Primjena tehnologije ispravljanja rotirajućim obrnutom savijanjem u proizvodnji preciznih kovanih šipki od legure titana

Godine 1940. Kroll je usavršio metodu "redukcije magnezijuma titanijum tetrahlorida" za ekstrakciju titanijuma. Titani, Sinovi Zemlje, počeli su da se posvećuju industrijskoj proizvodnji iz laboratorija. Od tada se industrijska proizvodnja titanijuma i titanijumskih legura brzo razvijala. Poslednjih godina svetska industrija titanijuma i tehnologija obrade titanijumskih materijala postaju sve zrelije, a proizvodnja i potrošnja titanijumskog sunđera, deformisanih legura titanijuma i materijala prerađenih legurama titanijuma dostigla je veoma visok nivo. Sve se više koristi u vazduhoplovstvu, proizvodnji ratnih brodova, oružja i drugih vojnih proizvoda, a takođe ima ogroman potencijal primene u automobilskoj, hemijskoj i energetskoj industriji.

Zbog potreba moderne industrijske proizvodnje razvijene su različite vrste titanijumskih materijala: titanijumske šipke, titanijumske ploče, titanijumske žice, titanijumske trake, titanijumske cevi, titanijumske folije, itd. je počeo da se oblikuje. Ova vrsta šipki ima karakteristike male veličine i velikog broja brojanja. Generalno, za njihovu proizvodnju koriste se precizne mašine za kovanje kako bi se osigurala efikasnost proizvodnje i stabilnost proizvoda. Naša kompanija posjeduje preciznu mašinu za kovanje SXP-13, mašinu za ravnanje JBLR-130 i pripadajuću opremu za grijanje, sa godišnjom proizvodnjom od oko 600t preciznih kovačkih šipki.

Teorija i razvoj ispravljanja šipki

Kao što stara izreka kaže, "prekomerna korekcija je previše." Međutim, u oblasti ispravljanja metala, prekomjerna korekcija mora biti pretjerana korekcija. Tradicionalna jednostavna metoda ispravljanja obrnutog savijanja koristi ovu teoriju. Kao što je prikazano na slici 1, radijus zakrivljenosti prvobitnog stanja savijanja šipke ab definiramo kao ρ0, radijus obrnutog savijanja koji se koristi tokom ispravljanja kao ρ1, a obrnuto savijanje dostiže stanje a'b'. U ovom trenutku, vanjska sila se uklanja i šipka može slobodno opružiti. Vratite se u stanje a"b". Ako je a"b" prava linija, svrha ispravljanja je postignuta. Međutim, odnos između količine obrnutog savijanja i izvorne količine savijanja je nelinearan, a na njega utječu plastičnost i oblik poprečnog presjeka materijala. Stoga, ravnanje u stvarnoj proizvodnji često koristi višestruko obrnuto savijanje kako bi se smanjilo stanje savijanja šipke i učinilo da ona ispunjava zahtjeve.

slika

Slika 1 Principijelni dijagram metode ispravljanja obrnutog savijanja

Na temelju jednostavne metode ispravljanja obrnutog savijanja razvijena je teorija ispravljanja rotirajućim obrnutim savijanjem. Kao što je prikazano na slici 2, mašina za ravnanje sa kosim valjcima koja se koristi za ravnanje malih cijevi i šipki usvaja ovu teoriju rotacijskog ispravljanja. Površina valjka za ravnanje kosih valjkastih ispravljača je hiperboloidna površina nastala rotacijom hiperbole oko ose. Tokom ispravljanja, šipka se rotira prema naprijed pod utjecajem trenja valjka za ravnanje. Nakon što su aksijalna vlakna šipke podvrgnuta velikoj elastično-plastičnoj deformaciji, sposobnost odbijanja postepeno postaje konzistentna. Čak i ako je prvobitno stanje savijanja različito, budući da je svako vlakno ekstrudirano i deformirano od malog do velikog, a zatim od velikog do malog mnogo puta, konačna elastičnost šipke ima tendenciju da bude ista. Što se ova deformacija više puta ponavlja, to je veća elastičnost. Što su sposobnosti bliže, efekat ispravljanja će biti bolji. Istraživanja su pokazala da je efekat ravnanja kosih valjkastih ravnača povezan sa sljedećim uslovima: broj tačaka koje stvaraju zonu savijanja je najmanje četiri, odnosno proizvode se dvije efektivne zone ravnanja i obrnutog savijanja; što je duža dužina krivine zone savijanja, to je ravnanje bolji efekat; mora se održavati razuman geometrijski odnos između ugla nagiba valjka za ravnanje, udaljenosti valjaka i razmaka valjka.

