Устройство для непрерывного гидромеханического прессования длинномерных изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) В 21,1 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA

/ kg

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3754857/25-27 (22) 04.05.84 (46) 23.01.86. Бюл. Р 3 (71) Донецкий физико-технический институт АН УССР (72) Н.И.Матросов, Г.А.Раханский и Э.А.Медведская (53) 621.777.07(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 372003, кл. В 21 С 23/08, 1965.

Патент Великобритании

У 1155599, кл. В 3 Р, опублик. 1969.

Патент Великобритании

М 1167725, кл. В 3 Р, опублик. 1969. (54) (57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее установленный на основании, заполняемый рабочей средой и соединенный с источником создания давления рабочей среды контейнер, уплотнительную и рабочую матрицы, последовательно и соосно установлен-ные в контейнере, и узел осевой подачи заготовки с подающими элементами, размещенный на основании со стороны уплотнительной матрицы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности за счет увеличения усилия осевой подачи, улучшения качества изделий за счет повышения продольной устойчивости заготовки в контейнере и снижения материалоемкости за счет уменьшения габаритных размеров, оно снабжено полым направляющим корпусом, коаксиально размещенным в контейнере, а узел осевой подачи заготовки выполнен в виде по Меньшей мере трех закрепленных на основании траверс, соединенных между собой по меньшей мере парой параллельных оси давления колонн с резьбой противоположного направления на концах, установленных с возможностью вращения от привода, пары поперечин с клиновыми зажимами, установленных на колоннах между смежными траверсами с возможностью разнонаправленного возвратно-поступательного перемещения относительно одна другой и взаимодействия с полой провод- . кой, неподвижно смонтированной между траверсами вдоль оси обраФ ботки, при этом одна из траверс е примыкает к контейнеру, а уплотнительная и рабочая матрицы неподвижно установлены по концам полого направляющего корпуса.

2. Устройство по п.1, о т л и ч à- g ю щ е е с я тем, что полая проводка выполнена в виде по меньшей мере .трех равнорасположенных по окружности секторов.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что полый направляющий корпус выполнен в виде по меньшей мере пары взаимно подпружиненных вдоль оси частей.

4. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что подающие элементы узла осевой подачи заготовки выполнены в виде по меньшей ме- ь ре трех подвижных секторов-губок с клиновыми наружными поверхностями и обоймы с конической внутренней поверхностью, при этом обойма размещена в одной из поперечин, а секторы-губки — в обойме и между секторами проводки.

1205977

15

25

40

50

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для получения длинномерных изделий методом гидростатичес Кого прессования.

Цель изобертения — повышение производительности за счет увеличения усилия осевой подачи, улучшения качества изделий за счет повышения продольной устойчивости заготовки в контейнере и снижение материалоемкости эа счет уменьшения габаритных размеров.

На фиг.l приведено устройство» общий вид; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.l;на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.l; на фиг.5 — разрез В-В на фиг.3; на фиг.6 — разрез Г-Г на фиг.4; на фиг.7 — полый направляющий корпус, продольный разрез; на фиг.8 — диаграмма скоростей и перемещений рабочих органов узла осевой подачи заготовки.

Устройство (фиг.l и 2) содержит контейнер 1 высокого давления, по оси канала 2 которого размещены уплотнительная 3 и рабочая 4 матрицы, матрицедержатели 5 и 6, полый направляющий корпус 7. Вне контейнера размещены узел 8 осевой подачи заготовки с жестко закрепленными траверсами 9-11 с вращающимися колоннами 12.

Уплотнительная 3, деформирующая

4 матрицы, матрицедержатель 5 сблокированы полым направляющим корпусом

7 в компакт-блок, зафиксированный в канале 2 контейнера 1 опорной плитой 13 с одной стороны, матрицедержателем 6 и траверсой 11 — с другой стороны.

Полый направляющий корпус 7 состо1ит из двух частей (фиг.7), соединенных пружиной 14 и винтами 15 и способных к перемещению относительно одна другой. Внутренний диаметр направляющего корпуса больше диаметра заготовки на 0,1-0,3 мм.

Направляющий корпус одновременно служит и для обеспечения продольной устойчивости заготовки в корпусе контейнера.

