автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Развитие теории и разработка эффективных схем производства холоднотянутых профилей и изделий из них

министерство образования украины Днепропетровский металлургический институт

днепрог

Р Г 8 ОД

- огл --

На правах рукописи ЗЫКСВ Юрий Сергеевич

развитие теории и разработка x схем производства

холоднотянутых профиль; ; '.лий из них

Специальность (ДЖ.05 "Обработка металл^ делением"

Авторе рат

диссертации на соискание* учёной степени доктора технических наук

Днепропетровск - 1993

Работа выполнена в Запорожском индустриальном институте.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Тарновский В. И., доктор технических наук, профессор Шаповал В. П., доктор технических наук Кузнецов Е. Д.

Ведущее предприятие -. Днепропетровское метизное производственное объединение.

Защита диссертации состоится ¡¿МТ&^З- 1993г. в АГ часов на заседании специализированного совета Д C68.02.0I при Днепропе тровском металлургическом институте.

.Адрес: 320635, г. Днепропетровск, проспект Гагарина, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Днепропетров ского металлургического института.

Автореферат разослан ^сан^Ц1^ 1993 г.

Учёный секретарь специализированного совета профессор, доктор технических наук

онцая характеристика рабшы

Актуальность проблемы. Повышение качества и конкурентноспособности продукции, снижение энерго- и ресурсозатрат, повышение производительности при производстве холоднотянутых профилей и изделий из них являются первоочередными задачами в период перехода экономики страны к рыночным отношениям. Решение этих задач тесно связано с необходимостью совершенствования технологических процессов производства холоднотянутых профилей и изделий из них. что может быть осуществлено на основе дальнейшего развития теории процессов волочения и прокатки, разработки новых высокоэффективных схем пластической деформации.

Цель работы. Теоретическое решение задач волочения сплошных профилей круглого и прямоугольного сечений, а также прокатки изделий в валковой системе валок - кольцо, разработке на их основе, испытание и внедрение комплекса технических решений, обеспечивающих в совокупности повышение технико-экономических показателей производства холоднотянутых профилей и изделий из них.

Научная новизна. Теоретическим путём с учётом реальных механических свойств металла решена задача по определению напряжения волочения в волоку, рабочий канал которой включает переходную зону. Определены оптимальные значения радиуса скругления переходной зоны и углов волочения.

Получены теоретические формулы для расчёта напряжения волочения прямоугольного профиля с четырехсторонним обжатием его поперечного сечения в волоку с клиновой формой рабочей зоны, которая посредством переходной зоны плавно соединена с калибрующей зоной. Установлено, что минимальное напряжение волочения достигается в случае использования не только оптимальных углов волочения и оптимальных значений радиуса переходной зоны, но и оптимальных соотношений обжатий по противоположным сторонам сечения протягиваемого профиля. Теоретическим и экспериментальным путями определены оптимальные значения относительного обжатия ширины полосы и оптимальные соотношения обжатий по противоположным сторонам сечения деформируемого профиля. Экспериментальным анализом определены рациональные значения длины калибрующей зоны волоки при волочении прямоугольных профилей. Исследовано волочение прямоугольной проволоки через сдвоенные волоки и определено рациональное распределение обжатий между волоками.

Вариационным методом получена формула для определения тол-

щины слоя смазки на входе в очаг дефорлации при волочении. Предложена математическая модель, процесса волочения при полужедкост-ном трении. Разработан новый метод определения коэффициента трения при волочении.

Разработаны основы теории прокатки в валковой системе валок - кольцо. Установлено, что за счёт низких углов встречи металла с инструментом максимальные обжатия, по условиям захвата, при про катке в системе валок - кольцо могут в 2...б и более раз превышаг. таковые для простого случая прокатки. При прокатке между валком и кольцом средняя длина очага деформации может в 2...3 и более раза превышать таковую для простого процесса прокатки, что вызывает соответствующее увеличение уширения и энергосиловых параметров пр< цесса фордоизменения.

Предложенные новые решения в области волочения и прокатки защищены одиннадцатью авторскими свидетельствами на изобретения и тремя положительными решениями Госкомизобрегений о выдаче двух авторских свидетельств и одного патента.

Практическая ценность. Разработаны формулы и методика расчёта маршрутов волочения круглых профилей с учётом реальных механических свойств металла и использования оптимальных параметров волочильного инструмента в зависимости от степени упрочнения протягиваемого металла. Определены оптимальные углы волочения и оптимальные значения радиуса скругления переходной зоны волоки. Предложены способы абразивной обработки рабочих каналов твёрдосплав-ных волок, которые наряду с изготовлением переходной зоны позволяют оптимизировать характер микрогеометрии поверхности волочильного канала, что при волочении малоуглеродистой стальной проволоки обеспечивает повышение стойкости волок в среднем в 2 раза. Ра-зрабьтан новый эффективный состав смазочного покрытия для калибровки стальных прутков и проволоки, который позволяет снизить тяговые усилия при волочении на 20...30 % и более, улучшить качество продукции, получить экономию металла, электроэнергии и материалов, улучшить санитарно-гигиенические условия в цехе.

Определены оптимальные параметры процесса волочения прямоугольного профиля в монолитные волоки. Разработана методика расчёта рациональных маршрутов волочения прямоугольных профилей на однократных и многократных волочильных станах. Определены рациональные значения длины калибрующей зоны волоки для волочения прямоугольного профиля. Разработана эффективная технология волочения прямоугольной проволоки через сдвоенные волоки, которая обеспечи-

вает повышение стойкости предчистовых волок в среднем в 1,95 раза и чистовых волок маршрута в среднем в 1,65 раза, улучшить качество продукции, получить экономию металла, электроэнергии и материалов. Разработай эффективный состав технологической смазки для волочения прямоугольной проволоки из алюминия, который позволил улучшить качество готовой продукции, снизить трудоёмкость изготовления, повысить производительность волочильных станов.

Предложено пять новых конструкций волок, позволяющих снизить трудоёмкость при их обработке и при волочении тлеть существенный экономический эффект.

Разработана технология интенсивной прокатки заготовки для волочения прямоугольной проволоки в инструменте типа валок - кольцо, позволяющая сократить до 7 переходов при волочении. Предложены новые технологические схемы производства каркасов оболочек гибких тросов управления агрегатами для легкового автомобиля "Таврия", позволившие Запоронскому автомобильному заводу "Коммунар" отказаться от импорта этих изделий из-за рубежа.

Реализация работ в промышленности. Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены в производство при волочении прутков и проволоки круглого сечения на Запорожских заводах "Днепроспецсталь" и метизном заводе, на Днепропетровском метизном производственном объединении, в ПО "Ижсталь" (г. Ижевск) , при волочении прямоугольных профилей на Запорожском кабельном заводе и на четырех заводах Российской Федерации: в организации п/я М-5647, на предприятии п/я Г-4184, на предприятии п/я А-1668, на заводе Минтяжмаша (г. Москва); при изготовлении оболочек гибких тросов на Запорожском автомобильном заводе .

