SU818696A1

SU818696A1 - Method of drawing metal

Info

Publication number: SU818696A1
Application number: SU782575007A
Authority: SU
Inventors: Александр Георгиевич Сучков
Original assignee: Центральный Научно-Исследователь-Ский Институт Черной Металлургииим. И.П.Бардина
Priority date: 1978-01-31
Filing date: 1978-01-31
Publication date: 1981-04-07

Description

1one

Изобретение относитс к обработке металлов давлением, в частности к процессам волочени с использованием ультразвуковых колебаний (УЗК.) волочильного инструмента.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to the processes of drawing using ultrasonic vibrations (UT.) Drawing tools.

Известен способ волочени металла с применением УЗК, включающий наложение на волоку радиальных и продольных УЗК II.There is a known method of drawing a metal using a UT, including the imposition on the fiber of radial and longitudinal UT II.

Недостатком этого способа вл етс незначительное снижение усили волочени .The disadvantage of this method is a slight decrease in the drag gain.

Цель изобретени - снижение усили волочени путем повышени эффективности использовани ультразвуковой энергии.The purpose of the invention is to reduce dragging by increasing the efficiency of using ultrasonic energy.

Указанна цель достигаетс за счет того, что радиальные и продольные УЗК накладывают на волоку асинхронно: сначала - радиальные, а затем - продольные , при этом фазы колебаний согласуют так, чтобы при сжатии волоки под действием радиальных УЗК ее перемещение вдоль оси волочени под действием продольных УЗК совпадало с направлением движени металла, причем продольные колебани накладывают с амплитудой, превышающей амплитуду радиальных колебаний, котора , в свою очередь, больше высоты микронеровностей деформируемого металла.This goal is achieved due to the fact that radial and longitudinal ultrasonic testing is imposed on the fiber asynchronously: first, radial, and then longitudinal, while the oscillation phases are coordinated so that, when compression dies under the action of radial ultrasonic, it moves along the axis of dragging under the action of longitudinal ultrasonic coincided with the direction of motion of the metal, and the longitudinal vibrations are superimposed with an amplitude exceeding the amplitude of the radial vibrations, which, in turn, is greater than the height of the asperities of the deformable metal.

На фиг. 1 показан характер колебаний волоки; на фиг. 2-устройство дл волочени металла по предлагаемому способу (направление волочени указано стрелкой ).FIG. 1 shows the nature of the oscillation of the die; in fig. 2 is a device for drawing metal according to the proposed method (the direction of drawing is indicated by an arrow).

Сущность способа заключаетс в том,The essence of the method is

что волока под действием радиальных и продольных УЗК в один из полупериодов своих С.ЛОЖНЫХ колебаний, а именно при сжатии под действием радиальных УЗК, захватывает металл и передвигает его вthat a portage under the action of radial and longitudinal ultrasonic inspection in one of the half periods of its S. COMPLEX oscillations, namely under compression under the action of radial ultrasonic inspection, captures the metal and moves it into

направлении волочени .dragging direction.

Характер колебаний волоки можно проследить на примере двух материальных точек А и А (см. фиг. 1), принадлежащих ее калибрующей части и расположенныхThe nature of the oscillations of the portages can be traced by the example of two material points A and A (see Fig. 1) belonging to its calibrating part and located

диаметрально на плоскости, перпендикул рной горизонту. Поскольку первыми на волоку накладывают радиальные УЗК, то при возбуждении ее она начинает расшир тьс и, например, через 1/8 периода колебаний материальные точки из исходного положени А и А перемест тс в положение AI и А . В это врем на волоку, в дополнение к радиальным УЗК, накладывают продольные УЗК, вследствие чегоdiametrically on a plane perpendicular to the horizon. Since the first to impose a radial UST on the fiber, when it is excited, it begins to expand and, for example, after 1/8 of the oscillation period, the material points from the initial position of A and A move to the AI and A positions. At this time, in addition to the radial ultrasonic inspection, the longitudinal ultrasonic inspection is imposed on the drag, resulting in

точки перемещаютс в пололсение Аа и АгВ этот момент, соответствующий окончанию первого полуперйода радиальных колебаний , волока начинает сжиматьс , продолжа в течение 1/8 периода двигатьс вthe points move to polarisation Aa and AgV; this moment, corresponding to the end of the first half-cycle of radial oscillations, the portage begins to shrink, continuing to move for 1/8 of the period

