RU2679128C1 - Method of rod separation for long workpieces - Google Patents

Method of rod separation for long workpieces Download PDF

Info

Publication number
RU2679128C1
RU2679128C1 RU2018100242A RU2018100242A RU2679128C1 RU 2679128 C1 RU2679128 C1 RU 2679128C1 RU 2018100242 A RU2018100242 A RU 2018100242A RU 2018100242 A RU2018100242 A RU 2018100242A RU 2679128 C1 RU2679128 C1 RU 2679128C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plane
separation
bar
rod
workpiece
Prior art date
Application number
RU2018100242A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Иванович Поксеваткин
Дмитрий Игоревич Бакланов
Светлана Викторовна Герман
Дмитрий Михайлович Поксеваткин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2018100242A priority Critical patent/RU2679128C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2679128C1 publication Critical patent/RU2679128C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D3/00—Cutting work characterised by the nature of the cut made; Apparatus therefor
    • B26D3/16—Cutting rods or tubes transversely
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D23/00—Machines or devices for shearing or cutting profiled stock

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to metal forming. Method for dividing a rod into long workpieces is described, including feeding the rod before aligning the plane of separation with the plane of introduction of a wedge tool, made in the form of a roller with a V-shaped working edge, giving the rotary motion to the wedge tool, simultaneous one-sided relative to the axis of the rod, the application of a deforming force to the wedge tool and the pressing force to a long workpiece in a common longitudinal radial plane, which has the possibility of rotational motion around the longitudinal axis of the rod, forming a V-shaped groove in the separation plane and separating a long workpiece from the rod, while the value of cyclic alternating stresses in the plane of separation of the rod at the time of separation of the long workpiece from the rod set in the range to a value not less than the yield strength of the metal on the shift, value of cyclic alternating stresses in the plane of the rod separation at the time of application of the wedge tool is set to the value of the elastic limit of a metal, and the plane of application of the pressing force to the long workpiece is set according to the condition of longitudinal stability of this workpiece: (ƒ/l n)≤ηextra, where ƒ is an elastic deflection of the cantilever part of a long workpiece, mm; l n is the distance of the plane of application of the pressing force from the plane of separation of the rod, mm; ηextra is permissible, by the condition of longitudinal stability, relative deflection of a long workpiece in the process of splitting the rod.
EFFECT: obtaining high quality billets, stable in shape and size, with end chamfers and smooth end surfaces perpendicular to the axis of a long workpiece.
1 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для разделения прутка на длинномерные заготовки.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used to separate the bar into lengthy workpieces.

Известен способ, разделения прутка на длинномерные заготовки, заключающийся в подаче прутка до совмещения плоскости разделения с плоскостью внедрения клинового инструмента, выполненного в виде ролика с V-образной рабочей кромкой, сообщении клиновому инструменту вращательного движения и приложении к нему деформирующего усилия, формировании V-образной канавки в плоскости разделения прутка, приложении нажимного усилия к консольному концу мерной заготовки и отделении ее от прутка разрушением металла по плоскости надреза. Полученные этим способом длинномерные заготовки имеют торцевые фаски, что повышает их качество (Ковка и штамповка. Справочник в 4-х т. Т. 1.; под ред. Е.И. Семенова. - М.: Машиностроение, 1985. - С. 165).The known method, the separation of the rod into long workpieces, which consists in feeding the rod to align the separation plane with the introduction plane of the wedge tool, made in the form of a roller with a V-shaped working edge, communicating the wedge with rotary movement and applying a deforming force to it, forming a V-shaped grooves in the plane of separation of the bar, the application of pressure to the cantilever end of the measured workpiece and its separation from the bar by the destruction of the metal along the notch plane. Obtained by this method, lengthy workpieces have face chamfers, which improves their quality (Forging and stamping. Handbook in 4 volumes T. 1 .; edited by E.I. Semenov. - M.: Mechanical Engineering, 1985. - S. 165).