Апробация работы. Материалы работа доложены и обсуждены: на объединённом научном семинаре кафедры СМД ДМетИ и прокатных отделов ИЧМ АН Украины (г. Днепропетровск, 1976, 1984, 1991, 1992 гг.); на Республиканских научно-технических конференциях по разработке и применению технологических смазок (г. Киев, 1973-1976, 1978, 1980 гг.); на 2-й научно- технической конференции по металлургии Арабской Республики Египет (г. Каир, 1978 г.); на Республиканских научно-технических конференциях "Трение и технологические смазки при обработке металлов давлением" (г. Днепропетровск, 1973, 1985 гг.); на научно-технической конференции ""Энергосберегающая технология производства проката" (г. Донецк, 1987 г.); на 4-й Всесоюзной научно-технической конференции "Теоретические проблемы прокатного производства" (г. Днепропетровск, 1988 г.); на

ежегодных научно-технических конференциях НТО ЧМ "Совершенствов ние прокатного и волочильного производства" (г. Запорожье, 1970 1988 гг.); на Всесоюзной научно-технической конференции "Новые технологические процессы прокатки как средство интенсификации п изводства и повышения качества продукции" (г. Челябинск, 1989 г на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Освоение производств; прогрессивных видов прокатной продукции в условиях хозрасчёта" (г. Москва, ВДНХ, 1989 г.); на выставке-ярмарке научно-техничеа разработок вузов Украины "Прогрессивные технологии и материалы для машиностроения" (г. Харьков, ХПИ, 1989 г.); на научных семинарах кафедры СМД Запорожского индустриального института (г. Запорожье, 1991, 1992 г.); на научном семинаре кафедры метизного производства, металловедения и термообработки Днепродзержинском индустриального института (г. Днепродзержинск, 1991 г.); на объединенном научном семинаре кафедры СВД ДЛИ и прокатных отделов ДОННИИЧМ (г. Донецк, 1991 г.); на объединенном научном семинаре кафедр Магнитогорского горно-металлургического института (г. Магнитогорск, 1992 г.).

Отдельные разработки экспонировались на ВДНХ СССР и ВДНХ

УССР.

Публикация. Основное содержание работы опубликовано в 37 статьях, двух учебных пособиях и одной монографии. Оригинальные технические решения защищены одиннадцатью авторскими свидетельствами на изобретения и тремя положительными решениями Госкомизо бретений о выдаче двух авторских свидетельств и одного патента.

Объём работы. Диссертация содержит 176 страниц машинописного текста, II таблиц, 99 рисунков, список использованной литературы, включающий 254 наименования, и 30 страниц приложений.

введение

Задача повышения эффективности металлообрабатывающих отраслей народного хозяйства, улучшения качества и повышения конкурентноспособности выпускаемой продукции, экономия металла и сокращения расхода всех видов энерго- и ресурсозатрат является особо актуальной в настоящее время - в период перехода экономики к рыночным отношениям. Одним из направлений в решении этой задачи является совершенствование технологических процессов производства холоднотянутых сплошных профилей и изделий из них.

В диссертации представлена научная разработка оптимальных параметров геометрии рабочих каналов волок для волочения сплошных профилей круглого и прямоугольного сечений, оптимальных соотношений деформаций по сторонам сечения протягиваемого прямоугольного профиля, рациональных значений длины калибрующей зоны волоки, эффективных составов технологических смазок для волочения черных и цветных металлов.

В работе выполнен теретический и экспериментальный анализ проблем повышения эффективности технологических процессов производства холоднотянутых сплошных профилей и изделий из них за счёт использования процесса прокатки в валковой системе валок - кольцо, что при изготовлении ряда изделий позволяет получить сущестг. венный экономический эффект.

Теоретические и экспериментальные разработки базируются на всестороннем анализе работ по волочению и прокатке отечественных и зарубежных учёных: И. М. Павлова, С. И. Губкина, И. Л. Перлита, А. И. Целикова, А. П. Чекмарева, А. П. Грудева, И. Я. Тарновско-го, А. А. Поздеева, В. Л. Колмогорова, В. Н. Выдрина, А. А. Дин-ника, Г. Я. Гуна, Г. Л. Колмогорова, И. П. Ренне, В. В. Соколовского, В. 3. Жилкина, В. А. Николаева, Ю. И. Коковихина, Б. Р. Картака, В. И. Тарновского, М. Г. Полякова, Г. С. Гуна, В. К. Смирнова, А. К. Григорьева, А. В. Третьякова, В. Л. Мазура, К. Байера, М. И. Белова, В. М. Клименко, В. Г. Корохова, В. И. Горелика, Г. Э. Аркулиса, Г. А. Вострикова, В. В. Антипина, В. И. Уральского, М. 3. Ёрманка, В. К. Белосевича, И. Н. Недовизия, Е. Кё-рбера, Г. Закса, Е. Зибеля, Б. Авицура и др.

i. вожнеше сплошного круглого пр01ш

Форма продольного профиля обжимной зоны волоки оказывает щественное влияние на величину энергосиловых параметров процес волочения, на интенсивность износа волок, качество протягиваем изделий и производительность волочильных станов. В практике во чения чаще используются волоки с конической формой волочильног канала и в меньшей мере - радиальные волоки. Однако, между кон ческой обжимной зоной С длиной 1} и калибрующей зоной • (длиной 1А всегда имеетоя зона плавного перехода (переходная зона) длиной имеющая радиус скругления г.

Наличие переходной зоны обеспечивает снижение усилия воло' ния и существенное увеличение стойкости волоки, так как исключ; ся возможность интенсивного износа мест сопряжения за счёт уст нения резкого поворота волокон металла в процессе деформации.

Переходная зона может образоваться в волоке в результате : носа участка стыка обжимающей и калибрующей зон. Однако в реал ных условиях волочения при весьма низких допускаемых отклонени, по диаметру протягиваемого профиля калибрующее отверстие волою выходит из строя по его износу прежде, , чем образуется переходи; зона оптимальной протяженности. При этом волочение происходит < увеличенным расходом энергии, повышенной обрывностью, с ухудие: ем качества готового изделия. В ряде случаев волочение через о( жимающий канал, не имеющий переходной зоны, становится практич! ки невозможным. Поэтому волоки необходимо изготавливать с нашг ем в рабочем канале переходной зоны оптимальной протяженности.

В общем случае форма продольного профиля волочильного кан. характеризуется показателем т, равным т = 1п /Ь С где Ь - обща; длина конической и переходной зон;. При т = 0 имеет место кони1 'ский, а при т =1 - радиальный продольные профили обжимающей 3' ны волоки. При 0<т< I форма профиля рабочей зоны названа ком! нированной.

Оптимальные параметры процесса волочения могут быть опред ны из принципа минимума мощности деформации. Мощность волочени; круглого профиля в волоку с комбинированной формой продольного профиля рабочей зоны включает следующие компоненты

N1 + Ni + Nз + N^+N5+Nl + N1■> (1.1.

где - мощности внутренних сил (сопротивлений) в конич!

ской и переходной зонах ;

У

N3, - мощности сил контактного трения в конической,

переходной и калибрующей зонах;

Ni^Nif. - мощности сил среза в плоскости входа металла в волоку и силы противонатяжения.

Приняли, что в конической зоне образующей продольного профиля является прямая линия, а в переходной зоне - парабола. Допустив также, что контактное напряжение трения Т по всей длине очага деформации постоянно и пропорционально среднему пределу текучести сгт деформируемого металла, получили формулу для мощности волочения N, разделив которую на секундный объём V= y1F1 -- скорость волочения и площадь сечения протягиваемого профиля) имеем выражение для приведённого напряжения волочения &вол/сГт :

где об - половина угла рабочего конуса (угол волочения) ;

fr - коэффициент трения по пределу текучести (показатель трения ) ;

¡j. - коэффициент вытяжки за переход;

fin>en - коэффициент вытяжки и относительное обжатие в переходной зоне: ¡A.n-(i + £n)z-,£n = 2r(1-cosoi)^l-<t> = 2/(3/t); Y- /F„ arc tj \fen;

6Q - напряжение противонатяжения.

Анализ уравнения (1.2) показал, что зависимость приведённого напряжения волочения от Угла а. и показателя т характери-

зуется наличием его минимальных значений. В обычных условиях во- • лочения минимальное напряжение волочения достигается при использовании волок, имеющих комбинированный тип продольного профиля обжимающей зоны, когда значения показателя т = 0,1...О,б. В этих условиях конический(пг = 0) и особенно радиальный (jn = I) продольные профили рабочей зоны обусловливают значения приведённого напряжения волочения значительно большие (до 20. ..30 %), чем оптимальный комбинированный профиль. Волоки с радиальным профилем дают наименьшее напряжение волочения только при низких значениях коэффициента трения и малых вытяжках за переход, что по-видимому близко к условиям волочения проволоки в алмазные волоки и в какой-то мере волочению в режиме жидкостного трения.