направлении, противоположном направлению волочени . Когда первый полупериод продольных УЗК окончен, точки занимают положени АЗ и Аз. С началом второго полупериода продольных колебаний волока начинает перемещатьс в направлении, совпадающем с направлением волочени , продолжа при этом сжиматьс , в силу чего точки занимают положение А4 и А4. В этот момент сжатие волоки закончено, т. е. период ее радиальных колебаний окончен, и она начинает вновь расшир тьс , продолжа в течение 1/8 периода двигатьс в направлении волочени . В результате этого (окончен период продольных колебаний ) точки занимают положение AI и АЛ, из которого цикл их колебаний повтор етс , т. е, начинаетс одновременное наложение на волоку радиальных и продольных УЗК. По окончании возбуждени волоки ее материальные точки возвращаютс в исходное положение А и А .direction opposite to the direction of dragging. When the first half-period of longitudinal ultrasonic inspection is finished, the points occupy the positions AZ and AZ. With the beginning of the second half-period, the longitudinal oscillations of the portage begin to move in the direction coinciding with the direction of the dragging, while continuing to shrink, whereby the points occupy the positions A4 and A4. At this moment, the dredging of the die is over, i.e., the period of its radial oscillations is over, and it begins to expand again, continuing to move in the direction of the drag for 1/8 of the period. As a result of this (the period of longitudinal oscillations is over), the points occupy the position of AI and AL, from which the cycle of their oscillations repeats, i.e., a simultaneous superimposition of radial and longitudinal ultrasonic checks on the fiber begins. When the excitation of the die ends, its material points return to their original positions A and A.

Поскольку волока только в один из полупериодов своих колебаний передвигает деформируемый металл в направлении волочени , то предлагаемый способ целесообразно осуществл ть с использованием двух волок, фазы радиальных колебаний которых должны быть, противоположны. В этом случае деформируемый металл будет прот гиватьс волоками поочередно, сначала одной из них, а затем другой, причем перемещение его в направлении волочени будет посто нным.Since a die only in one of the half periods of its oscillations moves the deformable metal in the direction of drawing, it is advisable to carry out the proposed method using two fibers, the phases of radial oscillations of which must be opposite. In this case, the deformable metal will be alternately drawn by the draws, first one of them and then the other, and its movement in the direction of the drag will be constant.

Продольные УЗК волокам 1 и 2 сообщают посредством ступенчатых волокодержате ,лей 3, имеющих длину, равную длине продольной ультразвуковой волны в их материале . Волокодержатели жестко соединены с толстостенным - цилиндр ическим волноводом 4, длина которого равна половине длины волны. Внутри волновода 4, по его центру, закреплен кольцевой преобразователь 5, работающий на внешнюю сторону. Радиальные колебани преобразовател 5 волноводом 4 трансформируютс в продольные и волокодержател ми 3 передаютс волокам. Причем передача колебаний осуществл етс с увеличением их амплитуды за счет ступенчатости волокодержателей и трех пазов б длиной в четверть волны, выполненных в их цилиндрических участках. В пазы 6 вход т выступы дисковых волокодержателей 7, через которые волокам от кольцевых преобразователей 8, работающих на внутреннюю сторону , передаютс радиальные УЗК. Дисковые Волокодержатели имеют сечение, уменьшающеес -в направлении к их центру , за счет чего передача колебаний осуществл етс с увеличением амплитуды. The longitudinal ultrasonic waveguards for 1 and 2 portages are reported by means of stepped fiber holders, lei 3, having a length equal to the length of the longitudinal ultrasonic wave in their material. The fiber holders are rigidly connected to the thick-walled — cylindrical waveguide 4, whose length is equal to half the wavelength. Inside the waveguide 4, in its center, a ring transducer 5 is fixed, working on the outer side. The radial oscillations of the transducer 5 by the waveguide 4 are transformed into longitudinal ones and transferred by fiber holders 3 to the fibers. Moreover, the transmission of vibrations is carried out with an increase in their amplitude due to the gradation of the fiber holders and three grooves b quarter-wavelength, made in their cylindrical sections. The grooves 6 include protrusions of the disk fiber-holders 7, through which radial UIs are transmitted to the tracks from the annular transducers 8 operating on the inner side. Disk Bearers have a cross section decreasing in the direction towards their center, due to which oscillation is transmitted with increasing amplitude.

Волочение металла по предлагаемому способу осуществл етс следующим образом .The metal drawing by the proposed method is carried out as follows.

Металл 9 ввод т в волоки 1 и 2, захватывают его плашками т нущего устройства волочильного стана, включают сначала источники питани преобразователей 5 и 8, а затем-главный привод стана. При возбуждении преобразователей волоки начинают совершать колебани с ультразвуковой частотой. Причем колебани волок согласуют так, чтобы однотипные колебани в них были в противофазе и радиальные по началу периода опережали продольнью , а в период сжати волоки ее перемещение вдоль оси волочени совпадало с направлением движени металла. При этом продольные колебани на каждую из волок накладывают с амплитудой, превышающей амплитуду радиальных, котора , в свою очередь, должна быть больше высоты микронеровностей деформируемого металла.Metal 9 is introduced into portages 1 and 2, captured with the dies of the driving device of the drawing mill, first include the power sources of the converters 5 and 8, and then the main drive of the mill. When transducers are energized, dies begin to oscillate with an ultrasonic frequency. Moreover, the fiber oscillations are coordinated so that the same type oscillations in them are out of phase and the radial ones at the beginning of the period are longer than the longitudinal direction, and during the compression period of the dies, its movement along the axis of drawing coincides with the direction of metal movement. At the same time, the longitudinal oscillations on each of the fibers are superimposed with an amplitude exceeding the amplitude of the radial ones, which, in turn, must be greater than the height of asperities of the deformable metal.

