PL234619B1

PL234619B1 - Narzędzia do rozdrabniania struktury

Info

Publication number: PL234619B1
Application number: PL425175A
Authority: PL
Inventors: Tomasz Bulzak; Janusz Tomczak; Jan Usz Tomczak; Zbigniew Pater; Zbign Iew Pater
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2020-03-31
Also published as: PL425175A1

Abstract

Narzędzia do rozdrabniania struktury w walcarce skośnej z dwoma walcami charakteryzują się tym, że składa się z dwóch walców (8, 9), przy czym pierwszy walec (8) od strony wejścia posiada pierwszą strefę wejściową (Ia) o tworzącej (1a) nachylonej do osi walca (10), pod kątem (α1), z którą sąsiaduje pierwsza strefa ciągnąca (IIa) o powierzchni walcowej (2a) i średnicy d, za którą znajduje się pierwsza strefa przeginająco-odginająca (IIIa). Za pierwszą strefą przeginająco-odginająca (IIIa) znajduje się pierwsza strefa kalibrująca (IVa) o powierzchni walcowej (5a) i średnicy d, zaś na końcu walca znajduje się pierwsza strefa wyjściowa (Va) o tworzącej (6a) nachylonej do osi walca (10) pod kątem β1. Drugi walec (9) od strony wejścia posiada drugą strefę wejściową (Ib) o tworzącej (1b) nachylonej do osi walca (11), pod kątem α2 z którą sąsiaduje druga strefa ciągnąca (IIb) o powierzchni walcowej (2b) i średnicy d, za którą znajduje się druga strefa przeginająco-odginająca (IIIb). Za drugą strefą przeginająco-odginającą (IIIb) znajduje się druga strefa (IVb) kalibrująca o powierzchni walcowej (5b) i średnicy d. Na końcu walca znajduje się druga strefa wyjściowa (Vb) o tworzącej (6a) nachylonej do osi walca (11) 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 znajdują 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 miedzyzębnego 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, z którą sąsiaduje pierwsza strefa ciągnąca o powierzchni walcowej. Za pierwszą strefą ciągnąca znajduje się pierwsza strefa przeginającoodginająca, przy czym za pierwszą strefą przeginająco-odginającą znajduje się pierwsza strefa kalibrująca o powierzchni walcowej. Na końcu walca znajduje się pierwsza strefa wyjściowa o tworzącej nachylonej pod kątem do osi pierwszego walca. Drugi walec od strony wejścia posiada drugą strefę wejściową o tworzącej nachylonej pod kątem do osi drugiego walca, z którą sąsiaduje druga strefa ciągnąca o powierzchni walcowej. Za drugą strefą ciągnącą znajduje się druga strefa przeginającoodginająca. Za drugą strefą przeginająco-odginającą znajduje się druga strefa kalibrująca o powierzchni walcowej. Na końcu walca znajduje się druga strefa wyjściowa o tworzącej nachylonej pod kątem do osi drugiego walca.

Alternatywnie pierwsza strefa przeginająco-odginająca ma wypukłe klinowe powierzchnie pochylone pod kątem względem siebie, zaś druga strefa przeginająca ma wklęsłe klinowe powierzchnie pochylone pod takim samym kątem jak powierzchnie pierwszej strefy przeginająco-odginającej.

Opcjonalnie, pierwsza strefa przeginająco-odginająca ma tworzącą w kształcie łuku wypukłego, zaś druga strefa przeginająco-odginająca ma tworzącą w kształcie łuku wklęsłego.

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, fig. 3 - widok stref przeginająco-odginających w drugim przykładzie wykonania.