¿и

В практике удобнее пользоваться не оптимальными значениями показателя т, а отношения г/Зх. Оптимальные значения угла об и отношения т/$± определили из уравнений

d(t^c) и' д(г/лх) J (1-3)

Анализ данных, полученных с использованием уравнений (1.3) показал, что с увеличением коэффициентов вытяжки и трения значения оптимальных углов волочения возрастают. Зависимость оптимального угла волочения от параметра r/D£ характеризуется наличием максимума, положение которого практически не зависит от вытяяки за переход и находится в интервале изменения фактора г/Л± = 0,7.. ...1,5. При этом максимальные значения оптимальных углов волочения превышают аналогичные значения для волоки, не имеющей переходной зоны на I...20.

Оптимальные значения отношения t/D1 практически;не зависят от вытяжки за переход, являясь функцией коэффициента трения и угла волочения. При значениях этих параметров, часто имеющих место при волочении, оптимальные значения отношения r/Dx составляют 0,8...1,5 или в среднем ron/J)x = I.

Аналогичное исследование выполнено с использованием закона трения Амонтона в виде т = f р (f- коэффициент трения; р - среднее контактное давление на стенку волоки), при этом получены зависимости для определения напряжения волочения и среднего контактного давления.

Анализ полученных решений показал, что наличие в волочильном канале переходной зоны и увеличение её протяженности благоприятно отражаются не только на снижении напряжения волочения, н и на уменьшении износа и повышении эксплуатационной стойкости во локи за счёт снижения (до 20...30 среднего контактного давления на стенку волоки.

Установлено также, что наличие противонатяжения деформируе-мого профиля обусловливает увеличение оптимальных значений отношения r/D± . При низких значениях коэффициента трения, а также при волочении с противонатяжением металла оптимальные значения отношения r/ß^ более 2. Здесь оптимальная форма продольного профиля волочильного канала близка к радиальной.

При волочении деформируемый металл по мере продвижения в ос жимающей зоне упрочняется, что может быть учтено зависимостью

йтх-ЪЬ + кО-***1)]* (1.4)

где сгт0, Стх - предел текучести металла до деформации и в рассматриваемом сечении обжимной зоны волоки; - общая вытяжка в рассматриваемом сечении; к,т - реологические коэффициенты.

Используя соотношение (1.4), метод тонких сечений, закон трения Амонтона для каждого сечения зоны деформации, при замене дуги скругления в переходной зоне хордой, получены формулы для определения продольного растягивающего и нормального контактного напряжений вдоль волочильного канала, а также для расчёта напря-жени я волочения с^ в первом переходе (при 1К = 0)

Од = стк(Х + ^«п^-Л^ +

+ + + (1.5)

где сгтк - предел текучести в сечении стыка конической и переходной зон;

<*т - предел текучести металла после волоки; ск - продольное растягивающее напряжение в плоскости стыка конической и переходной зон

8 = 8П= ^сЩсИг)-, 2 = к8/(п-5);

коэффициент вытяжки в конической зоне; к ,2 п - параметры переходной зоны.

Анализ полученных решений показал, что продольное растягивающее напряжение сх для каждого перехода возрастает от минимального на входе до максимального значения на выходе из волоки. Нормальные контактные напряжения рх уже упрочненного металла (вто- . рой и последующие переходы) максимально на входе в волоку и снижается к выходу из нее. При волочении неупрочненного металла (первый переход) кривая нормальных напряжений характеризуется наличием максимума, положение которого для конической волоки близко к середине очага деформации, что объясняется совместным влиянием характера нагружения и кривой упрочнения. Поскольку напряжение

■LZ

трения пропорционально нормальному напряжению, то в первом переходе следует ожидать более равномерный износ по длине волоч! льного канала, а во втором и последующих переходах - интенсивный износ входной части волоки с образованием кольца износа.

Оптимальные параметры процесса волочения определили из ср стемы уравнений (1.3). Принятые допущения позволили оценить зг висимость оптимальных параметров от величины реологических ког ффициентов к и т, а также от степени упрочнения прогягиваемо1 металла. Так с увеличением параметров кит оптимальные утлы i лочения несколько (на I...20} возрастают. По мере увеличения с щей степени деформации (упрочнения) металла перед волочением значения оптимальных углов волочения снижаются. Например, для б-го перехода при волочении малоуглеро,цистой стальной проволок оптимальный угол волочения на 0,7...2,5° меньше, чем для первс го перехода.

С учётом влияния калибрующей зоны волоки формула (1.5} пр водится н виду

°вол - ÖT! - (°Т1 - <*х) ехР (- (1.6)

Уравнение (1.6) использовано для анализа опытных данных п волочению (со скоростью 1м/с) круглой проволоки из стали марк У8А на однократном волочильном стане 1/750. Расчётные значения напряжения волочения сравнили также с данными расчёта по форму лам Закса, Кёрбера, Губкина, Перлина, Динника, Тарновского и Поздеева. Анализ показал, что формулы (1.5) и (1.6) пригодны для технологических расчётов.

В условиях калибровочного цеха Запорожского завода " Дне-проспецсталь" выполнены эксперименты по определению оптимальны углов волочения стальных прутков (диаметром 13,5 и 20 мм) на цепном волочильном стане и при волочении стальной проволоки (д аметром 6,3 и 7,3 мм) на однократном волочильном стане 1/750. Оптимальные углы определяли по минимальному усилию волочения з готовки через комплекты волок одного диаметра, но имеющие разные углы рабочих конусов.

Аналогично на Запорожском метизном заводе определяли опти мальдае углы волочения стальной проволоки при её волочении на многократной волочильной машине 15/200. Одновременно исследова лась стойкость волок на износ при скоростном волочении.

Анализ опытных данных показал, что величина оптимального угла волочения в основном определяется коэффициентом вытяжки з

переход. При этом с увеличением вытяжки оптимальный угол возрастает. Влияние же других факторов (химического состава сплава, типа технологической смазки, скорости волочения и др.) сказывается в меньшей мере. При мокром волочении проволоки установлено также, что углам волочения, близким к оптимальным, соответствует и наибольшая эксплуатационная стойкость волок на износ.

Разработаны методы абразивной обработки каналов волок, которые наряду с изготовлением переходной зоны обеспечивают поверхности волочильного канала придание рационального характера микрогеометрии, способствующего удержанию технологической сшазки в зоне деформации, что при сухом волочении стальной проволоки обеспечивает повышение стойкости волок в среднем в 2 раза.

2. ВОЛОЧЕНИЕ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ПРШШ

Используя инженерный метод, закон трения Амонтона в виде тх = (где ^х' " напряжение контактного трения и нормальное контактное напряжение в рассматриваемом сечении) и соотношение скоростей деформаций в поперечном и вертикальном направлениях согласно условия Тарновского - Вццрина, получили формулу для определения напряжения волочения прямоугольного профиля с четырехсторонним обжатием его поперечного, сечения

'вол = (I.?)

где т5 - напряжение чистого сдвига металла до волоче-

ния, после перехода и среднее для зоны деформации;

Б, Д, Ф0, - параметры, равные: Б = (2 + а)/2А, Д = А/ /(1+а); А = <Ре= /ШаЩТзйГ, \ = \

а - показатель поперечной деформации; •. Н0, Н1 - толщина полосы до и после перехода; В0, В^ - ширина полосы до и после перехода. С учётом влияния калибрующей зоны волоки формула (1.7) приводится к виду

авол = 2Г51Б - (2*ЯБ - б;ол) ехр [ - 2 +О+а)^], (1.8)

где с^ол - напряжение волочения при 1к = 0, определяемое по выражению (1.7). Приняв, что напряжение трения постоянно по длине очага де-

формации и пропорционально среднему контактному давлению р, получили также формулы для определения напряжения волочения и контактного давления для условий волочения прямоугольного профиля через волоку, рабочий канал которой между клиновой и калибрующей зонами включает переходную зону с радиусом закругления г

JW _ М* + Уз + tfo<A3

2т<

а3

р AZ+ Ам- <г (Ц-1)

2т, А_ - А,

S 3 1

(1.9;

где - условные параметры.

