Устройство для изотермической штамповки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ПГГАМПОВКИ, содержащее штамп, верхняя и нижняя половины которого прикреплены соответственно к верхнему подвижному и нижнему неподвижному основаниям, расположенную между основаниями нагревательную камеру с цилиндрическим защитным кожухом , охватывающим по периметру штамп, загрузочное окно, сообщающееся с полостью штампа, а также вмонтированные в нагревательную камеру вытяжную систему и по меньшей мере одну газовую горелку, расположенную в полости камеры, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат в процессе работы устройства и улучшения условий обслуживания, газовая горелка и загрузочное окно расположены в нагревательной камере с Противоположных сторон, а вытяжная система выполнена в виде двух боровов, размещенных на одной высоте с газовой горелкой по обеим сторонам загрузочного окна.

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН зов В 21 J 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

:!ЯЯР4 Я

Д, - - Ц, ж"клял (21) 3596489/25-27 (22) 31. 03. 83 (46) 15.08. 84. Бюп. У 30 (72) А.С. Анищенко, А.П.. Андрющенко, А.А. Крапиневич, В. И. Лепехов, М.П. Найденов, А.Х. Паша и А. В. Попов, (53) 621.777 (088.8) (56) .1. Авторское свидетельство СССР

Р 632460, кл. В 21 J 13/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

В 795699, кл. В 21 J 13/02, 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОТЕРМИ-

ЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ, содержащее штамп, верхняя и нижняя половины которого прикреплены соответственно к верхнему подвижному и нижнему неподвижному основаниям, расположенную меж, SU„„11 946 А ду основаниями нагревательную камеру с цилиндрическим защитным кожухом, охватывающим по периметру штамп, загрузочное окно, сообщающееся с полостью штампа, а также вмонтированные в нагревательную камеру вытяжную систему и по меньшей мере одну газовую горелку, расположенную в полости камеры, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергозатрат в процессе работы устройства и улучшения условий обслуживания, газовая горелка и загрузочное окно расположены в нагревательной камере с противоположных сторон, а вытяжная система выполнена в виде двух боровов, размещенных на одной высоте с газовой горелкой по обеим сторонам загрузочного окна.

1107946 ъ

40

50

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к конструкциям штамповых блоков для горячего изотермического дефор мирования металлов.

Известно устройство, для иэотермической штамповки типа УИДИН, содержащее штамп, расположенный в теплоизоляционном кожухе и сообщающийся с загрузочным окном, вмонтированным в кожух, а также нагреватель, выполненный в виде индуктора и расположенный вокруг штампа Cig.

Недостатки устройства заключают ся в большом расходе электроэнергии и воды для охлаждения, а также продолжительном времени нагрева устройства до рабочей температуры.

Кроме того, весьма трудоемка операция замены нагревателей, часто выходящих из строя, вследствие конструктивных особенностей устройства и режимов его работы.

Известно также устройство для изотермической штамповки, содержащее штамп, верхняя и нижняя половины которого крепятся соответственно к верхнему подвижному и нижнему неподвижному основаниям, расположенную между основаниями нагревательную камеру с цилиндрическим защитным кожухом, охватывающим по периметру штамп, загрузочное окно, сообщающееся с полостью штампа, а также вмонтированные в нагревательную камеру вытяжную систему и по меньшей мере одну газовую горелку, расположенную в полости камеры Г2 .

Данное устройство характеризуется значительными тепловыми потерями, идущими на нагрев загрузочного окна отходящими газами, и затрудненными условиями обслуживания в виду указанного нагрева окна.

Цель изобретения — снижение энергозатрат в процессе работы устройства и улучшение условий обслуживания °

Поставленная цель достигается эа счет того, что в устройстве для .изотермической штамповки, содержащем штамп, верхняя и нижняя половины которого крепятся соответственно к верхнему подвижному и нижнему неподвижному основаниям, расположенную между основаниями нагревательнчю камеру с цилиндрическим защит5

Ю

30 ным кожухом, охватывающим по периметру штамп, загрузочное окно, сообщающееся с полостью штампа, а также вмонтированные в нагревательную камеру вытяжную систему и по меньшей мере одну газовую горелку, расположенную в полости камеры, газовая горелка и загрузочное окно расположены в нагревательной камере с противоположных сторон, а вытяжная система выполнена в виде двух боровов, размещенных на одной высоте с газовой горелкой по обеим сторонам

I загрузочного окна.

На фиг. 1 приведено предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг. 2— то же, вид сверху.