Металл 9, которому сообщают движе ние т нущим устройством стана, подвергаетс оптимальному обжатию в волоке 1, а затем и в волоке 2 меньшего диаметра. Под действием радиальных и продольных УЗК волока 1, в один из полупериодов своих колебаний, расшир етс и, выход из контакта с металлом 9, двигаетс в направлении , противоположном направленик) волочени , а волока 2 сжимаетс и, захватыва металл 9, двигаетс з направлении, совпадающем с направлением волочени , способству продвижению металла. В следующий полупериод колебаний волока 1 сжимаетс и, захватыва металл 9, двигаетс в направлении, совпадающем с направлением волочени , способству продвижению металла, а волока 2 т- расшир етс и, выход из контакта с металлом 9, двигаетс в направлении, противоположном направлению волочени . Указанные действи волок повтор ютс каждый период колебаний, в результате чего деформируемый металл прот гиваетс не только т нущим устройством стана, а и волоками . Величину усили захвата . и пути прот гивани волоками 1 и 2 металла 9 можно регулировать путем соответствующего изменени величин радиальных и продольных УЗК, а также асинхронностью наложени этих колебаний.Metal 9, which is reported to be driven by a rolling mill unit, is subjected to optimal compression in die 1, and then in die 2, of smaller diameter. Under the action of radial and longitudinal ultrasonic inspection of portage 1, in one of the half periods of its oscillations, it expands and, coming out of contact with metal 9, moves in the direction opposite to the drawing, and portage 2 contracts and, gripping metal 9, moves in direction coinciding with the direction of drawing, promoting the advancement of the metal. In the next half-period of oscillation, the portage 1 is compressed and, gripping the metal 9, moves in the direction coinciding with the direction of drawing, facilitates the advancement of the metal, and the bridge 2 t expands and, coming out of contact with the metal 9, moves in the direction opposite to the direction of drawing. The indicated actions of the fiber are repeated every period of oscillation, as a result of which the deformable metal is drawn not only by the rolling mill but also by the fibers. The amount of effort to capture. and the paths of metal 9 by threads 1 and 2 can be adjusted by a corresponding change in the values of radial and longitudinal ultrasonic checks, as well as by the asynchronous nature of the superposition of these oscillations.

Наиболее благопри тные услови волочени создаютс когда амплитуда продольных УЗК в 1,5-5 раз превышает амплитуду радиальных УЗК, котора должна быть больше высоты микронеровностей деформируемого металла по меньшей мере в 1,1 раза, а асинхронностъ наложени УЗК составл ет 178 периода. После того, как деформируемый металл 9 полностью прот нут, источники питани преобразователей и главный привод стана выключают. Затем в волоки задают очередную заготовку и процесс волочени повтор етс .The most favorable dragging conditions are created when the amplitude of the longitudinal ultrasonic inspection is 1.5–5 times the amplitude of the radial ultrasonic inspection, which must be at least 1.1 times higher than the height of the irregularities of the deformable metal, and the asynchronous superposition of the ultrasonic inspection is 178 periods. After the deformable metal 9 is completely stretched, the power sources of the converters and the main drive of the mill are turned off. Then, another preform is set into the dies and the process of drawing is repeated.

Claims

A comparative analysis of the known and proposed methods of drawing metal shows that the proposed method has. a significant advantage over the known one is that the portage in one of the half periods of both complex oscillations itself pulls the detail of the formed metal, as a result of which the drag force is reduced to the maximum. Claim 1. Method of drawing metal through fiber using ultrasonic vibrations, including the imposition of longitudinal vibrations with an amplitude of antinodes in the deformation zone and radial oscillations of the same frequency, characterized in that, in order to reduce the drawing force by increasing the efficiency of using ultrasonic energy, radial and longitudinal ultrasonic vibrations are applied asynchronously: first, radial and then longitudinal vibrations are excited, while the oscillation phases are coordinated so that, when compressed, the die d action of radial oscillation longitudinal ultrasonic vibrations are directed in the direction of metal movement.

2. A method according to claim 1, characterized in that the longitudinal vibrations are reported with an amplitude exceeding the amplitude of the radial oscillations, which, in turn, exceeds the height of micro irregularities of the deformable metal. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 561584, cl. B 21 C 1/00, 1975 (prototype).

AT

Yug