Анализ полученных формул показал, что при волочении прямоугольной полосы минимальное напряжение волочения достигается не только при использовании оптимальных углов волочения и оптимальных значений приведённого радиуса закругления переходной зоны, но также и при использовании оптимальных значений показателя поперечной деформации. При этом с увеличением значений коэффициентов вытяжки и трения напряжение волочения возрастает. Однако зависимость напряжения волочения от величины отношения сторон В^/Н^ протягиваемого профиля существенна лишь при его значениях менее 4.

Наличие в волоке переходной зоны обусловливает не только снижение напряжения волочения, но и контактного давления на поверхность волочильного канала, за счёт чего существенно уменьшается износ волок и повышается их стойкость. Увеличение вытяжки за переход и коэффициента контактного трения,, а также напряжения противонатяжения приводит к существенному понижению среднего контактного давления на стенку волоки.

Исследовав первое уравнение системы (1.9) на экстремум,

^Чол в 0 Эовол _ 0; дбвол я 0|

}

d(tcjoL) д(г/н,) да.

нашли оптимальные значения угла волочения ои, приведённого радиуса r/Uj_ закругления переходной зоны и показателя поперечной деформации (а также относительного обжатия ширины протягиваемой полосы).

Анализ полученных данных показал, что с увеличением коэф-

фициентов вытяжки за переход и контактного трения, а также отношения сторон В1/Н1 значения оптимальных углов волочения возрастают. Однако влияние отношения В1/Н1 существенно лишь при его значениях менее 4.

Зависимость оптимальных значений угла об от фактора г/Н^ характеризуется наличием максимума, положение которого слабо зависит от вытяжки и находится в интервале значений отношения г/Н1 = 0,8...1,5. С уменьшением коэффициента трения, а также при волочении с противонатяжением полосы положение этого максимума смещается в сторону более высоких значений г/Н1. При значениях радиуса переходной зоны г = Н^ и f = 0,Об...0,10 величина оптимального угла волочения на 1...30 больше, чем для волоки, не имеющей переходной зоны.

Оптимальные значения параметра г/Н1 с увеличением коэффициента трения и угла волочения - снижаются, а с увеличением вытяжки за переход, ростом напряжения противонатяжения и отношения сторон В^/Н^ протягиваемого профиля - увеличиваются. Однако влияние последнего существенно только при его малых значениях. Для часто имеющихяв практике условий волочения прямоугольных профилей оптимальные значения отношения г/Н^ находятся в интервале О,75...1,5.

Оптимальные значения показателя поперечной деформации а и относительного обжатия ширины полосы ДВ/В^ (ЛВ - абсолютное обжатие ширины полосы) в основном определяются величиной отношения сторон В_£/Н± протягиваемого профиля, а влияние других факторов процесса волочения проявляется в меньшей мере. С увеличением отношения угла волочения и коэффициента трения оптимальные значения показателя а и 4В/В^ снижаются, а с ростом вытяжки за переход - возрастают. Влияние напряжения противона-тяжения и параметра г/Н{ на численные значения показателя поперечной деформации и относительного обжатия ширины полосы несущественно.

Для практических расчётов напряжения волочения прямоугольных профилей получили следующую более удобную формулу, основанную на использовании уравнения (1.7) и замене дуги переходной зоны хордой:

-вол -

2 а г ч '

(1.Ю)

где 'С , £5СТ - напряжение чистого сдвига среднее для переходи зоны и в плоскости стыка клиновой и переходной зон;

Ип (<* № ) - вытяжка и параметр для переходной зон*

$ст - параметр, аналогичный для плоскости стыка; сг'кл - продольное напряжение на выходе из клиновой зоны

*кл = 2Г^(б)+/**('.+ у^о);

^кл ~ сРеДнее напряжение чистого сдвига для металла клине вой зоны.

Формула (1.10) с привлечением уравнения (1.7) использован для определения расчётных значений напряжения волочения и сраЕ нения с опытными значениями для условий волочения прямоугольны профилей из меди. Значения напряжения волочения были определен также по формулам Губкина и Динника. Анализ расчётных и опытнь данных показал, что уравнения (1.7) и (1.10)пригодны для техно логических расчётов.

Выполнены исследования по экспериментальному определению лабораторных и производственных условиях оптимальных углов вол чения прямоугольных полос из меди и алюминия. Анализ опытных д них показал, что они хорошо согласуются с ранее полученными те ретическими данными. При этом с увеличением вытяжки за переход величина оптимального угла волочения возрастает. Увеличение ст пени предварительного упрочнения металла вызывает некоторое сн жение значений оптимального угла волочения. В опытах уста'новле но, что химический состав протягиваемого металла, величина бок вого обжатия полосы и другие факторы существенного влияния на величину оптимального угла волочения не оказали.

Впервые экспериментальным путём определены оптимальные зв чения бокового обжатия- прямоугольной полосы и оптимальные соот ношения обжатий по противоположным сторонам сечения протягивав' мого прямоугольного профиля. Установлено, что оптимальные знаЧ' ния относительного обжатия ширины полосы в основном определяют' ся величиной отношения сторон протягиваемого профиля. Пр;

этом с увеличением отношения В^/Н^ оптимальные значения относительного обжатия ширины полосы снижаются. При увеличении вытяжки за переход оптимальные значения АВ/В^ несколько возрастают, Влияние же других факторов, процесса волочения: рода металла и степени его упрочнения, типа технологической смазки и др. прояз ляется в меньшей мере. Полученные в опытах значения оптимальны:

относительных обжатий ширины протягиваемой полосы хорошо согласуются с результатами ранее приведенного теоретического анализа.

Экспериментально оптимальные значения отношения г/Н^ определили с помощью волочильного устройства, включающего два поворотных деформирующих элемента, которые при волочении обеспечивают очагу деформации комбинированный продольный профиль, т. е. наличие клиновой и переходной зон в оптимальном сочетании. Волочению подвергались мягкие и предварительно упрочненные прямоугольные полосы из меди и алюминия.

Анализ полученных опытных данных показал, что наименьшее напряжение волочения имеет место, когда значения отношения г/НА находятся в интервале 0,8...1,5, что хорошо согласуется с полученными теоретическими выводами.

Экспериментальным путём при волочении прямоугольной проволоки из меди получены также рациональные значения относительной длины калибрующей зоны волоки, обеспечивающие при низком расходе энергии высокую "ст'ойкость волок на износ.

Теоретическим и эксперт,!ентальным путями выполнено исследование волочения прямоугольной проволоки из меди через сдвоенные волоки, установленные в разных волокодержателях. Определены значения рационального распределения обжатий меяду сдвоенными волоками, при которых обеспечивается повышение -стойкости предчисто-вых волок в среднем в 1,95 раза и чистовых волок маршрута в среднем в 1,65 раза, что позволяет улучшить качество готовой продукции, повысить производительность волочильных станов, создать энерго- и ресурсосберегающую технологию.

3. С СВЕРШЕНО ГВОВАНЙЕ УСЛОВИЙ КОНТАКТНОГО ТРЕНИЯ ПРИ ВШКНЕНИЕ

Качество готовой продукции и производительность волочильного стана во многом определяется условиями контактного трения между деформируемым металлом и волокой, которые находятся в прямой зависимости от соотношения между толщиной слоя смазки, разделяющей металл и иннструмент, и высотой кинронеровностей на поверхностях деформируемой полосы и волоки. Поэтому проблема определения толщины слоя технологической смазки в очаге деформации является одной из главных задач современной теории смазки при волочении.

Толщину слоя смазки Ь на входе в очаг деформации определили из принципа минимума мощности контактного трения в предочаго-вом масляном клине. Используя уравнения Рейнольдса и Еаруса для

вязкой несжимаемой смазки, получили

где 6,1? - пъезокоэффициент вязкости смазки и вязкость смазки при атмосферном давлениии;

^ - скорость входа металла в волоку;

р0 - давление смазки в плоскости входа в очаг деформации.

