Сборный волочильный инструмент

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Белорусский национальный технический университет Республиканское унитарное предприятие Речицкий метизный завод(72) Авторы Тимошпольский Владимир Исаакович Вашков Адам Семенович Самончик Виктор Георгиевич Якутович Николай Владимирович Герман Михаил Леонидович Мандель Николай Львович Герасимов Денис Валерьевич(73) Патентообладатели Белорусский национальный технический университет Республиканское унитарное предприятие Речицкий метизный завод(57) Сборный волочильный инструмент для изготовления проволоки, включающий волоку,помещенную в обойму с посадочным гнездом для волоки, систему охлаждения волоки,механизм вращения волоки и мыльницу, отличающийся тем, что обойма установлена в 11688 1 2009.04.30 корпусе с герметичной кольцевой камерой, в котором совмещены механизм вращения волоки, система охлаждения волоки и мыльница, снабженная мешалкой, смонтированной соосно волоке в обойме, причем обойма посредством червячной пары кинематически связана с приводом механизма вращения волоки, а в посадочном гнезде снабжена щелевым радиатором и через герметичную кольцевую камеру гидравлически связана с напорным и выводным патрубком системы охлаждения волоки. Изобретение относится к металлургии, преимущественно к волочильному и метизному производству, и может быть использовано при оснащении многопереходных волочильных станов волоками. Известен сборный инструмент для волочения проволоки, включающий корпус, смонтированные в нем напорную и рабочую волоку, помещенные в обойму с камерой охлаждения, снабженной напорным и выводным патрубком 1. Достоинство известного инструмента в циркуляционной системе охлаждения волоки. Недостаток проявляется в снижении стойкости волоки путем ее охлаждения через промежуточную обойму. Известен сборный волочильный инструмент для изготовления проволоки, включающий корпус-обойму, снабженной напорным и выводным патрубком смонтированные в нем напорную и рабочую волоку, на конической внутренней поверхности обоймы выполнена проточка в виде камеры охлаждения для волоки 2. Достоинство известного инструмента в повышении стойкости волоки до двух раз за счет подачи охлаждающей воды на часть наружной поверхности волоки. Однако при волочении проволоки в режиме неуправляемого гидродинамического трения и местного охлаждения волоки наблюдается значительный деформационный разогрев проволочной заготовки, что приводит к достижению критической температуры смазки и разрыву смазочной пленки. Вследствие последнего снижается качество поверхности проволоки из-за наличия волосовин, царапин, повышается склонность к обрывности при волочении, уменьшается скорость волочения и уменьшается стойкость волоки. Ближайшим техническим решением, принятым за прототип, является сборный волочильный инструмент для изготовления проволоки, включающий напорную и рабочую волоку, помещенные в обойму с посадочным гнездом для волоки, систему охлаждения волок, механизм вращения волоки и мыльницу 3. Достоинство прототипа проявляется в совмещении циркуляционного охлаждения волоки и возможности волочения проволоки в режиме гидродинамического трения. Недостаток конструкции прототипа проявляется в малоэффективной технологии подвода смазки в зону деформации и низкой интенсивности отвода тепла от волоки. При известной схеме волочения проволоки в режиме гидродинамического трения наблюдается также значительный деформационный разогрев проволочной заготовки и волоки, что, как в известных инструментах, приводит к достижению критической температуры смазки и разрыву смазочной пленки. Вследствие последнего снижается качество поверхности проволоки из-за наличия волосовин, царапин, повышается склонность к обрывности при волочении, уменьшается скорость волочения и уменьшается стойкость волоки. В основу изобретения поставлена техническая задача улучшения качества поверхности волоченой проволоки и повышения стойкости волоки при изготовлении проволоки перед первым и последним блоком волочильных станов, для которых необходимо равномерное распределение усилия волочения на волоку и повышенная стойкость волоки путем технологии улучшения схемы деформации в зоне контакта волока-заготовка. Техническая задача, решаемая изобретением, достигается тем, что в сборном волочильном инструменте для изготовления проволоки, включающем волоку, помещенную в обойму с посадочным гнездом для волоки, систему охлаждения волоки, механизм враще 2 11688 1 2009.04.30 ния волоки и мыльницу, согласно изобретению, обойма установлена в корпусе с герметичной кольцевой камерой, в котором совмещены механизм вращения волоки, система охлаждения волоки и мыльница, снабженная мешалкой, смонтированной соосно волоке в обойме, причем обойма посредством червячной пары кинематически связана с