Расчетное и экспериментальное определение энергосиловых параметров при волочении проволоки в монолитных волоках

Abstract

Энергосиловые параметры процесса волочения зависят от таких технологических факторов, как механические свойства обрабатываемого материала, склонность его к упрочнению при холодной деформации, единичная степень деформации, коэффициент трения на контакте «металл – волока», конструктивные параметры волоки, скорость волочения. От точности определения энергосиловых параметров зависит стабильность (безобрывность) процесса, эффективная и безаварийная загруженность волочильной машины, обоснованность выбора волочильного оборудования при проектировании производственных линий. В настоящей статье разработана методика расчета энергосиловых параметров процесса волочения в монолитных волоках на прямоточных волочильных машинах. Предложенная методика расчета усилия волочения проволоки позволяет учитывать упрочнение при холодной пластической деформации обрабатываемого сплава, параметры очага деформации при монолитном волочении, а именно степень деформации, рабочий полуугол волоки, трение на контакте «металл – волока». Определение скорости волочения осуществляется из особенностей процесса волочения на машинах прямоточного типа, т. е. повышение скорости волочения от прохода к проходу осуществляется на величину коэффициента вытяжки в волоке. Мощность, потребляемая электродвигателями каждого тянущего барабана, определяется усилием волочения и линейной скоростью волочения в данном проходе. Экспериментальная проверка методики определения усилия волочения, проведенная на автоматизированном лабораторном волочильном стане, показала ее адекватность. Ошибка между расчетными и экспериментальными значениями усилия волочения не превышала 12 %, что допустимо при выполнении оценочных расчетов энергосиловых параметров процесса волочения проволоки. Предложенная методика расчета энергосиловых параметров процесса волочения проволоки в монолитных волоках на станах прямоточного типа может быть полезна при анализе и корректировке действующих маршрутов волочения проволоки, оценке эффективности использования волочильных машин, при выборе и проектировании нового волочильного оборудования, разработке технологии изготовления проволоки. The energy and power parameters of the drawing process depend on such technological factors as the mechanical properties of the material being processed, its tendency to harden during cold deformation, a single degree of deformation, the friction coefficient at the “metal – die” contact, the design parameters of the die, and the drawing speed. The stability (non-break) of the process, the efficient and trouble-free workload of the drawing machine, and the validity of the choice of drawing equipment when designing production lines depend on the accuracy of determining the energy-power parameters. In this article, a method for calculating the energy-power parameters of the drawing process in monolithic dies on straight-line drawing machines has been developed. The proposed method for calculating the wire drawing force makes it possible to take into account hardening during cold plastic deformation of the alloy being processed, the parameters of the deformation zone during monolithic drawing, namely the degree of deformation, the working half-angle of the die, and the friction at the “metal – die” contact. The drawing speed is determined from the features of the drawing process on straight-line machines, i.e. the increase in the speed of drawing from pass to pass is carried out by the value of the drawing coefficient in the die. The power consumed by the electric motors of each pull drum is determined by the drawing force and the linear drawing speed in a given pass. Experimental verification of the method for determining the drawing force carried out on an automated laboratory drawing machine showed its adequacy. The error between the calculated and experimental values of the drawing force did not exceed 12 %, which is acceptable when performing estimated calculations of the energy-power parameters of the wire drawing process. The proposed method for calculating the energy-power parameters of the wire drawing process in monolithic dies on straight-line machines can be useful in analyzing and correcting existing wire drawing routes, evaluating the efficiency of drawing machines, selecting and designing new drawing equipment, and developing wire manufacturing technology.