Узел 8 осевой подачи (фиг.l), расположенный вне контейнера 1, включает неподвижные .траверсы 9ll, жестко закрепленные относительно контейнера 1, две параллельно и симметрично расположенные относительно оси заготовки вращающиеся колонны 12, имеющие на концевых участках винтовые поверхности противоположного направления, вращаемые приводом 16, по вращающимся колоннам 12 перемещаются поперечины 17 и 18, снабженные клиновыми зажимами 19.

Вращающиеся колонны 12 (фиг.2) имеют по три опоры : опоры 20 и 21 качения, расположенные на траверсах 11 и 9, и опору 22 скольже— ния, расположенную на траверсе

10. Каждая вращающаяся колонна 12 имеет на концевых участках винтовые поверхности противоположного направления, т.е. от траверсы 11 до траверсы 10 колонны имеют, например, левую резьбу 23 (упорную, трапецеидальную и т.д.), а от траверсы

10 до траверсы 9 — правую резьбу

24. Эти поверхности могут быть также выполнены непрерывными типа профильных гребней или пазов цилиндрических кулачков, имеющие участки рабочего и холостого ходов (подачи и отвода), что исключает необходимость реверсирования привода.

Поперечины 17 и 18 имеют возможность совершить возвратно-поступательное движение по вращающимся колоннам 12 через гайки 25, закрепленные в расточках поперечин.

По оси заготовки между траверсами 11 и 9 (фиг.2) расположена и закреплена в гнездах траверс 9-11 полая проводка 26, которая представляет собой кольцевые симметрично расположенные относительно поверхности заготовки три сектора 27, образующие своей внутренней поверхностью канал для перемещения заготовки (фиг.3 и 4). Диаметр канала больше диаметра заготовки на

0,1-0,3 мм, ось его совпадает с осью уплотнительной 3 и рабочей 4 матPHIJ °

Клиновые зажимы 19 содержат корпус 28, жестко закрепленные в расточке поперечин 17 и 18, в которых размещены конусная обойма 29 с клинообразными окнами по форме сечения проводки 26, клиновидные губки 30, размещенные между боковыми гранями секторов, образующих полую проводку 26 с зазором 0,05-0,1 мкм, з поршень 31 и возвратная пружина 32.

При зажатой губками 30 заготовки существует зазор между боковыми гранями секторов полой проводки 26 и клиновыми секторами-губками 30 ве-. личиной 0,1 мм.

Устройство работает следующим образом.

Подготовленную заготовку вводят в канал, образованный полой проводкой 26, и затем проталкивают ее по каналу ерез клиновые зажимы 19, уплотнительную матрицу 3 до соприкосновения с рабочей матрицей 4.

Затем генератором высокого давления, например обычным гидравлическим прессом, начинают создавать давление в контейнере I, одновременно включают привод 16 узла 8 осевой подачи заготовки и подают жидкость низкого давления в корпус 28 клинового зажима 19, скрепленного с поперечиной 17. При этом винтовым колоннам 12 сообщается вращательное движение, сопряженной через гайку

25 поперечине 17 сообщается усилие, направленное в сторону прессования, так как колонны 12 на каждой половине имеют разное направление резьбы, левое 23 и правое 24 °

Жидкость низкого давления, поданная в полость корпуса 28 клинового зажима, действует на поршень 31, передает усилие клиновым губкам

30, которые, в свою очередь, вдвига" ясь в конусную, охватывающую их обойму 29, зажимают заготовку, при этом в корпус клинового зажима, расположенный в поперечине 18, жидкость не подается.

При увеличении давления до величины, необходимой для осуществления деформации, генератор отключается и в дальнейшем давление поддержив& ется на этом уровне. При выходе привода на рабочие характеристики, обеспечивающие подачу заготовки в канал контейнера 1 высокого давления, начинается процесс гидромеханического прессования от совместного действия радиального усилия со стороны рабочей среды высокого давления и осевого усилия со стороны узла осевой подачи заготовки.

В начальный период работы заготовку подает поперечина 17, а поперечина 18 отходит в крайнее правое положение. При достижении поперечинами своих конечных положений:! 205977 4 поперечиной 17 крайнего левого положения, а поперечиной 18 крайнего правого положения, привод 16 меняет направление вращения винтовых колонн, сбрасывается давление в корпусе 28 клинового зажима 19, закрепленного в поперечине 17, т.е. заготовка освобождается, подается низкое давление в корпус 28 клиновоIp го зажима, закрепленного в поперечине 18, в результате чего этот зажим фиксирует заготовку, сообщает ей осевое усилие и подает в зону деформации, Поперечина 17 отходит назад на исходную позицию (крайнее правое положение) к траверсе 10.