Решена задача по определению"напряжения волочения полосы в режиме смешанного трения, когда напряжение трения т в сечении контактной площади описывается уравнением Т=(1-С)хгр+Ст)к) (3.2)

где Трр, тж - напряжения граничного и жидкостного трения;

С - показатель режима контактного трения.

Первое и второе слагаемые уравнения (3.2) учитывают соответственно доли механизмов граничного и жидкостного трения. В зависимости от величины показателя С режим контактного трения изменяется от граничного (при С = 0) до жидкостного (при С = I). При 0-=С имеет место смешанное трение.

Используя уравнение (3.2) и метод тонких сечений, получили формулу для определения напряжения волочения при смешанном трении г с2 / вр Я 7 °вол= 1№т(1+бс)епр+£еп[1+^(е ¿-М-р (з.з)

где П = 1,15бте(1 + 6С) - 2; бс = (I - С ,

С увеличением скорости волочения температура смазки в пред-очаговом масляном клине возрастает, что приводит к уменьшению её вязкости. Выражение для средней температуры смазки в пред-очаговом объёме получили из уравнения баланса энергии

где £п -температура поверхности входящей полосы;

Л - теплопроводность смазки;

У)0 ,У] - вязкость смазки в сечении входа в очаг деформации и средняя вязкость смазки в масляном клине.

Анализ формул (3.1)- (3.4) показал, что с увеличением скорости волочения средняя температура смазки повышается, а её вязкость снижается. Последнее является причиной понижения гидродинамического эффекта. Поэтому зависимость Ь0 - ^ не является линейной, а характеризуется наличием экстремальных значений

что в свою очередь вызывает появление минимальных значений функции о'вол - у^. Уменьшение вязкости применяемой технологической смазки, а также увеличение температуры металла, входящего в волоку, смещают положение экстремальных значений для Ь0 и о"вол в сторону увеличения скорости волочения. Использование более вязкой технологической смазки в целом обеспечивает более высокий уровень значений толщины слоя смазки в очаге деформации и большее снижение напряжения волочения. Однако с увеличением скорости волочения и температуры протягиваемого металла этот эффект размывается. При высоких скоростях волочения и температурах металла (более 60...80°) зависимость толщины Ь0 и приведённого напряжения волочения от скорости волочения проявляется слабо.

Разработанная модель процесса волочения в режиме смешанного трения позволила выбрать рациональные температурно-скорост-ные условия волочения прямоугольной проволоки из алюминия на многократных волочильных станах, работающих со скольжением, и определиться с выбором эффективного состава технологической смазки для его волочения.

На основе использования устройства для волочения, содержащего два поворотных деформирующих элемента, разработан новый метод определения коэффициента трения f при волочении полосы, численные значения которого рассчитываются по следующей формуле

где ф - коэффициент плеча момента нормальных сил в клиновой зоне;

- угол волочения в стадии установившегося процесса; fп, о1 - коэффициент трения и диаметр трения в подшипниковых опорах деформирующих элементов.

Метод использован для определения коэффициента трения при волочении полос из меди и алюминия со скоростью 0,1 м/мин. Из анализа опытных данных следует, что при волочении мягкой меди (при г = Н1) с увеличением вытяжки за переход, а также с увеличением степени предварительного упрочнения металла (при /х= 1,3) величина коэффициента трения возрастает. Влияние отношения г/Н1 на величину коэффициента трения существенно лишь при его значениях менее I. Численные значения коэффициента трения при волочении меди составляют 0,071...0,132, а при волочении алюминия - 0,С87...0,15, что хорошо согласуется с результатами, получен-

ными другими способами.

Выполненные теоретические и экспериментальные исследования позволили подобрать эффективный состав технологической смазки длJ волочения прямоугольной проволоки из алюминия на многократных волочильных станах кабельного завода. Разработанный состав смазки на основе масла вапор с добавкой 2,5...5 % серы и 10...20 % алюминиевой пудри позволил исключить налипание металла на стенки волочильного канала, улучшить качество протягиваемой проволоки и увеличить производительность волочильных станов.

Разработано также эффективное смазочное покрытие для калибровки стальных прутков и проволоки на основе использования отходов Запорожского маслолиркомбината - мыльнощелочных растворов, разведённых в воде до содержания (по мылу) 3...3.5 %. Смазочная плёнка наносилась на поверхность заготовки путём её окунания на 3...4 минуты в мыльный раствор, подогретый до температуры 60... 80°С с последующей сушкой на воздухе не менее 10...15 минут.

При калибровке металла с разработанным мыльным покрытием усилие волочения снижается на 20...30 % и более, а качество поверхности протянутых изделий улучшается. Так при калибровке на Ееретённом масле (заводская смазка) чистота поверхности протянутых прутков соответствовала 7...8 классам, а при калибровке с мыльным покрытием - 10 классу. Использование мыльного покрытия позволяет также на 25...37 % снизить глубину обезуглероженного слоя металла и получить экономию металла. Исключение веретённого масла как технологической смазки при волочении позволяет улучшить санитарно-гигиенические условия в калибровочном цехе.

4. ПРСКАТКА ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ВОЛШЕНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ПРОФИЛЕЙ И ПРСКАША ВИНТСШХ ИЗДЕЛИЙ.

В технологических процессах производства прямоугольных и других плоских профилей широко используется катанка или прессованный профиль круглого сечения. Поэтому первой операцией является плющение, которое выполняется путём прокатки в гладких валках круглого профиля. Для волочения прямоугольных профилей важно плющеную заготовку получать с размерами поперечного сечения, близкими к размерам готового профиля, что позволяет вести волочение готового профиля в минимум переходов. Для этого желательно использовать заготовку минимального диаметра, а плющение вести с максимально возможными обжатиями и уширением. Для интен-

сивного плющения нами предложено использовать процесс прокатки в валковой системе валок - кольцо.

Получены теоретические формулы для определения основных геометрических параметров процесса прокатки между валком и охватывающим его кольцом. Анализ полученных зависимостей показал, что с уменьшением отношения радиуса валка Е1 к внутреннему радиусу кольца Лд углы встречи металла с инструментом уменьшаются, а средняя длина очага деформации возрастает. При этом средняя длина дуги контакта может в 2...3 и более раза превышать таковую для простого процесса прокатки.

Теоретическим путём получены следующие более общие условия захвата металла валками при несимметричной прокатке:

а1 ± (4Л)

где о^, - углы захвата на первом валке и на втором валке (на кольце);

Рз ~ усредненный угол трения при захвате.

В соотношении (4.1) знак "плюс" относится к условиям захвата в двух цилиндрических валках, а знак "минус" - к условиям захвата в системе валок - кольцо.

Используя выражение (4.1) при допущении Е1о^1 = Е^о^; получили следующее выражение для соотношения максимального обжатия при несимметричной прокатке ЛНглакс и максимального обжатия при простом процессе прокатки АН^акс

^макс.н =2л _ !± , а _ 1±)/(<+ II и

днмакс V яг ан ях) I

где ВВ) Лн - радиусы кривизны внутренней и наружной поверхностей прокатываемой заготовки.

Анализ полученного уравнения показал, что с уменьшением отношения К^/Я^ максимальное обжатие при прокатке в валках неравного диаметра увеличивается, что объясняется уменьшением углов встречи металла с поверхностями инструмента. Последнее особенно существенно при прокатке в системе валок - кольцо, где максимальное обжатие может в 3...6 раз превышать таковое для простого процесса прокатки.

Выполнены эксперименты по определению максимальных обжатий при холодной прокатке образцов из сталей, меди и алюминия в валках неравного диаметра. Результаты экспериментов хорошо согласуются с теоретическими выводами.

Получена теоретическая формула для расчёта среднего контак тного давления металла на валки при прокатке в валковой системе валок - кольцо. Анализ формулы показал, что с уменьшением отношения R^/R^ среднее контактное давление возрастает, что особенно существенно при его отрицательных значениях, т. е. при прокатке в системе валок - кольцо, где контактное давление может в I,! ...3 и более раза превышать таковое, соответствующее процессу прокатки в валках равного диаметра. Последнее объясняется в основном увеличением сопротивления течению металла в продольном направлении в связи с соответствующим возрастанием длины очага деформации.

