Возможные маршруты волочения представлены на рис.1

Рис .1.  Возможные маршруты волочения

 При выборе маршрута волочения необходимо учитывать следующие стороны ( для высокопрочной и вязкой стальной средне-  и  высокоуглеродистой проволоки) :

1)  суммарное усилие волочение при одном и том же суммарном обжатии тем выше, чем меньше единичные обжатия, т.е. чем больше число ступеней деформации;

2) применение ряда последовательных весьма малых единичных обжатий (маршрут 1) неблагоприятно отражается на равномерности течения металла и однородности деформации по его сечению;

3) применение ряда последовательных больших единичных обжатий (маршрут 2) заметно снижает вязкость и допустимое суммарное обжатие металла;

4) при чередовании сначала больших и затем малых постепенно уменьшающихся единичных обжатий (маршрут 3) обеспечивается удовлетворительное качество изделий, протянутых с большим суммарным обжатием;

5) наименее целесообразен маршрут 5, а наиболее эффективен маршрут 4.

Относительное обжатие        

Относительное удлинение      

Коэффициент вытяжки      

где     l0,F0   - начальная длина, площадь поперечного сечения исходной проволоки, мм

 l1,F1 - конечная  длина, площадь поперечного сечения деформированной проволоки, мм

Удельное давление волочения  ,

Условие волочения проволоки без обрыва   

где      σ_в -  предел прочности материала волоченной проволоки, см. рис.   2,3,4. 

 

Рис.2 Изменение предела прочности проволоки в сплавах с ферритной структурой в зависимости от химического состава стали и суммарного обжатия:

1- технически чистое железо, 2-патентированная канатная поволока,

3- высокоуглеродистая сталь.

 

 

 

 

Рис. 3  Изменение предела прочности проволоки с аустенитной структурой для разных марок сталей.

1-   1Х18Н9, 2- 2Х18Н9, 3-Х18Н9Т, 4- 12ОГ13, 5 - МСМ

 

Усилие волочения по формуле А.П. Гавриленко [ 5 ] :

                      

    где     f -   коэффициент трения, f = 0.02 ÷ 0.16

          sвср -  средний предел прочности  

   σ_в0,   σ_в- предел прочности до и после волочения,  см. рис.  2.3,4.  

Рис.4. График прироста предела прочности.

d0 – начальный диаметр проволоки, 

 Оед^сум– среднее единичное обжатие, %

Для определения предела прочности можно  использовать формулу

М.Н. Петрова :   ,

При суммарных обжатиях Осум> 50% пользуются формулой :

   ,

Формула Губкина С.И. для определения усилия волочения с учетом длины калибрующей части волоки [ 3 ]:

                                       Р =  Р1+  Р2  +  Р3

    где     

                            где    α = 1/Cosα  + f/ Sinα-1

              

Порядок расчета технологического процесса волочения:

1. Выбрать вариант маршрута процесса волочения.

2. Определиться с величинами единичных обжатий и ориентиро-вочным числом вытяжек.

3. Определять размеры проволоки после волочения.

4. Определить усилие волочения с учетом упрочнения материала.

5. Проверить возможность обрыва.

6. Расчет проводить до получения требуемого диаметра проволоки. Учитывать возможность межоперационного отжига.