Затем цикл, связанный с изменением направления вращения колонн и перехватом заготовки другой поперечиной, повторяется, вследствие. чего реализуется процесс гидромеханического прессования заготовок неограниченной длины. Необходимость реверса привЬда отпадает при применении винтовых колонн, имеющих непрерывные винтовые поверхности типа профильных цилиндрических кулачков.

Диаграмма перемещений зажимов поперечин (фиг.8) показана в процессе .работы устройства. Поперечины 17 и 18 с зажимами 19 движутся с одной скоростью возвратно-поступательного движения. Точки Д,Е,Ж диаграммы обозначают моменты ре35 верса вращения колонн, когда рабочий цикл передачи совершается другой поперечиной. Время рабочего цикла от одного реверса к другому остается постоянным. Направ40 ление стрелок и цифры указывают направление движения соответствующих поперечин в данный период времени. Чтобы не произошло выброса (выталкивания) заготовки рабочей средой высокого давления из кана45 ла контейнера, строго соблюдается временная связь подачи жидкости низкого давления в корпусе клиновых зажимов, причем скорость подачи жидкости к клиновому зажиму, гото50 вящемуся совершить рабочий ход, выше, чем скорость сброса низкого давления из корпуса зажима, который должен совершить холостой ход для возврата в исходное положение.

55 Предлагаемое устроиство позволяет повысить производительность в 10 и более раз (производительность базового устройства составляет

30

S 1205

0 0 ,008 м/с, а в предлагаемом устройстве можно достичь 0,2 м/с и более) при той же энергоемкости за счет исключения холостых ходов и увеличения скорости подачи заготов5 ки по сравнению со скоростью движения полого пуансона с матрицей; снизить металлоемкость устройства в силу того, что отношение диаметра канала контейнера к диаметру за- 10 готовки существенно меньше, длина контейнера предельно мала, так как не регламентируется длиной рабочего хода; а также повысить надежность блока высокого давления, так как контейнер имеет канал малого диаметра и длины, более оптимальную конструкцию. Кроме того, устра" няется деталь низкой стойкости— полый длинный пуансон, несущий рабочую матрицу; повышается надежность матриц, деталей и узлов устройства, поскольку устраняется циклический фактор нагружения (давление в процессе работы поддержи- 25 вается постоянным в рабочем диапазоне).

Причем наличие полой проводки в виде кольцевых секторов, образующих канал для перемещения заготовки, обеспечивает ее устойчивость в процессе подачи, .предохраняет ее от.. изгиба, вследствие чего достигается возможность создания осевого, давления на заготовку близкого по величине радиальному давлению в контейнере и величине предела текучести материала заготовки. Выпол9.7 7 Ь нение узла осевой подачи заготовки в виде клиновых зажимов позволяет получить регулируемое усилие захвата, не приводящее к дефектности поверхности заготовки, способствует достижению выше отмеченного эффекта, позволяет обрабатывать различные по конструкции составные композиционные и малопластичные материалы. Снижение дефектности поверхности заготовки при захвате благоприятно влияет на надежность работы уплотнения заготовки на входе в контейнер, повышает качество прессуемых изделий . Блокирование деформирующей и уплотнительной матриц направляющим корпусом в один сборный узел (компакт-блок) обес-. печивает быструю переналадку устройства при переходе на обработку изделий другого сортамента, что повьппает производительность устройства. Кроме того, выполнение направляющего корпуса с внутренним каналом, близким по диаметру к диаметру заготовки, обеспечивает продольную

I устойчивость заготовки в контейнере, создает условия равномерного устойчивого истечения, способствует повьппению надежности.

Устройство может быть использовано для деформации жидкостью высокого давления прутковых и проволочных заготовок диаметром более 3 мм и неограниченной длины в широком диапазоне их свойств и размеров, с получением изделий высокого качества.

12059 77

А А гуж г7 в

Фиг .7 б б

keamodira

1205977

Фм. 7

Составитель А.Быстров

Техред О.Ващишина Корректор А.Обручар

Редактор Н.Бобкова

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

Заказ 8597/10 Тираж Г 3: Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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