Основным недостатком названного способа разделения прутка на длинномерные заготовки является пониженное качество мерных заготовок, обусловленное большой шероховатостью и неровностью их торцевых поверхностей, так как отделение мерной заготовки осуществляется путем ее отрыва от прутка с разрушением металла по плоскости надреза (Ковка и штамповка. Справочник в 4-х т.Т. 1. Под ред. Е.И. Семенова. - М.: Машиностроение, 1985. - С. 165).The main disadvantage of this method of dividing the bar into long billets is the reduced quality of measured billets, due to the large roughness and unevenness of their end surfaces, since the measured billets are separated by tearing it off from the bar and breaking the metal along the notch plane (Forging and stamping. Handbook 4- x T.T. 1. Under the editorship of EI Semenov. - M .: Mechanical Engineering, 1985. - S. 165).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ разделения прутка на длинномерные заготовки, включающий подачу прутка до совмещения плоскости разделения с плоскостью внедрения клинового инструмента, выполненного в виде ролика с V-образной рабочей кромкой, сообщение клиновому инструменту вращательного движения, одновременное одностороннее относительно оси прутка приложение деформирующего усилия к клиновому инструменту и нажимного усилия к консольному концу длинномерной заготовки в общей продольной радиальной плоскости, имеющей возможность вращательного движения вокруг продольной оси прутка, формирование V-образной канавки в плоскости разделения прутка, приложение нажимного усилия к консольному концу длинномерной заготовки и отделении ее от прутка. Величины циклических знакопеременных напряжений в плоскости разделения прутка устанавливают в диапазоне от величины предела упругости металла в момент внедрения клинового инструмента до величины не менее значения предела текучести металла на сдвиг в момент отделения мерной заготовки от прутка.Closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result (prototype) is a method of dividing the bar into lengthy workpieces, including feeding the bar to align the separation plane with the introduction plane of the wedge tool, made in the form of a roller with a V-shaped working edge, the wedge tool rotational movement, simultaneous unilateral application of the deforming force to the wedge tool and pressing force to the cantilever end relative to the axis of the bar for a long workpiece in a common longitudinal radial plane, with the possibility of rotational movement around the longitudinal axis of the bar, the formation of a V-shaped groove in the plane of separation of the bar, the application of pressure to the cantilever end of the long workpiece and its separation from the bar. The values of cyclic alternating stresses in the plane of separation of the bar are set in the range from the value of the elastic limit of the metal at the time of introduction of the wedge tool to a value not less than the value of the yield strength of the metal at shear at the time of separation of the measured workpiece from the bar.

Одновременным односторонним приложением нажимного и деформирующего усилий с размещением их в общей продольной радиальной плоскости, имеющей возможность вращательного движения вокруг продольной оси прутка, в данном способе разделения прутка на длинномерные заготовки создают круговой знакопеременный изгибающий момент, а установлением величины циклических знакопеременных напряжений в плоскости разделения прутка в диапазоне изменения от величины предела упругости металла в момент внедрения клинового инструмента до величины не менее значения предела текучести металла на сдвиг в момент отделения мерной заготовки от прутка вызывают внутризеренную сдвиговую деформацию с образованием поверхности усталостного разрушения металла в этой плоскости к моменту отделения мерной заготовки от прутка (Колмогоров В.Л. Напряжения, деформации, разрушение / В.Л. Колмогоров. - Металлургия, 1970. - С. 56-60). В результате получают мерные заготовки с гладкими торцевыми поверхностями и торцевыми фасками, что обеспечивает повышенное качество длинномерных заготовок (патент RU 2508187, МПК B23D 23/00 (2006.01), B23D 23/00 (2006.01)).By the simultaneous unilateral application of pressing and deforming forces with their placement in a common longitudinal radial plane, having the possibility of rotational movement around the longitudinal axis of the bar, in this method of dividing the bar into long workpieces, a circular alternating bending moment is created, and by setting the magnitude of cyclic alternating stresses in the plane of separation of the bar in the range of changes from the value of the elastic limit of the metal at the time of introduction of the wedge tool to a value not less than the values of the yield strength of metal on shear at the moment of separation of the measured billet from the bar cause intragranular shear deformation with the formation of the surface of the fatigue fracture of the metal in this plane at the time of separation of the measured billet from the bar (Kolmogorov V.L. Stresses, strains, fracture / V.L. Kolmogorov . - Metallurgy, 1970. - S. 56-60). As a result, dimensional blanks with smooth end surfaces and end chamfers are obtained, which provides an increased quality of long length blanks (patent RU 2508187, IPC B23D 23/00 (2006.01), B23D 23/00 (2006.01)).

