsiaduje druga strefa pchająca llb o powierzchni walcowej 2b i średnicy d = 280 mm. Na końcu walca 6 znajduje się druga strefa przeginająca lllb o tworzącej 3b nachylonej do osi walca 8, pod kątem β2 = -20°.

PL 234 302 B1

Wykaz oznaczeń

1a, 1b - tworząca strefy wejściowej

2a, 2b - powierzchnia walcowa strefy pchającej

3a, 3b - tworząca strefy przeginającej

- powierzchnia walcowa strefy wyjściowej

5, 6 - walce

7, 8 - osie walców la, Ib - strefa wejściowa lla, llb - strefa pchająca llla, lllb - strefa przeginająca lV - strefa wyjściowa d - średnica powierzchni walcowej w pierwszej i drugiej strefie pchającej D - średnica powierzchni walcowej w strefie wyjściowej a1, a2 - kąt nachylenia tworzącej w strefie wejściowej β 1, β2 - kąt nachylenia tworzącej w strefie przeginania

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Narzędzia do rozdrabniania struktury w walcarce skośnej z dwoma walcami, znamienne tym, że składa się z dwóch walców (5), (6), przy czym pierwszy walec (5) od strony wejścia posiada pierwszą strefę wejściową (la) o tworzącej (1a) nachylonej do osi walca (7), pod kątem (a1), z którą sąsiaduje pierwsza strefa pchająca (lla) o powierzchni walcowej (2a) i średnicy (d), za którą znajduje się pierwsza strefa przeginająca (llla) o tworzącej (3a) nachylonej do osi walca (7), pod kątem (β 1), przy czym za pierwszą strefą przeginającą (llla) znajduje się strefa wyjściowa (lV) o powierzchni walcowej (4) i średnicy (D), przy czym drugi walec (6) od strony wejścia posiada drugą strefę wejściową (lb) o tworzącej (1b) nachylonej do osi walca (8), pod kątem (a2), z którą sąsiaduje druga strefa pchająca (llb) o powierzchni walcowej (2b) i średnicy (d), za którą znajduje się druga strefa przeginająca (lllb) o tworzącej (3b) nachylonej do osi walca (8), pod kątem (β2).

   PL 234 302 Β1

   Rysunki

   PL 234 302 Β1

   Fig. 2

   PL 234 302 B1