PL 234 619 B1

Narzędzia do rozdrabniania struktury w walcarce skośnej z dwoma walcami w przykładzie wykonania składają się z dwóch walców 8 i 9. Pierwszy walec 8 od strony wejścia posiada pierwszą strefę wejściową la o tworzącej 1a nachylonej do osi walca 10, pod kątem a1 = 5°, z którą sąsiaduje pierwsza strefa ciągnąca Ila o powierzchni walcowej 2a i średnicy d = 270 mm, za którą znajduje się pierwsza strefa przeginająco-odginająca Illa z wypukłymi klinowymi powierzchniami 3a i 4a pochylonymi względem siebie pod katem 2γ1 = 166°. Za pierwszą strefą przeginająco-odginającą lIIa znajduje się pierwsza strefa kalibrująca IVa o powierzchni walcowej 5a i średnicy d = 270 mm. Na końcu pierwszego walca 8 znajduje się pierwsza strefa wyjściowa Va o tworzącej 6a nachylonej do osi walca 10 pod kątem β1 = - 5°. Drugi walec 9 od strony wejścia posiada drugą strefę wejściową Ib o tworzącej 1b nachylonej do osi walca 11, pod kątem a2 = 5°, z którą sąsiaduje druga strefa ciągnąca llb o powierzchni walcowej 2b i średnicy d = 270 mm, za którą znajduje się druga strefa przeginającoodginająca lllb z wklęsłymi klinowymi powierzchniami 3b i 4b pochylonymi względem siebie pod katem 2γ2 = 166°. Za drugą strefą przeginająco-odginającą lllb znajduje się druga strefa IVb kalibrująca o powierzchni walcowej 5b i średnicy d = 270 mm. Na końcu drugiego walca 9 znajduje się druga strefa wyjściowa Vb o tworzącej 6a nachylonej do osi walca 11 pod kątem β2 = - 5°

Wykaz oznaczeń a, 1 b - tworząca strefy wejściowej

2a, 2b - powierzchnia walcowa strefy ciągnącej

3a, 3b - klinowe powierzchnie strefy przeginająco-odginającej

4a, 4b - klinowe powierzchnie strefy przeginająco-odginającej

5a, 5b - powierzchnia walcowa strefy kalibrującej

6a, 6b - tworząca strefy wyjściowej

7a, 7b - tworząca w kształcie łuku

8,9 - walce

10, 11 - osie walców la, Ib - strefa wejściowa lIa, llb - strefa ciągnąca lIla, lllb - strefa przeginająco-odginająca IVa, IVb - strefa kalibrująca Va, Vb - strefa wyjściowa d - średnica powierzchni walcowej w pierwszej i drugiej strefie ciągnącej i średnica powierzchni walcowej w pierwszej i drugiej strefie kalibrującej r1, r2 - promień łuku a1, a2 - kąt nachylenia tworzącej w strefie wejściowej β 1, β2 - kąt nachylenia tworzącej w strefie wyjściowej 2γ1,2γ2 - kąt wierzchołkowych klinowych powierzchni strefy przeginająco-odginającej

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Narzędzia do rozdrabniania struktury w walcarce skośnej z dwoma walcami znamienne tym, że składa się z dwóch walców (8) (9), przy czym pierwszy walec (8) od strony wejścia posiada pierwszą strefę wejściową (la) o tworzącej (1a) nachylonej do osi walca (10), pod kątem (a1), z którą sąsiaduje pierwsza strefa ciągnąca (lIa) powierzchni walcowej (2a) i średnicy (d), za którą znajduje się pierwsza strefa przeginająco-odginająca (lila), przy czym za pierwszą strefą przeginająco-odginającą (lIla) znajduje się pierwsza strefa kalibrująca (IVa) o powierzchni walcowej (5a) iśrednicy (d), zaś na końcu walca (8) znajduje się pierwsza strefa wyjściowa (Va) o tworzącej (6a) nachylonej do osi walca (10) pod kątem (β1), przy czym drugi walec (9) od strony wejścia posiada drugą strefę wejściową (Ib) o tworzącej (1b) nachylonej do osi walca (11), pod kątem (a2), z którą sąsiaduje druga strefa ciągnąca (llb) powierzchni walcowej (2b) i średnicy (d), za którą znajduje się druga strefa przeginającoodginająca (lllb), przy czym za drugą strefą przeginająco-odginającą (lllb) znajduje się druga strefa (IVb) kalibrująca o powierzchni walcowej (5b) średnicy (d), zaś na końcu walca (9) znajduje się druga strefa wyjściowa (Vb) o tworzącej (6a) nachylonej do osi walca (11) pod kątem (β2).

PL 234 619 Β1
2. Narzędzia według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwsza strefa przeginające- odginająca (lila) ma wypukłe klinowe powierzchnie (3a) i (4a) pochylone względem siebie pod katem (2y1), zaś druga strefa przeginająca (lllb) ma wklęsłe klinowe powierzchnie (3b) i (4b) pochylone względem siebie pod katem (2y2).
3. Narzędzia według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwsza strefa przeginająco-odginająca (lila) ma tworzącą (7a) w kształcie łuku wypukłego o promieniu (r1), zaś druga strefa przeginająco-odginająca (lllb) ma tworzącą (7b) w kształcie łuku wklęsłego o promieniu (r2)