Устройство содержит нижнее основание 1, установленное на столе пресса, верхнее основание 2, крепящееся к подвижной траверсе пресса, штамп, верхняя 3 и нижняя 4 половины которого соединены соответственно с верхним подвижным 2 и нижним неподвижным 1 основаниями. Иежду основаниями 1 и 2 расположена нагревательная камера 5 с цилиндрическим защитным кожухом 6, охватывающим штамп по периметру и разделяющим полости штампа и камеры 5.

В наружные стенки камеры 5 с противоположных сторон вмонтированы загрузочное окно 7 и по крайней мере одна газовая горелка 8. Загрузочное окно 7 через отверстие в кожухе 6 сообщается с полостью штампа.

В процессе штамповки оно закрывается заглушкой 9 с помощью ручки 10.

По обеим сторонам окна 7 на одном уровне с горелкой 8 к полости камеры 5 примыкают два борова 11 и 12 для удаления продуктов сгорания.

Изотермические условия штамповки поддерживаются системой теплозащиты 13. С целью снижения потерь тепла при размыкании штампа предусмотрены тепловые затворы 14, 15 я 16.

Устройство работает следующим образом.

Вследствие сгорания смеси с воздухом в гор елке 8 устройство нагревается до рабочей температуры. Продукты сгорания отводятся в атмосферу через борова 11 и 12. Подняв верхнюю половину штампа 3, через загрузочное окно 7 подают заготовку.

0,05-< Re (10, ф=dsin50

После закрытия окна 7 заглушкой 9 производят штамповку детали.

Известен эффект(парадокс) Эйфеля при обтекании потоком газа цилиндрического тела. Так, если нагревать устройство потоками раскален ного газа, обтекаюпщми цилиндрический кожух 6 со скоростями, обеспечивающими неравенство где Re — критерий Рейнольдса, Re = Vd/g

Ч вЂ” средняя скорость потока газа, d — - диаметр кожуха 6, 3 — кинематическая вязкость газа, то за кожухом 6 образуется обширная параболообразная зона турбулентного отрыва. Скорость потока газа в ней существенно ниже, чем на выходе горелки 8. Вследствие этого скорость тепломассообмена в зоне отрыва ниже, чем на других обтекаемых газом участках. Размещение в отрывной зоне загрузочного окна 7 предопределяет его менее интенсивный разогрев в сравнении с загрузочным окном устройства-прототипа.

Скорость газа, обусловливающая

Ке 4 0,05, не обеспечивает требуемой турбулентности потока. Обтекание кожуха 6 струей газа носит ламинарный характер, зона отрыва отсутствует, и прогрев устройства осуществляется равномерно. При Re ) 10 вследствие возросшей турбулентности потока в отрывной зоне возникает пара противоположно напоавленных вихрей, образующих рециркулярный ближний след. Вследствие этого интенсивность разогрева окна 7 увеличивается. Завихрения в отрывной зоне возникнут

1107946 4 и в том случае, если борова 11 и 12 будут расположены в любом другом месте, кроме указанного на чертеже. Отсутствие завихрений определяется также расположением боровов 11 и 12 на одном уровне с горелкой 8 и возможно большим их поперечным сечением, которое должно быть, по крайней мере, не меньше, чем пло10 щадь поперечного сечения горелки 8.

Целесообразно располагать борова 11 и 12 под углом к оси загрузочного окна 7 для удобства подхода к окну

7 обслуживающего персонала и для

15 меньшего прогрева окон 7 контактирующими с ним частями 11 боровов.

Для устранения щелевого эффекта предпочтительно внешний диаметр D камеры 5 выполнять равным не менее

20 полутора диаметров d кожуха 6. При указанньж предпочтительных режимах дутья отрывная зона, представляющая собой параболоид вращения, имеет длину до 2,5 диаметров кожуха 6

25 и диаметр основания

Указанные размеры параболоидной отрывной эоны являются предельными

30 габаритами загрузочного окна 7, при которых обеспечивается наибольший положительный эффект изобретения.

Кроме того, они определяют предельное соотношение габаритов камеры 5 (D/d 2,5) .

Изобретение по сравнению с базовым объектом, в качестве которого принят прототип, позволяет значитель40 но снизить потери тепла и эа счет этого повысить производительность процесса штамповки деталей, улучшив условия обслуживания устройства.

1107946

Составитель В. Бещеков

Редактор M. Келемеш Техред Т. Маточка

Ко ректор О. Тигор

Р9 Р

Заказ 5814/10 Тираж 641

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4