Зависимость уширения и усилия прокатки от величины параметра исследовали при прокатке свинцовых полос сечением 3,8 > х 3,8 мм со скоростью О,Об м/с. Во всех опытах верхний валок принимали цилиндрическим (диаметром 50 мм). Для получения требуемых значений отношения R^/Bj. в качестве верхнего валка использовали цилиндрические валки диаметром 50 и 75 мм, плоскую плиту, а также кольца с внутренними диаметрами 70, 100 и 150 мм. Прокатку производили без использования технологических смазок. Усилие прокатки измеряли с помощью тензометрических месдоз.

Анализ полученных данных показал, что с уменьшением отношения Rl/Rz , а также с увеличением относительного обжатия за проход значения коэффициента уширения и усилия прокатки возрастают, что в основном объясняется увеличением длины средней дуги контакта и соответствующий ростом сил сопротивлений продольному течению металла при прокатке. Для одинаковых относительных обжатий при прокатке в системе валок - кольцо значения коэффициента уширения в 1,2...1,5 и более раза, а усилие прокатки в 1,5...3 и более раза превышают эти значения для простого процесса прокатки.

Выполнены эксперименты по холодному плющению круглой катанки и проволоки в валковой система валок - кольцо. Опыты показали что этот инструмент позволяет производить плющение металлов и сплавов (без использования усилия вталкивания при задаче) с относительными обжатиями за проход, составляющими 70...80 96 и более, что обеспечиваег увеличение ширины полосы при прокатке за один проход в 2...3 и более раза. Последнее при изготовлении холоднотянутых прямоугольных профилей позволяет сократить число проходов.

Опытные значения уширения при плющении сравнили с рассчётны-

ми по формуле автора, полученной для простого процесса прокатки. Анализ показал, что при внесении поправок, учитывающих действительную форму контактной поверхности и фактическую длину очага деформации, она может быть использована и для расчёта уширения при плющении в системе валок - кольцо.

Весьма эффективно использование плющения в системе валок -кольцо в производстве холоднотянутых прямоугольных профилей. При этом за счёт интенсивного обжатия и повышенного уширения требуемая заготовка для волочения может быть получена из заготовки меньшего диаметра. Так при изготовлении прямоугольной проволоки из меди марки М1 сечением I х 13,5 мм плющение заготовки в системе валок - кольцо позволяет готовый холоднотянутый профиль получить за 3-4 перехода (вместо 10 переходов) с сокращением одного промежуточного отжига.

Высокая захватывающая способность, интенсивное уширение и повышенное гидростатическое давление позволяет эффективно использовать систему валок - кольцо и для прокатки фасонных профилей из металлов и сплавов.

Выполнены эксперименты по холодной прокатке угловых, тавровых -и плоских профилей из алюминия, стали и свинца в системе валок - кольцо, где катающий диаметр валка составлял 200 мм, а кольца 280...ЗСО им. Прокатка производилась со скоростью 0,2 м/с.

Анализ опытных данных показал, что в системе валок - кольцо за один проход можно прокатать угловой профиль, ширина полки которого в 1,6...2 раза превышает диаметр исходной заготовки. При аналогичной прокатке таврового профиля ширина подошвы последнего в 2...2,6 раза превысила диаметр заготовки. Поэтому систему валок - кольцо перспективно использовать на мини-прокатных станах для прокатки за 1-2 прохода широкого сортамента фасонных профилей.

Если при прокатке в системе валок - кольцо на выходе из инструмента полосу не разгибать и непрерывно смещать вдоль оси Балка, то получается винтовое изделие (подобное винтовой цилиндрической пружине). Такой процесс разработан для прокатки каркасов оболочек гибких тросов управления агрегатами легкового автомобиля ЗАЗ-ПСВ "Таврия", который позволяет операцию плющения круглой стальной проволоки и навивку пружины совместить в единый процесс формоизменения.

Разрабртан также процесс изготонления винтовых каркасов оболочек гибких тросов с использованием двухступенчатого непрерыв-

ного плющения круглой пружинной стальной проволоки в двухклете-вом прокатном стане, .с последующим непрерывным свертыванием плющеной ленты в цилиндрическую винтовую оболочку с помощью формующего устройства.

Решена задача по определению рационального распределения об' жатий проволоки между клетями плющильного стана, при этом теоретическим путём определены значения минимально возможного обжатия во второй рабочей клети стана, обеспечивающего устойчивую работу агрегата и высокое качество изготавливаемых винтовых изделий.

5. ВНЕДРЕНИЕ РАЗРАБОТОК И ОСНСВШЕ ТЕШКСйЖОНаШЕСКИЕ ПСКАЗА1ЕЛИ

На Запорожском заводе " Днепроспецсталь" внедрены в производство оптимальные углы волочения и волокошлифовальные (полировальные) станки для обработки волок гибкой нитью, что позволяет щ» волочении прутков и проволоки из специальных марок, сталей и сплавов на 10.. .15 % снизить усилия волочения и расход электроэнергии, улучшить качество продукции, сократить расход твёрдого сплава и материалов. ...

На Запорожском метизном заводе внедрена технология доводки твёрдосплавных волок на станках с гибкой нитью, что позволяет увеличить стойкость волок в среднем в 2 раза, улучшить качество проволоки, получить экономию (до I '/«) металла, повысить производительность волочильных станов. Зта технология обработки волок внедрена также на Днепропетровском метизном производственном объединении.

Для волочения круглых профилей разработаны три новые конструк--ции волок, позволяющие снизить трудоёмкость изготовления волочильного инструмента. Одна из них .- радиальная волока с оптимальной геометрией рабочей зоны внедрена в ПО "Ижсталь" (г. Ижевск).

На Запорожском кабельном заводе (ЗКЗ) разработана и внедрена в производство технология волочения алюминиевой прямоугольной проволоки из заготовки, полученной методом литье - прокатка. В результате внедрения, .трудоёмкость изготовления проволоки снижена в 2 раза, масса отходов металла снижена на 0,45 %, улучшено качество продукции,возрасла производительность волочильнцх станов.

На том же заводе разработаны и внедрены, в производство оптимальные параметры геометрии каналов волок для изготовления прямоугольной проволоки. В итоге затраты на изготовление волок снит

жены на 10,5 трудоёмкость волочения уменьшена на 3,35 %, на 2. кг/т снижен расход металла. Разработанная конструкция волоки для волочения прямоугольных профилей внедрена также на 4-х заводах Российской Федерации.

На 2КЗ также разработаны и внедрены рациональные маршруты волочения прямоугольной проволоки из меди и алюминия. В. результате трудоёмкость изготовления I т проволоки снижена: для меди - на 7,5 %, а для алюминия - на 7,75 %. Расход металла на выпуск тонны проволоки снижен: на меди - на 5 кг, на алюминии - на 6 кг.

Разработана специальная конструкция составной водоки, позволяющая снизить трудоёмкость экспериментального определения оптимального соотношения обжатий по сторонам протягиваемого прямоугольного профиля. Разработаны также специальные конструкции устройств для экспериментального определения оптимальных углов волочения полосы.

Разработана и внедрена на Запорожском кабельном заводе технология волочения прямоугольной проволоки, из меди через сдвоенные волоки, установленные в разных волокодержателях. Внедрение технологии позволило, .повысить стойкость чистовых волок в среднем в 1,65 раза, а пр.едчистовых волок - в 1,95 раза, улучшить качество готовой, продукции, получить экономию (до I меди, повысить производительность волочильных станов.