Однако, к ухудшению качества длинномерных заготовок приводит, во-первых, то, что при установлении циклических знакопеременных напряжений от величины предела упругости металла в момент внедрения клинового инструмента создают высокую амплитуду напряжений в плоскости разделения прутка и сокращают, тем самым, накопленную к моменту отделения заготовки степень деформации сдвига, чем уменьшают площадь усталостного разрушения металла к моменту отделения длинномерной заготовки от прутка и увеличивают, соответственно, площадь отрыва в плоскости разделения (Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением: учебник для вузов / В.Л. Колмогоров. М.: Металлургия, 1986. - С. 552, 553 и рис. 12.2), что ухудшает качество торцевой поверхности заготовки, так как площадь отрыва имеет грубую шероховатую поверхность; во-вторых, то, что в известном способе не обеспечивают выполнение условия продольной устойчивости длинномерной заготовки, что может вызвать ее пластический изгиб в процессе разделения прутка и, как следствие этого, нарушение упорядоченной сдвиговой деформации в плоскости образования усталостной трещины, ухудшающее качество поверхности разделения (Колмогоров В.Л. Напряжения, деформации, разрушение / В.Л. Колмогоров. - Металлургия, 1970. - С. 32-34).However, the quality of long workpieces is deteriorated, firstly, by the fact that when cyclic alternating stresses are established from the value of the elastic limit of the metal at the time of introduction of the wedge tool, a high amplitude of stresses is created in the plane of separation of the bar and, thereby, reduced by the time of workpiece separation the degree of shear deformation, which reduces the area of fatigue fracture of the metal at the time of separation of the long workpiece from the bar and increase, respectively, the separation area in the plane separation (VL Kolmogorov. Metal forming mechanics: a textbook for high schools / VL Kolmogorov. M .: Metallurgy, 1986. - P. 552, 553 and Fig. 12.2), which affects the quality of the end surface of the workpiece, so how the separation area has a rough rough surface; secondly, the fact that in the known method they do not provide the longitudinal stability conditions for a long workpiece, which can cause its plastic bending during the separation of the rod and, as a result, a violation of the ordered shear deformation in the plane of formation of the fatigue crack, which worsens the quality of the separation surface ( Kolmogorov V.L. Stresses, deformations, fracture / V.L. Kolmogorov. - Metallurgy, 1970. - P. 32-34).

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении изобретения, заключается в создании способа разделения прутка на длинномерные заготовки повышенного качества.The technical problem, the solution of which is provided by the implementation of the invention, is to create a method for dividing the bar into lengthy workpieces of high quality.

Решение этой технической проблемы достигается тем, что в способе разделения прутка на длинномерные заготовки, включающем подачу прутка до совмещения плоскости разделения с плоскостью внедрения клинового инструмента, выполненного в виде ролика с V-образной рабочей кромкой, сообщение клиновому инструменту вращательного движения, одновременное одностороннее относительно оси прутка приложение деформирующего усилия к клиновому инструменту и нажимного усилия к длинномерной заготовке в общей продольной радиальной плоскости, имеющей возможность вращательного движения вокруг продольной оси прутка, формирование V-образной канавки в плоскости разделения и отделение длинномерной заготовки от прутка, при этом, величину циклических знакопеременных напряжений в плоскости разделения прутка в момент отделения длинномерной заготовки устанавливают в диапазоне до значения не менее предела текучести металла на сдвиг, согласно изобретению величину циклических знакопеременных напряжений в плоскости разделения прутка в момент внедрения клинового инструмента устанавливают до значения предела упругости металла, а плоскость приложения нажимного усилия к длинномерной заготовке устанавливают по условию продольной устойчивости этой заготовки:The solution to this technical problem is achieved by the fact that in the method of dividing the bar into lengthy workpieces, including feeding the bar to align the separation plane with the insertion plane of the wedge tool, made in the form of a roller with a V-shaped working edge, the wedge tool is rotationally moved, while it is simultaneously one-sided relative to the axis application of a deforming force to a wedge tool and a pressing force to a long workpiece in a common longitudinal radial plane having the rotational motion around the longitudinal axis of the bar, the formation of a V-shaped groove in the separation plane and the separation of the long workpiece from the bar, while the value of cyclic alternating stresses in the plane of separation of the bar at the time of separation of the long workpiece is set in the range up to a value not less than the yield strength of the metal at the shift, according to the invention, the value of cyclic alternating stresses in the plane of separation of the bar at the time of implementation of the wedge tool is set to cheniya elastic limit of the metal, and the pressing force application plane to the long-axis of the workpiece set condition of the workpiece longitudinal stability:

Figure 00000001
Figure 00000001

где ƒ - упругий прогиб консольной части длинномерной заготовки, мм;where ƒ is the elastic deflection of the cantilever part of the long workpiece, mm;

Figure 00000002
- расстояние плоскости приложения нажимного усилия от плоскости разделения прутка, мм;
Figure 00000002
- the distance of the plane of application of the pressure from the plane of separation of the rod, mm;

ηдоп - допустимый по условию продольной устойчивости относительный прогиб длинномерной заготовки в процессе разделения прутка.η add - the relative deflection of a long workpiece, acceptable by the condition of longitudinal stability, in the process of bar separation.

