Штамп для горячего выдавливания

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3741141/25-27 (22) 21.05.84 (46) 07.01.86. Бюл. - 1 (71) Физико-технический институт

АН БССР (72) К.Х.Краскин и И.К.Данильчик (53) 621.073(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 979010, кл. В 21 3 13/02, 1981. (54) (57) 1 . ШТАМП ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ВыДАВЛИВАНИЯ, содержащий пуансон, матрицу и примыкающую к ней камеру охлаждения с отражателем в форме усеченного конуса, а также сопла, соединенные магистралями с источником охлаждающей жидкости, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения качества получемых изделий путем обеспечения их регламентированного охлаждения, сопла размещены в полости отражателя со стороны большего его основания и их оси расположены к поверхности отражателя под углом 5-45, а диаметр большего основания отражателя определяется из выражения

)) =9„+() s где 1т1 = E. (0,1; 1,5);

)) — диаметр меньшего основания отражателя, мм;

1) - диаметр большего основания отражателя, мм;

h — высота отражателя, мм.

2. Штамп по п.1, о т л и ч а — ю шийся тем, что части магистралей, примыкающие к соплам, размещены в полости камеры охлажден д.

Увеличение указанного зазора сверх 15-20 мм также нецелесообразно., так как уменьшается опорная поверхность матрицы в зоне очка ,(ослабление матрицы) и увеличивается открытая поверхность (усилие теплоотвода охлаждающей изделие жидкости), что повьппает энергозатраты на подогрев штампа. Зазор в интервале 0,1-20 мм назначают на практике конструктивно и уточняют экспериментально с учетом потребного на охлаждение изделия количества

55

1 1202

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для выдавливания.

Целью изобретения является повьппение качества получаемых изделий путем обеспечения их регламентированного охлаждения.

На фиг.1 показан штамп, общий вид в продольном сечении; на фиг.2 — зона охлаждения, поперечное сечение.

Штамп содержит соосно расположенные пуансон 1, контейнер 2, соединенный с матрицей 3, к которой примыкает отражатель 4 в виде

15 полого усеченного тела вращения, выталкиватель 5, связанный со штоком б.пневмоцилиндра 7 и размещенный во втулке 8.

Втулка 8 содержит гидронапорные трубки 9 с соплами 10, введенные в камеру охлаждения, образуемую полостью отражателя .4, а также сливной патрубок 11. Для подогрева матрицы 3 и контейнера служит ин25 дуктор 12. Рабочая поверхность !3 отражателя 4 концентрично охватывает своим меньшим основанием (Э„) очко матрицы (D,).

Диаметр меньшего основания г!„

30 рабочей поверхности 13 отражателя 4 равен или больше диаметра очка матрицы 3. В большинстве случаев между очком матрицы 3 и меньшим сснованием рабочей поверхности 13

35 стражателя в плоскости их сопряжения имеется зазор Ь = 0,1-20 мм.

Это обусловлено следующими факторами.

Меньшее основание (З ) рабочей поверхности 13 отражателя не должно

40 деформировать выходящее из очка(, Dn) матрицы 3 изделие 14, но, поскольку технологически трудно выполнить диаметры (3oи 3, совершенно одинаковыми на практике задают размер gÄ >9о

7 g5

680 2 жидкости,, напор которой в соплах 10 регулируется гидроаппаратурой.

Рабочая поверхность 13 отражателя может быть выполнена конусной или криволинейной (фиг.!), например в виде параболоида, образующая кото— рого соответствует функции Y = Х-!

1ри этом основные размеры рабочей поверхности 13 отражателя 4 взаимосвязаны формулой

Э = 3, + (О,. 1-; 1, 1 5) h, где 3, — диаметр меньшего основания отражателя, мм;

3 - диаметр большего основания отражателя, мм; — высота отражателя, мм.

Указанная зависимость обусловлена следуюшими факторами. Образующая рабочей поверхность 13 отражателя 4 должна иметь уклон в направлении очка матрицы. Наличие уклона необходимо как по причинам конструктивным так и физическим: чем больше уклон, тем больше пространство для раэмеще ния гидронапорных сопел 10 с патрубками 9 и больше возможность повышения интенсивности потока охлаждающей жидкости в зоне очка матрицы эа счет сходящихся струй от гидронапорных сопел. Однако увеличение уклона в реальных штампах более

45 -50 (для конусной поверхности ) нерационально, поскольку приводит к раздувании габаритов последнего и связанным с этим недостаткам. Это и учитывает зависимость 3 = 3 +

+ (O,1-1,!5)h, дающая оптимальное соотношение размеров штампов для выдавливания маломерных иэделий с отношением длины к диаметру до 10-!

5.

Угол между направлением сопла

10 и касательной йМ к образующей отражателя в точке пересечения этого направления с рабочей поверхностью !

3 составляет c(=- 5 — 45 . Это обусловлено тем, что при угле, меньшем заданного интервала, затрудняется настройка сопел на точное попадание охлаждающей жидкости на отражао тель, а при угле, большем 45, значительная часть жидкости стекает вниз, не попадая на изделие 14 (что определено экспериментально) .

Штамп работает следующим образом.

Нагревают исходную заготовку и устанавливают в контейнер 2, включают рабочий ход пресса и одновременно насос, подающий охлаждающую жидкость в гидронапорные трубки 9 с соплами 10.

Пуансон 1 входит в контейнер 2 и выдавливает заготовку 14 через матрицу 3.

Охлаждающая жидкость попадает через равномерно расположенные (рис.2) концентрично оси отражателя 4 сопла на рабочую поверхность 13. При этом струя жидкости в месте контакта с отражателем как бы "раздавливается" по окружности отражателя и одновременно направляется к очку матрицы. По мере продвижения по сходящейся поверхности 13 к меньшему основанию отражателя ()),) и очку матрицы (1)о ) потоки жидкости от разных сопел сходятся, смыкаются и образуют кольцевой поток, попадающий на иэделие 14 в зоне очка мат рицы 3. После попадания на верхнюю часть изделия поток жидкости стекает по нему вниз и охлаждает его.

Часть жидкости отражатеся от поверхности 13 отражателя 4 и образует вокруг изделия дисперсную среду, усиливающую эффект равномерного

1202680 4 охлаждения. Стекающая вниз и находя щаяся в виде тумана охлаждающая среда попадает на подводящие патрубки

9, выполненные из теплопроводного материала, например меди. При этом происходят подогрев поступающей по трубкам охлаждающей среды, что смягчает эффект охлаждения (это важно дпя труднодеформируемых материалов, в частности быстрорежущей стали), и конденсация с охлаждением отработанной среды. Процессом охлаждения можно управлять, меняя давление подачи охлаждающей среды. Например, при вьдавливании концевых фреэ ф

22 мм из быстрорежущей стали сначала производят подстуживание в течение

2-3 с при давлении 0,2-0, 3 МПа, затем интенсивно охлаждают в течение

3-4 с под давлением 0,4-0,5 ИПа, после чего выталкивателем 5 выталкивают изделие 14 из матрицы вверх.

При вьдавливании конструкционных материалов типа стали 45 производят д сразу резкое охлаждение, подавая охлаждающую среду под давлением,.

0,4-0,6 ИПа.

Составитель В. Бещеков

Редактор О.Бугир Техред Т.Дубинчак Корректор M.Äåì÷èK

Заказ 8352/10 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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