На Запорожском автомобильном, заводе "Коммунар" ПО "АвтоЗАЗ" разработана и внедрена в производство технология прокатки каркасов оболочек гибких тросов управления агрегатами легкового автомобиля ЗАЗ-1102 "ТАВРШ", что позволило организовать выпуск гибких тросов и с 1991 года отказаться от импорта этих изделий из-за рубежа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Теоретическим и экспериментальным путями впервые установлено, что при волочении круглых профилей в волоку с прямолинейной образующей её рабочей зоны минимальнее напряжение Еолочения достигается при использовании не только оптимальных углов волочения, но и при наличии в волочильном канале переходной зоны оптимальной протяженности, а при волочении прямоугольного профиля еще при условии использования оптимальных соотношений обжатий

по противоположным сторонам сечения протягиваемого изделия.

2. Для условий волочения круглых и прямоугольных профилей,

чаще имеющих место в практике, оптимальные значения радиуса закругления переходной зоны составляют 80...150 % от диаметра (толщины) протягиваемого профиля. При волочении с противонатяжени-ем полосы, а также при низких значениях коэффициента трения, оптимальная форма волочильного канала близка к радиальной.

3. Наличие в волочильном канале переходной зоны за счёт исключения резких перегибов волокон металла, уменьшения неравномерности деформации и снижения контактного давления позволяет повысить стойкость волок на износ, снизить расход электроэнергии, металла и материалов, уменьшить уровень остаточных напряжений в протянутых изделиях и улучшить их качество.

4. Получены теоретические формулы для расчёта напряжения волочения круглых и прямоугольных профилей с учётом наличия в волочильном канале переходной зоны, которые проверены по опытным данным. Получены также теоретические значения оптимальных углов волочения, приведённых радиусов закругления переходных зон, оптимальных обжатий ширины прямоугольной полосы при волочении.

5. В производственных условиях определены значения оптимальных углов волочения круглых и прямоугольных профилей, оптимальных значений приведённого радиуса переходной зоны и оптимальных соотношений обжатий по сторонам сечения протягиваемого прямоугольного профиля, которые удовлетворительно согласуются с теоретическими данными.

6. Разработаны способы абразивной обработки рабочих каналов твёрдосплавных волок, которые наряду с изготовлением переходной зоны позволяют оптимизировать характер микрогеометрии рабочей поверхности волочильного канала, что при волочении малоуглеродистой стальной проволоки обеспечивает повышение стойкости волок в среднем в 2 раза.

7. Экспериментальным путём определены рациональные значения длины калибрующей зоны волоки, которые внедрены в производство на кабельном заводе.

8. Исследован процесс волочения прямоугольной проволоки через сдвоенные волоки, установленные в разных волокодержателях. Определены значения рационального распределения обжатий между-сдвоенными волоками, которые обеспечивают повышение стойкости волок в среднем в 1,65...1,95 раза, позволяют улучшить качество продукции и увеличить производительность волочильных станов.

9. Получена теоретическая формула для определения толщины слоя смазки на входе в очаг деформации. Разработана теоретическая модель процесса волочения полосы в режиме смешанного трения. Пре-

дложен рациональный состав технологической смазки для волочения прямоугольной проволоки из алюминия, который внедрен в производство на кабельном заводе.

10. Разработан новый метод определения коэффициента трения при волочении полосы, который обеспечивает получение численных значений коэффициента трения, хорошо согласующихся с опытными данными других исследователей.

11. Заготовку для волочения прямоугольных профилей с большим отношением сторон поперечного сечения целесообразно изготавливать путём плющения круглого профиля в инструменте типа валок -- кольцо. При этом за счёт использования заготовки меньшего диаметра при последующем волочении имеется возможность сократить до 7 переходов, существенно снизить трудозатраты, расход энергии и материалов.

12. Выполнен анализ основных вопросов теории прокатки в валковой системе валок - кольцо. Установлено, что за счёт низких углов встречи металла с поверхностями инструмента максимальное обжатие при прокатке между валком и кольцом может в 2...б и более раз превышать таковое для простого процесса прокатки. При прокатке между валком и кольцом средняя длина очага деформации может в 2...3 и более раза превышать таковую для простого процесса прокатки, что обусловливает соответствующее увеличение уширения металла и энергосиловых параметров процесса деформации.

13. Разработаны и внедрены в производство на Запорожском автомобильном заводе "Коммунар" процессы прокатки винтовых цилиндрических каркасов оболочек гибких тросов управления агрегатами легкового автомобиля ЗАЗ-П02 "Таврия", что позволило заводу отказаться от импорта этих изделий из-за рубежа и в 1991 году получить экономию валюты в сумме 268 тысяч долларов США.

14. Результаты работы по волочению внедрены в производство на Запорожском метизном заводе, на Запоржских кабельном заводе и заводе "Днепроспецсталь", на Днепропетровском метизном производ-ственномобьединении, а также на пяти предприятиях Российской Федерации: ПО "Ижсталь"(г. Ижевск); организация п/я Г-4184'; предприятие Минтяжмаша; предприятие п/я А-1668; предприятие п/я М--5647 (г. Москва). При этом за счёт оптимизации геометрии и способов абразивной обработки волочильных каналов, совершенствования режимов деформации и маршрутов волочения, а также за счёт использования эффективных технологических смазок улучшено качество холоднотянутых профилей, получена.экономия (до 1 %) черных и

(до 2...3 %) цветных металлов, увеличена производительность волочильных станов.

Общий годовой экономический эффект по внедрённым разработкам (в ценах 1991 года) составил 1млн. 325 тысяч рублей.

Таким образом, в диссертационной работе решена крупная народ но-хозяйственная проблема, обеспечивающая значительное повышение технико-экономических показателей процессов производства холоднотянутых профилей и изделий из них.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Зыков Ю. С. Влияние уширения на среднее удельное давление металла на валки при горячей прокатке // Обработка металлов давлением: Сб. науч. тр. ДОетИ. - М.: Металлургия, 1967. - Вып.52. -С.190-198.

2. Оптимальный рабочий угол волоки при мокром волочении тончайшей стальной проволоки / С. С. Зыков, В. А. Николаев, В. К. Ши-ленко и др. П Бюл. ин-та "Черметинформация". - М., 1969. - № 23. - С.47.

3. Зыков Ю. С. Упрощенные формулы для расчёта уширения при горячей прокатке // Металлургия и коксохимия : Обработка металлов давлением. - К.: Техника, 1970. - Вып. 28. - С.32-36.

4. Зыков Ю. С. Некоторые вопросы теории волочения с жидкой технологической смазкой // Металлургия и коксохимия: Обработка металлов давлением. - К.: Техника, 1974, - Вып.40. - С.97-Г00.

5. Зыков Ю. С. Определение оптимальной скорости волочения // Металлургия и коксохимия:. Обработка металлов давлением. - К.: Техника, 1974. - Вып.41. - С.103-105.

6. Зыков Ю. С. Исследование волочения прямоугольного профиля // Обработка металлов давлением: Сб. науч. тр. ДМетИ. - М.: Металлургия, 1976. - Вып.59. - С.372-378.

7. Зыков О. С. Оптимальная форма очага деформации при волочении прямоугольной полосы // Обработка металлов давлением: Сб. науч. тр. ДМетИ. - М.: Металлургия, 1967. - Вып.59. - С.379--383.

8. Зыков Ю. С., Кочетков А. А. Промышленные испытания технологических смазок при волочении прямоугольной проволоки из алюминия // Цветная металлургия: Бюл. ин-та "Цветметинфор/ация". - М., 1976. - № 6. - С.31-33.

9. Зыков Ю. С. Волочение в режиме смешанного трения // Изв. вузов: Чёрная металлургия. - 1976. - № 4. - С.98-101.

10. Зыков Ю. С., Горовая Т. А. Взаимосвязь параметров процесса волочения прямоугольной полосы // Изв. вузов: Чёрная металлургия. - 1976. - К? 10. - С.78-81.

11. Zijkov 7, 3, Fundamentats- в/ the 'Jheoty cf / Конспект лекций на англ. яз. - М.: Внешторгиздат, 1977. - 105 с.

12. Зыков Ю. С., Васильев А. Г., Кочетков А. А. Прогрессивная технология волочения прямоугольных профилей // Цветная металлургия: Бюл. ин-та "Цветметинформация". - М., 1978. - № I. -

С.28-31.