Получение длинномерных заготовок высокого качества, стабильно точных по форме и размерам, с торцевыми фасками и гладкими торцевыми поверхностями, перпендикулярными их продольной оси, при реализации предлагаемого способа обусловлено тем, что установлением величины циклических знакопеременных напряжений в момент формирования V-образной канавки до значения менее предела упругости металла уменьшают амплитуду напряжений в плоскости разделения прутка и увеличивают, тем самым, накопленную к моменту отделения заготовки степень деформации сдвига, чем повышают площадь усталостной поверхности разрушения и уменьшают, тем самым, площадь отрыва длинномерной заготовки от прутка, а приложением нажимного усилия от плоскости разделения прутка на расстоянии, определяемом из условия продольной устойчивости длинномерной заготовки, создают упорядоченную внутризеренную сдвиговую деформацию в момент формирования усталостной поверхности разрушения и обеспечивают слияние микротрещин в единую макротрещину усталостной поверхности разрушения металла (Колмогоров В.Л. Напряжения, деформации, разрушение / В.Л. Колмогоров. - Металлургия, 1970. - С. 32-34).Obtaining long-quality blanks of high quality, stably accurate in shape and size, with end chamfers and smooth end surfaces perpendicular to their longitudinal axis, when implementing the proposed method is due to the fact that the establishment of the magnitude of cyclic alternating stresses at the time of formation of the V-shaped groove to a value less than the limit the elasticity of the metal reduces the amplitude of the stresses in the plane of separation of the rod and thereby increase the degree of deformation accumulated by the time the workpiece is separated shear, thereby increasing the area of the fatigue surface of destruction and thereby reducing the area of separation of the long workpiece from the bar, and by applying pressure from the plane of separation of the bar at a distance determined from the condition of longitudinal stability of the long workpiece, create an ordered intragranular shear deformation at the time of formation of the fatigue surface fractures and ensure the merging of microcracks into a single macrocrack of the fatigue surface of metal fracture (Kolmogorov V.L. Stresses, deformations, fracture / V.L. Kolmogorov. - Metallurgy, 1970 .-- S. 32-34).

Предложенное изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан момент начала процесса разделения прутка на длинномерные заготовки; на фиг. 2 - момент отделения длинномерной заготовки от прутка.The proposed invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows the start of the process of dividing the bar into lengthy workpieces; in FIG. 2 - the moment of separation of the long workpiece from the bar.

Дополнительно на чертеже вертикальными линиями со стрелками, обращенными сверху вниз, показаны направления приложения деформирующего усилия Рд и нажимного усилия Рн.Additionally, in the drawing, the vertical lines with arrows pointing from top to bottom show the directions of application of the deforming force R d and the pressing force P n .

Способ разделения прутка на длинномерные заготовки включает подачу прутка до совмещения плоскости разделения с плоскостью внедрения клинового инструмента, выполненного в виде ролика с V-образной рабочей кромкой, сообщение клиновому инструменту вращательного движения, одновременное одностороннее относительно оси прутка приложение деформирующего усилия к клиновому инструменту и нажимного усилия к длинномерной заготовке в общей продольной радиальной плоскости, имеющей возможность вращательного движения вокруг продольной оси прутка, формирование V-образной канавки в плоскости разделения и отделение длинномерной заготовки от прутка. Величину циклических знакопеременных напряжений в плоскости разделения прутка в момент внедрения клинового инструмента устанавливают в диапазоне от величины до значения предела упругости металла до величины не менее предела текучести металла на сдвиг в момент отделения длинномерной заготовки от прутка, а плоскость приложения нажимного усилия к длинномерной заготовке устанавливают по условию продольной устойчивости этой заготовки согласно выражению (1).The method of dividing the bar into long workpieces involves feeding the bar until the separation plane is aligned with the wedge tool insertion plane, made in the form of a roller with a V-shaped working edge, rotational movement of the wedge tool, simultaneous application of deforming force to the wedge tool and pressing force to a long workpiece in a common longitudinal radial plane, with the possibility of rotational movement around the longitudinal axis of the bar , the formation of a V-shaped groove in the separation plane and the separation of the lengthy workpiece from the bar. The value of cyclic alternating stresses in the plane of separation of the bar at the time of introduction of the wedge tool is set in the range from the value to the elastic limit of the metal to a value of at least the yield stress of the metal at shear at the time of separation of the long workpiece from the bar, and the plane of application of the pressure force to the long workpiece is set according to the longitudinal stability condition of this workpiece according to expression (1).

