Волочение. 
Технология конструкционных материалов

Волочение — технологический процесс протягивания сплошной (пруток) или полой (труба) заготовки через отверстие инструмента (волоку), сечение которого меньше сечения деформируемой заготовки [1, 2, 3, 4, 5, 7, 11, 12, 13, 17].

Рабочая часть инструмента имеет несколько зон (рис. 3.12): I — входная зона; II — деформирующая зона (угол при вершине конуса а = = 8 ч-24°); III — калибрующий поясок; IV — выходной конус (угол около 45°).

Рис. 3.12. Рабочая часть волоки

Волочение труб можно выполнять без оправки (для уменьшения внешнего диаметра, рис. 3.13, г) и с оправкой (для уменьшения внешнего диаметра и толщины стенки). На рис. 3.13, а, б показаны схемы волочения труб на короткой удерживаемой оправке. В этом случае профиль полученной трубы определяется зазором между волокой и оправкой. Недостатком этой схемы является то, что длина оправки ограничена. Полые заготовки неограниченной длины подвергают волочению на самоустанавливающейся оправке (рис. 3.13, в).

При волочении полых и сплошных (рис. 3.14) профилей площадь поперечного сечения заготовки уменьшается, а следовательно, длина (из условия постоянства объема при пластической деформации) увеличивается. Количественно деформацию, так же как и при прокатке, можно характеризовать отношением полученной длины к исходной, т. е. вытяжкой ц.

Вследствие того, что к заготовке при волочении приложено тянущее усилие, в отверстии волоки (очаге деформации) и после выхода из нее металл испытывает растягивающие напряжения. Но если в очаге деформации, в котором действуют и сжимающие напряжения со стороны инструмента, металл пластически деформируется, то на выходящем из волоки конце прутка пластическая деформация недопустима. В противном случае пруток искажается или разрывается. Поэтому величина деформации за один проход ограничена, и вытяжка обычно равна д. = 1,25-ь 1,45.

Рис., 3.13. Схемы волочения труб:

а, б — на удерживаемой оправке; в — на самоустанавливающейся оправке;

г — свободное.

Рис. 3.14. Примеры фасонных профилей, получаемых волочением

Напряжение растяжения, возникающее в выходящем из волоки конце прутка, должно быть меньше предела упругости материала заготовки:

где о_упр — предел упругости материала заготовки; Р — усилие волочения; F — площадь сечения профиля при выходе из волоки.

В случае несоблюдения этого условия возникающие напряжения могут привести к местному течению металла и изменению сечения заготовки.

Поскольку тянущее усилие, приложенное к заготовке, необходимо не только для деформирования металла, но и для преодоления сил трения металла об инструмент, то силы трения стараются уменьшить применением смазок (парафин, воск, водные эмульсии минеральных масел и мыла, тавот, солидол).

Достоинства метода:

• — высокая точность (до 7 квалитета, что соответствует точности при обработке резанием);
• — малая шероховатость поверхности изделия;
• — высокая прочность изделия (так как при холодной деформации металл упрочняется).