13. Зыков Ю. С. Исследование волочения прямоугольного профиля // Металлургия и коксохимия: Обработка металлов давлением.

- К.: Техника, 1979. - Вып.П. - С.101-104.

14. Калибровка сортовой стали со смазкой в виде натриевого мыла / Ю. С. Зыков, А. Г. Васильев, И. А. Волков и др. // Чёрная металлургия: Бюл. ин-та "Черметинформация". - М., 1981. - Вып.16.

- С.62-63.

15. Зыков Ю. С., Васильев А. Г., Кочетков А. А. Оптимальное соотношение деформаций при волочении прямоугольных профилей // Цветные металлы. - 1981. - № II. - С.46-47.

16. Зыков Ю. С., Васильев А. Г., Кочетков А. А. Влияние длины калибрующей зоны волоки при волочении полосы // Цветные металлы. - 1982. - № 4. - С.79-81.

17.. Зыков Ю. С. Исследование комбинированной формы продольного профиля рабочей зоны волоки // Металлургия и коксохимия: Обработка металлов давлением. - К.: Техника, 1982. - Вып.78. - С. I07-115.

18. Зыков Ю. С. Условия захвата и уширение при деформации в валковой системе валок - кольцо // Цветные металлы. - 1983. -

№ 9. - С.83-85.

19. Оптимальные углы волок при калибровке стали / Ю. С. Зыков, А. Г. Васильев, И. А. Волков и др. // Металлург. - 1983. -№ 2. - C.30-3I.

20.. Исследование волочения медной проволоки через сдвоенные волоки / Ю. С. Зыков, В. А. Николаев, С. П. Мезенцева и др. // Цветные металлы. - 1984. - № I. - С.80-82.

21. Зыков Я» С. Метод определения коэффициента трения при волочении // Изв. вузов: Чёрная металлургия. - 1984. - Р 6. - С. 63-66.

22. Зыков Ю. С. Волока с оптимальным продольным профилем рабочей зоны // Цветные металлы. - 1985. - №9. - С.74-76.

23. Зыков Ю. С. Отгимальные параметры процесса волочения прямоугольного профиля // Цветные металлы. - 1986. - № 2. - С. 71-74.

24. Зыков В. С., Коротя Л. С. Исследование коэффициента тр ния при волочении // Изв. вузов: Чёрная металлургия. - 1986. -Р 8. - С.62-64.

25. Зыков В. С. Определение толщины слоя смазки при волоче нии // Изв. вузов: Чёрная металлургия. - 1987. - № 4. - С.52-53

26. Резерв повышения производительности волочильных станов / В. С. Зыков, В. Г. Мищанин, В. Б. Гаврилов и др. // Сталь. -

1989. - № 4. - С.70-72.

27. Зыков В. С. Снижение трудоёмкости при изготовлении тон ких профилей проката // Цветные металлы. - 1989. - № 5. - С.106' -108.

28. Зыков В. С. Определение оптимальных углов волочения полосы Н Цветные металлы. - 1989. - № 8. - С.91-93.

29. Зыков В. С. Основы современной теории волочения просты: профилей / Запорожский индустр. ин-т -'Запорожье, 1987. - 257 с

- Библ. 42 назв. / Рус. деп. в УкрШИНШ 27.09.89. - № 2110 -

- Ук 89.

30. Зыков В. С. Штимальные углы волочения упрочняющегося металла // Изв. вузов: Чёрная металлургия. - 1990. - № 4. - С. 27-29.

И. Зыков В. С. Деформация металла при прокатке в системе валок - кольцо // Цветные металлы. - 1990. - № 8. - С.96-98.

32. Зыков В. С. Оптимальные параметры геометрии инструмента для волочения круглого профиля // Изв. вузов: Чёрная металлу' ргия. - 1990. - № 10. - С.25-27.

33. Зыков В. С. Параметры очага деформации при прокатке в системе валок - кольцо // Изв. вузов: Чёрная металлургия. -

1990. - № II. - С.34-35.

34. Зыков С. С. Контактное давление при прокатке в системе валок - кольцо // Проблемы металлургического производства. - К. Техника, 1990. - Вып.103. - С.98-101.

35. Зыков В. С. Теория волочения сплошных профилей: Учеб. пособие. К.: УМК ВО, 1991. - 116 с.

36. Зыков В. С. Интенсивная прокатка тонкостенных профилей // Цветные металлы. - 1991. - Р 3. - С.62-63.

37. Зыков В. С., Прилуцкий 0. В. Исследование прокатки винтовых заготовок // Сталь. - 1992. - 1Р I. - С.61-63.

38. А. с. 500646 СССР, МКИ В 21 С 1/00. Инструмент для волочения полосовых профилей / ¿0. С. Зыков // Открытия. Изобретения.

- 1976. - № 4. - С. 18.

39. А. с. 622528 СССР, МКИ В 21 В 1/22. Инструмент для обработки давлением полосовых профилей / С. С. Зыков // Открытия. Изобретения. - 1978. - № 33. - С. 26.

40. А. с. 856605 СССР, МКИ В 21 С 3/02. Волока для волочения профилей / Ю. С. Зыков, А. Г. Васильев, А. А. Кочетков // Открытия. Изобретения. - 1981. - С. 34.

41. А. с. 1061876 СССР, МКИ В 21 С 3/08. Устройство для определения оптимального угла волочения / Ю. С. Зыков, А. Г. Васильев, А. А. Кочетков // Открытия. Изобретения. - 1983. - К5 47. -С. 36.

42. А. с. 1135516 СССР, МКИ В 21 С 3/08. Устройство для определения оптимального угла волочения / Ю. С. Зыков, С. П. Мезенцева, Л. Н. Коротя и др. // Открытия. Изобретения. - 1985. - № 3.

- С. 19. .

43. А. с. 1271609 СССР, МКИ В 21 С 3/02. Волока / й. С. Зыков, В. А. Николаев, А. Г. Васильев и др. // Открытия. Изобретения. - 1986. - № 43. - С. 50.

44. А. с. 1355310 СССР, МКИ В 21 С 3/08. Устройство для определения оптимального угла волочения / Ю. С. Зыков // Открытия. Изобретения. - 1987. - № 44. - С. 32.

45< А. с. 1359040 СССР, МКИ В 21 С 3/02. Составная волока. / В. С. Зыков // Открытия. Изобретения. - 1987. - № 46. - С. 50.

46. А. с. 1454533 СССР, МКИ В 21 С 3/02. Волока / Ю. С. Зыков // Открытия. Изобретения. - 1989. - Р 4. - С. 52.

47. А. с. 1590724 СССР, МКИ Г 16 С 1/20. Способ изготовления троса Боудена / В. С. Зыков, 0. В. Прилуцкий, А. Н. Седов и др. // Открытия. Изобретения. - 1990. - № 33. - С. 153.

48. А. с. 165С306 СССР, МКИ В 21 С 3/02. Волока / В. С. Зыков // Открытия. Изобретения. - 1991. - № 19. - С. 44.

49. А. с. по заявке № 4842254/27 от 28.05.90. Положит, решение от II.10.91 / Ю. С. Зыков. Способ шлифования канала волоки.

50. А. с. по заявке № 4924052/27 от 0I.C4.9I. Положит, решение от 13.II.91. / Ю. С. Зыков, А. Г. Васильев. Способ обработки канала волоки.

51. По заявке № 5003387/27 от 02 . 08 . 91. Положит, решение от 30.03.92. / 0. В. Прилуцкий, Н. В. Чечель, А. И. Николаев, В.М. Деркач, И.О. Зыков. Способ изготовления гибкого троса привода.

Подписано к печати 08.02.93. Объём 2 п. л.

Заказ 396. Тираж 120 экз. Бесплатно._

330600, г. Запорожье, ГСП-248, пр. Ленина, 226. Запорожский индустриальный институт