Способ разделения прутка на длинномерные заготовки реализуют следующим образом.The method of dividing the bar into lengthy workpieces is implemented as follows.

Пруток 1 через направляющую втулку 2 подают во вращающийся вокруг оси 3, совпадающей с продольной осью 4 прутка, ротор 5, имеющий привод вращательного движения (на чертеже не показан) на длину

Figure 00000003
длинномерной заготовки 6 до упора 7 и зажимают во втулке 2. При этом плоскость 8 разделения прутка 1 совмещают с плоскостью 9 внедрения клинового инструмента, выполненного в виде ролика 10 с V-образной рабочей кромкой 11, а плоскость 12 приложения нажимного усилия устанавливают по условию (1) продольной устойчивости длинномерной заготовки 6 и на расстоянии
Figure 00000004
от плоскости 8 разделения прутка 1 совмещают с плоскостью 13 действия нажимного ролика 14, выполненного с округленной рабочей кромкой 15. Ролики 10 и 14 устанавливают в роторе 5 с возможностью радиального перемещения относительно оси 3 (фиг. 1).The rod 1 through the guide sleeve 2 is fed into the rod rotating around the axis 3, coinciding with the longitudinal axis 4, the rotor 5 having a rotational drive (not shown) on the length
Figure 00000003
lengthy blank 6 to the stop 7 and clamped in the sleeve 2. In this case, the plane 8 of the separation of the rod 1 is combined with the plane 9 of the introduction of the wedge tool, made in the form of a roller 10 with a V-shaped working edge 11, and the plane 12 of the application of the pressure force set by the condition ( 1) the longitudinal stability of the long workpiece 6 and at a distance
Figure 00000004
from the plane 8 of separation of the rod 1 is combined with the plane 13 of the action of the pressure roller 14, made with a rounded working edge 15. The rollers 10 and 14 are installed in the rotor 5 with the possibility of radial movement relative to axis 3 (Fig. 1).

Затем сообщают ролику 10 вращательное движение и одновременно односторонне относительно оси прутка 1 прикладывают к нему деформирующее усилие и нажимное усилие к длинномерной заготовке 6 в общей продольной радиальной плоскости 16, имеющей возможность вращательного движения вокруг оси 4 прутка 1 посредством ротора 5, формируют V-образную канавку 17 и отделяют длинномерную заготовку 6 от прутка 1.Then, the roller 10 is informed of the rotational movement and at the same time one-sidedly relative to the axis of the bar 1, a deforming force and a pressing force are applied to it on the long workpiece 6 in the common longitudinal radial plane 16, which is capable of rotational movement around the axis 4 of the bar 1 by means of the rotor 5, form a V-groove 17 and separate the lengthy workpiece 6 from the bar 1.

Величину циклических знакопеременных напряжений устанавливают в диапазоне изменения от величины до значения предела упругости металла в момент внедрения клинового инструмента до величины не менее предела текучести металла на сдвиг в момент отделения длинномерной заготовки от прутка, чем уменьшают амплитуду напряжений в плоскости 8 разделения прутка 1 и увеличивают, тем самым, накопленную к моменту отделения заготовки 6 степень деформации сдвига, чем повышают площадь усталостной поверхности разрушения и уменьшают, тем самым, площадь отрыва длинномерной заготовки 6 от прутка 1, а приложением нажимного усилия к длинномерной заготовке 6 по условию продольной устойчивости (1) этой заготовки создают упорядоченную внутризеренную сдвиговую деформацию в момент формирования усталостной поверхности разрушения и обеспечивают слияние микротрещин в единую макротрещину усталостной поверхности разрушения металла.The value of cyclic alternating stresses is set in the range from the value to the value of the elastic limit of the metal at the time of introduction of the wedge tool to a value not less than the yield strength of the metal at shear at the time of separation of the long workpiece from the bar, which reduces the amplitude of the stresses in the plane 8 of the separation of the bar 1 and increase, thereby, the degree of shear deformation accumulated by the time the workpiece 6 is separated, thereby increasing the area of the fatigue fracture surface and thereby reducing the area of discontinuity lengthy billet 6 from the rod 1 and the attachment pressing force to the workpiece 6 through a lengthy longitudinal stability condition (1) of the blank creates an ordered intragranular shear deformation at the time of formation of the fatigue fracture surface and provide a uniform fusion of microcracks in the metal surface macrocrack fatigue fracture.