slika

Slika 2 Principski dijagram rotacijskog ispravljanja savijanjem unatrag

Istraživanje i unapređenjeprecizna kovana šipka od legure titanatehnologija ispravljanja
eksperimentalna metoda
Ovaj test je podijeljen u dvije grupe: test jedan se fokusira na odnos između efekta ispravljanja preciznih kovanih šipki od legure titana istih specifikacija i različitih marki i ugla nagiba valjka za ravnanje, a drugi test istražuje učinak dužine zakrivljenosti na ispravljanje od preciznih kovanih šipki od legure titanijuma. efekat. Ispravljena šipka se ocjenjuje korištenjem platforme za korekciju i mjernog mjerača: ako zakrivljenost šipke nakon korekcije nije veća od 3 mm/1000 mm, ona će biti označena kao kvalifikovana, a ako zakrivljenost šipke nije veća od 1 mm/ 1000mm, biće označen kao odličan. Oprema za testiranje je JBLR-130 (2-2-2) mašina za ravnanje kompanije Baoji Titanium Industry Company, a materijali za ispitivanje su precizne kovane šipke od titanijumske legure φ45mm TA2, TC4 i Ti55511.
U prvom testu odabrane su precizne kovane šipke TA2, TC4 i Ti55511 s φ45mm. Mašina za ravnanje je podesila tri seta razmaka u rolni i uglove nagiba valjaka za ravnanje (razmak valjaka φ44 ~ φ44,5 mm, ugao nagiba valjaka za ravnanje 37.0 stepen ; razmak rolne φ44.5- φ45 mm, nagib valjka za ravnanje ugao 37,2 stepena; razmak rolne φ43,5 ~ φ44 mm, ugao nagiba valjka za ravnanje 36,8 stepeni) za ispravljanje i zabilježite efekat ispravljanja. U drugom testu odabrane su precizne kovane šipke TC4 promjera 45 mm za jednokratno ravnanje. U skladu sa redoslijedom uvlačenja, tri para valjaka za ravnanje mašine za ravnanje 2-2-2 su definirana kao valjak za ravnanje 1, valjak za ravnanje 2 i valjak za ravnanje 3. U testu je ugao nagiba valjka za ravnanje 1 i ispravljača valjak 2 usvaja optimalne podatke u testu 1, a ugao nagiba i razmak valjaka za ravnanje 3 se povećavaju na odgovarajući način kako bi se povećao radijus zakrivljenosti druge zone obrnutog savijanja za ispravljanje. Snimite efekat ispravljanja.
Test podaci
⑴Prvi podaci prvog testa: zazor rolne φ44 ~ φ44,5 mm, ugao nagiba rolne za ispravljanje 37.0 stepen
⑵Drugi podaci prvog testa: razmak rolne φ44,5 ~ φ45 mm, ugao nagiba valjaka za ispravljanje 37,2 stepena
⑶Treći podaci testa 1: zazor rolne φ43,5 ~ φ44mm, ugao nagiba valjaka za ispravljanje 36,8 stepeni
⑷ Za drugi test se bira ugao valjka za ravnanje 1 i valjka za ravnanje 2 od 37.0 stepeni, što ima najbolji efekat ravnanja u prvom testu, a ugao valjka za ravnanje 3 je odgovarajuće povećan za test.
Eksperimentalna analiza
Kroz statističku analizu podataka tri testa u Eksperimentu 1, može se vidjeti da je učinak ravnanja različitih marki preciznih kovanih šipki od legure titana usko povezan s razmakom valjaka i kosinom valjaka za ravnanje mašine za ravnanje. Nakon analize nagiba valjka za ravnanje, ugao je dominantan faktor koji utiče na efekat ravnanja, dok razmak rolne više utiče na kvalitet površine ispravljene šipke. Tokom testa smo otkrili da je efekat ispravljanja povezan sa spiralnom krivom koja nastaje kada zazor prođe kroz mašinu za ravnanje. Od TA2 do TC4 do Ti55511, kako plastičnost materijala postaje lošija, tvrdoća se povećava. Da bi se postiglo potrebno ispravljanje Za zakrivljene krivine, ugao kosine ravnanja mora se smanjiti. Stoga, čak i ako blankovi imaju iste specifikacije, da bi se postigao dobar efekat ravnanja, mora se uzeti u obzir uticaj plastičnosti i tvrdoće samog blanka. Iz podataka eksperimenta 2, možemo vidjeti da odgovarajuće povećanje ugla kosine valjka za ispravljanje 3 čini radijus obrnutog savijanja druge zone obrnutog savijanja za ispravljanje većim, i shodno tome povećava dužinu krivulje zone obrnutog savijanja, što može poboljšati ravnanje . Efekat. Međutim, kada ugao nagiba valjka za ravnanje 3 pređe određeni granični ugao, kvaliteta ispravljanja će naglo pasti. Analizirani razlog je taj što kada se ugao iskošenja valjka za ravnanje 3 pretjerano poveća, ne može se formirati efektivna površina obrnutog savijanja ispravljanja, a efekat ravnanja se ne može garantirati. .
u zakljucku
⑴ Prilikom ispravljanja preciznih kovanih šipki od legure titanijuma, ne postoji strogi linearni odnos između ugla zakošenja valjka za ravnanje i prečnika šipke. S obzirom na uticaj plastičnosti i tvrdoće materijala na liniju obrnutog savijanja za ravnanje, za tipove sa lošom plastičnošću i visokom tvrdoćom, potrebno je na odgovarajući način smanjiti ugao nagiba valjka za ravnanje kako bi se osigurala potrebna linija obrnutog savijanja za ravnanje. ⑵ Za mašinu za ravnanje cijevi i šipki tipa (2-2-2), na odgovarajući način povećajte ugao zakošenja valjka za ravnanje kako biste povećali radijus savijanja unatrag i poboljšali učinak ispravljanja. Međutim, kada je ugao prevelik, efektivno područje ispravljanja i ponovnog savijanja se ne može formirati, a efekat ispravljanja naglo opada.

——Članak odabran iz 《Ekspresno kovanje i štancanje, izdanje 5, 2023.