приводом механизма вращения волоки, а в посадочном гнезде снабжена щелевым радиатором и через герметичную кольцевую камеру гидравлически связана с напорным и выводным патрубком системы охлаждения волоки. Технический результат изобретения проявляется в повышении стойкости волоки по износу. Конструкция инструмента обладает технологичностью в изготовлении и потребительским спросом и, следовательно, соответствует критерию промышленная применимость. Для лучшего понимания изобретения оно поясняется чертежом, где фиг. 1 - общий вид сборного волочильного инструмента для изготовления проволоки фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1, где показана кинематика работы роторного щелевого радиатора системы охлаждения волоки. Сборный волочильный инструмент для изготовления проволоки содержит волоку 1,помещенную в обойму 2, совмещенные в одном корпусе 3 механизм 4 вращения волоки 1,мыльница 5 и система охлаждения 6. Мыльница 5 снабжена мешалкой 7, которая смонтирована соосно волоке 1 в общей обойме 2. Обойма 2 в посадочном гнезде для волоки 1 снабжена роторным щелевым радиатором 8 и через герметичную кольцевую камеру 9 в корпусе 3 гидравлически связана с напорным патрубком 10 и выводным патрубком 11,например, водяной системы 6 охлаждения волоки 1. Механизм 4 вращения волоки 1 содержит электропривод 12 с блоком управления 13. Обойма 2 установлена в корпусе 3 на подшипниках 14 и посредством червячной пары, червяка 15 и червячного колеса 16 кинематически связана с электроприводом 12 механизма вращения волоки 1. Работа сборного волочильного инструмента для изготовления проволоки осуществляется по следующему технологическому циклу на примере изготовления проволоки перед первым и последним блоком волочильных станов при 6-ти кратном волочении, для которых необходимо равномерное распределение усилия волочения на волоку и повышенная стойкость волоки путем технологии улучшения схемы деформации в зоне контакта волока-заготовка. Диаметр деформируемой проволоки составлял 6,51,2 мм в зависимости от получаемого метиза, например, из стали Ст. 3, Ст. 11, стали 0,8 Г 2 С. Скорость вращения волоки задана в интервале 816 об/мин. Остреную проволочную заготовку 18 законцовкой пропускают через проводку 17, через мыльницу 5, заполненную жидкой или порошкообразной смазкой, и через волоку 1 и прилагают к проволочной заготовке 18 усилие волочения от тянущего барабана. Согласно технологическому регламенту блоком управления 13 включают электропривод 12. Червячное колесо 16 передает момент вращения на помещенную в обойму 2 волоку 1. Синхронно с вращением волоки 1 вращается мешалка 7, перемешивая жидкую смазку в мыльнице 5,например, на основе водно-мыльной суспензии. Через напорный патрубок 10 системы охлаждения 6 нагнетают хладоагент, например воду, которая через герметичную кольцевую камеру 9 и роторный щелевой радиатор 11 активно омывает прямым теплообменом корпус волоки 1, и через выводной патрубок 11 вода выводится в водяную систему 6 охлаждения волоки 1. В процессе работы сборного волочильного инструмента синхронно с вращением волоки 1 вращается четырехлопастная мешалка 7, перемешивая жидкую смазку в мыльнице 5, однородно стабилизирует состав жидкой или порошкообразной смазкой и нагнетает ее в очаг деформации волоки 1, создавая устойчивый процесс гидродинамического трения в зоне заготовка 18-волока 1, исключая при этом трубообразование смазочного слоя в очаге деформации. Одновременно роторный щелевой радиатор 11 вращаемой обоймы 2 в режиме лопастного насоса активно омывает прямым теплообменом корпус волоки 1, стабилизируя ее температуру согласно технологическому регламенту. 3 11688 1 2009.04.30 Проводили сравнительные испытания сборного волочильного инструмента известной конструкции по прототипу и заявленной конструкции. Испытания показали, что в заявленной конструкции стойкость волоки по износу в 1,82,0 раза выше, чем в прототипе, волоченная проволока получена заданного качества без царапин и волосовин. Новая конструкция сборного волочильного инструмента позволяет получить размерную точность при многопереходном волочении с диаметра 6,5 мм до диаметра 1,2 мм в зависимости от получаемого метиза с более узким полем допуска на овальность, т.е. 1,20,09-0,08 по сравнению с прототипом 1,20,1-0,1. Промышленные испытания сборного инструмента осуществляются на метизном заводе г. Речица. Источники информации 1. Колмогоров Г.Л. Гидродинамическая смазка при обработке металлов давлением. М Металлургия, 1986. - С. 91, рис. 64. 2. Колмогоров Г.Л. Гидродинамическая смазка при обработке металлов давлением, М Металлургия, 1986. - С. 91, рис. 65. 3. Лякишев Н.П. Энциклопедический словарь по металлургии. - Москва Интермет Инжиниринг, 2000. - Т. 2. - С. 72-74. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4