В результате получают длинномерные заготовки высокого качества.The result is long lengthy workpieces of high quality.

Пример. Получена партия длинномерных заготовок диаметром d=25 мм, длиной

Figure 00000005
, с торцевыми фасками h=2×45°. Материал сталь 45, предел упругости стали 45 σв=610 МПа; предел текучести σт=360 МПа (Ковка и штамповка. Справочник в 4-х т.Т. 1.; под ред. Е.И. Семенова. - М.: Машиностроение, 1985. - С. 13. Табл. 7.).Example. A batch of long workpieces with a diameter of d = 25 mm and a length of
Figure 00000005
, with end chamfers h = 2 × 45 °. Material steel 45, the elastic limit of steel 45 σ in = 610 MPa; yield strength σ t = 360 MPa (Forging and stamping. Handbook in 4 vol. 1; edited by E.I. Semenov. - M.: Mechanical Engineering, 1985. - P. 13. Table 7. )

1. Определяют расстояние плоскости приложения нажимного усилия от плоскости разделения прутка из условия продольной устойчивости длинномерной заготовки по соотношению (А. Зоммерфельд. Механика деформируемых сред / Зоммерфельд А. - М.: Изд. Иностранной литературы, 1954. - С. 374):1. Determine the distance of the plane of application of the pressure force from the plane of separation of the bar from the condition of longitudinal stability of the long workpiece by the ratio (A. Sommerfeld. Mechanics of deformable media / Sommerfeld A. - M .: Publishing House of Foreign Literature, 1954. - P. 374):

Figure 00000006
Figure 00000006

где

Figure 00000007
- расстояние плоскости приложения нажимного усилия от плоскости разделения прутка, мм;Where
Figure 00000007
- the distance of the plane of application of the pressure from the plane of separation of the rod, mm;

Мизг=σу⋅W - изгибающий момент, Нм;M bend = σ y ⋅W - bending moment, Nm;

σу - предел упругости стали, МПа; σу≈σт (Политехнический словарь; гл. ред. И.И. Артоболевский. - М.: Советская энциклопедия, 1977. - С. 386); принимают σу=0,9σт;σ y is the elastic limit of steel, MPa; σ y ≈σ t (Polytechnical Dictionary; Ch. ed. I.I. Artobolevsky. - M.: Soviet Encyclopedia, 1977. - S. 386); take σ y = 0.9σ t ;

Figure 00000008
- момент сопротивления сечения, мм3;
Figure 00000008
- the moment of resistance of the cross section, mm 3 ;

где dк - диаметр плоскости разделения прутка;where d to - the diameter of the plane of separation of the rod;

Е=2⋅105 - модуль упругости, МПа;E = 2⋅10 5 - modulus of elasticity, MPa;

Figure 00000009
- момент инерции сечения, мм4;
Figure 00000009
- moment of inertia of the section, mm 4 ;

dк=d-2h=25-2⋅2=21 мм.d to = d-2h = 25-2⋅2 = 21 mm.

Упругий относительный прогиб консольного стержня из выражения (2):The elastic relative deflection of the cantilever rod from the expression (2):

Figure 00000010
Figure 00000010

Допустимый относительный прогиб консольной балки установлен по выражениюThe permissible relative deflection of the cantilever beam is established by the expression

Figure 00000011
Figure 00000011

(СНиП 2.01.07.85. Нагрузки и воздействия. Прогибы и перемещения. Табл. 19.).(SNiP 2.01.07.85. Loads and impacts. Deflections and displacements. Table 19.).

Принимают

Figure 00000012
, из формулы (2) получают:Accept
Figure 00000012
, from the formula (2) receive:

Figure 00000013
.
Figure 00000013
.

2. Определяют величину нажимного усилия из соотношений:2. Determine the magnitude of the pressure from the relations:

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
.
Figure 00000016
.

Установлением величины циклических знакопеременных напряжений в плоскости разделения прутка в диапазоне изменения от величины до значения предела упругости металла в момент внедрения клинового инструмента до значения не менее предела текучести металла на сдвиг в момент отделения длинномерной заготовки от прутка уменьшают амплитуду напряжений в плоскости разделения прутка и увеличивают, тем самым, накопленную к моменту отделения заготовки степень деформации сдвига, чем повышают площадь усталостной поверхности разрушения и уменьшают, тем самым, площадь отрыва длинномерной заготовки от прутка, а приложением нажимного усилия к длинномерной заготовке по условию продольной устойчивости этой заготовки, создают упорядоченную внутризеренную сдвиговую деформацию в момент формирования усталостной поверхности разрушения и обеспечивают слияние микротрещин в единую макротрещину усталостной поверхности разрушения металла.By setting the magnitude of cyclic alternating stresses in the plane of separation of the bar in the range from the magnitude to the value of the elastic limit of the metal at the time of introduction of the wedge tool to a value not less than the yield strength of the metal at shear at the time of separation of the long workpiece from the bar, the stress amplitude is reduced in the plane of separation of the bar and increased, thereby, the degree of shear deformation accumulated by the time the workpiece is separated, thereby increasing the area of the fatigue fracture surface and reducing t, thus, area separation lengthy billet from the bar, and the pressing force application to the long-axis of the preform longitudinal stability condition of the blank, create an ordered intragranular shear deformation at the time of formation of the fatigue fracture surface and provide a uniform fusion of microcracks in the metal surface macrocrack fatigue fracture.

В результате получают длинномерные заготовки стабильные по форме и размерам, с торцевыми фасками и гладкими торцевыми поверхностями, перпендикулярными оси длинномерной заготовки.As a result, lengthy workpieces are obtained that are stable in shape and size, with end facets and smooth end surfaces perpendicular to the axis of the lengthy workpiece.

Claims (5)

Способ разделения прутка на длинномерные заготовки, включающий подачу прутка до совмещения плоскости разделения с плоскостью внедрения клинового инструмента, выполненного в виде ролика с V-образной рабочей кромкой, сообщение клиновому инструменту вращательного движения, одновременное одностороннее относительно оси прутка приложение деформирующего усилия к клиновому инструменту и нажимного усилия к длинномерной заготовке в общей продольной радиальной плоскости, имеющей возможность вращательного движения вокруг продольной оси прутка, формирование V-образной канавки в плоскости разделения и отделение длинномерной заготовки от прутка, при этом величину циклических знакопеременных напряжений в плоскости разделения прутка в момент отделения длинномерной заготовки от прутка устанавливают в диапазоне до значения не менее предела текучести металла на сдвиг, отличающийся тем, что величину циклических знакопеременных напряжений в плоскости разделения прутка в момент внедрения клинового инструмента устанавливают до значения предела упругости металла, а плоскость приложения нажимного усилия к длинномерной заготовке устанавливают по условию продольной устойчивости этой заготовкиA method of dividing a bar into long workpieces, including feeding the bar until the separation plane is aligned with the insert plane of the wedge tool made in the form of a roller with a V-shaped working edge, communicating rotary motion to the wedge tool, simultaneous application of deforming force to the wedge tool and pressing force efforts to lengthy workpiece in a common longitudinal radial plane having the possibility of rotational movement around the longitudinal axis of the bar ka, the formation of a V-shaped groove in the separation plane and the separation of the long workpiece from the bar, while the magnitude of cyclic alternating stresses in the plane of separation of the bar at the time of separation of the long workpiece from the bar is set in the range up to a value of not less than the yield strength of the metal in shear, characterized in that the value of cyclic alternating stresses in the plane of separation of the bar at the time of introduction of the wedge tool is set to the value of the elastic limit of the metal, and the plane at the pressure force to the long workpiece is set according to the condition of longitudinal stability of this workpiece
Figure 00000017
Figure 00000017
 где ƒ - упругий прогиб консольной части длинномерной заготовки, мм;where ƒ is the elastic deflection of the cantilever part of the long workpiece, mm; l н - расстояние плоскости приложения нажимного усилия от плоскости разделения прутка, мм; l n - the distance of the plane of application of the pressure from the plane of separation of the rod, mm; ηдоп - допустимый по условию продольной устойчивости относительный прогиб длинномерной заготовки в процессе разделения прутка.η add - the relative deflection of a long workpiece, acceptable by the condition of longitudinal stability, in the process of bar separation.
RU2018100242A 2018-01-09 2018-01-09 Method of rod separation for long workpieces RU2679128C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100242A RU2679128C1 (en) 2018-01-09 2018-01-09 Method of rod separation for long workpieces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100242A RU2679128C1 (en) 2018-01-09 2018-01-09 Method of rod separation for long workpieces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2679128C1 true RU2679128C1 (en) 2019-02-06

Family

ID=65273423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018100242A RU2679128C1 (en) 2018-01-09 2018-01-09 Method of rod separation for long workpieces

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2679128C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112453577A (en) * 2020-11-12 2021-03-09 中国石油大学(华东) Slotting and blanking integrated radial breaking-off low-stress blanking machine
IT202100005729A1 (en) * 2021-03-11 2022-09-11 Procmatech Srl ORBITAL PIPE CUTTER

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1038112A2 (en) * 1982-05-28 1983-08-30 Фрунзенский политехнический институт Rod material cutting method
US4535662A (en) * 1984-03-12 1985-08-20 Lynn Homer S Method and apparatus for gathering beverage straws and the like
SU1834749A3 (en) * 1991-06-26 1993-08-15 Лehиhгpaдckий Mexahичeckий Иhctиtуt Иm.Mapшaлa Cobetckoгo Coюзa Уctиhoba Д.Ф. Method and device for cutting rod by multi-cutter head
DE20105903U1 (en) * 2001-04-04 2001-06-13 Huang Shien Te Cutting machine for cross-cutting curtain and mesh fabrics
RU2508187C1 (en) * 2012-11-27 2014-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Separation method of rod into long workpieces

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1038112A2 (en) * 1982-05-28 1983-08-30 Фрунзенский политехнический институт Rod material cutting method
US4535662A (en) * 1984-03-12 1985-08-20 Lynn Homer S Method and apparatus for gathering beverage straws and the like
SU1834749A3 (en) * 1991-06-26 1993-08-15 Лehиhгpaдckий Mexahичeckий Иhctиtуt Иm.Mapшaлa Cobetckoгo Coюзa Уctиhoba Д.Ф. Method and device for cutting rod by multi-cutter head
DE20105903U1 (en) * 2001-04-04 2001-06-13 Huang Shien Te Cutting machine for cross-cutting curtain and mesh fabrics
RU2508187C1 (en) * 2012-11-27 2014-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Separation method of rod into long workpieces

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112453577A (en) * 2020-11-12 2021-03-09 中国石油大学(华东) Slotting and blanking integrated radial breaking-off low-stress blanking machine
CN112453577B (en) * 2020-11-12 2023-08-29 中国石油大学(华东) Slotting and blanking integrated radial breaking low-stress blanking machine
IT202100005729A1 (en) * 2021-03-11 2022-09-11 Procmatech Srl ORBITAL PIPE CUTTER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2679128C1 (en) Method of rod separation for long workpieces
RU2538130C1 (en) Radial forging of hexagonal sections
Sangkharat et al. Spinning process design using finite element analysis and Taguchi method
CN103978147A (en) Radial forging and gradual-increment forming method for large-tooth-height thread element
Neugebauer et al. Gradation extrusion–Severe plastic deformation with defined gradient
RU2508187C1 (en) Separation method of rod into long workpieces
Pater Numerical analysis of helical rolling processes for producing steel balls
RU2541238C1 (en) Method of radial forging of hexagonal profiles
US20170362113A1 (en) Method for forming a glass preform
US10583476B2 (en) Bending forge rolling
Huang et al. Application of mold trough design to blanking technology
Katoh et al. Control of rollover of sheared edge in punching of high strength steel sheets
US9579711B2 (en) Forging apparatus
RU2456111C1 (en) Method of forming ultra-fine-grained structure in billets from metal and alloys
Piwnik et al. Experimental and FE analysis of aluminium alloy plastic flow in the forward microextrusion processes
Yamashita et al. Hole making process of metal and composite sheets by impact hydraulic pressure
KR102395408B1 (en) forging tool
RU2738630C1 (en) Composite workpiece for forging residue
RU2308358C1 (en) Rolled piece breaking method
RU2494832C1 (en) Method of making rods with misaligned bulge of head type
SU1159731A1 (en) Method of dividing rolled shapes into blanks
RU2554142C1 (en) Method of turning of caprolon blanks
RU2630154C1 (en) Method for roll cutting and stamp for its implementation
RU2502574C2 (en) Method of forging bellows form tube billets
RU2740497C1 (en) Method of producing double-tee profiles

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200110