Устройство для изотермической штамповки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 В 21 .Т 1/06

ВСЕСЭЕЗЙА %, .В „"„", .,13

ЙЙЙЛЫОТБй

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авторском свидетельств

К)

Об

ЯР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3596001/25-27 (22) 24.05.83 (46) 15.06.86. Бюл. У 22 (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Н.П. Харченко и И.Т. Гильманов (53) 621.777(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 7 16698, кл. В 21 J 13/02, 1973. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ, содержащее верхнее и нижнее основания с размещенными на них деформирующими элементами в виде пуансона и матрицы, имеющих гравюры, средства нагрева, герметизации и сис„,SU 1237289 А1 тему отвода тепла от гравюр деформирующих элементов в виде каналов, заполненных охлаждающей жидкостью и выполненных внутри упомянутых элементов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий путем повышения степени равномерности температурного поля на гравюре инструмента, оно снабжено системой подвода охлаждающей жидкости в каналы деформирующих элементов, отвода пара и его конденсата, при этом каналы в деформирующих элементах выполнены переменного сечения, размещены в зонах наибольшей интенсивности распространения теплового потока.

1237289

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения деталей штамповкой в изотермических условиях, особенно крупногабаритных деталей из труднодеформируемых, жаропрочных сталей и сплавов.

Целью изобретения является повышение качества, получаемых изделий путем создания равномерного температурного поля на гравюре инструмента.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг, 2 и 3 — варианты выполнения штампового блока матрицы; на фиг. 4 — вариант 15 выполнения штампового блока пуансона.

Устройство содержит (фиг. 1) пуансон 1, матрицу 2,,индукционный нагре ватель 3, штамповый блок 4, в кото ром выполнены полости 5 и 6, причем 20 полость 5 через отводящее отверстие

7 и трубопровод 8 соединена с конденсатором 9, а полость 6 испарителя через подводящее отверстие 10 и трубопровод 11 соединена с емкостью 12.

Конденсатор 9 и емкость 12 соединены между собой трубопроводом 13. Пресс защищен от теплового воздействия теплоизоляционными прокладками 14.

Устройство для изотермической 30 штамповки работает. следующим образом.

Заготовку размещают между пуансоном 1 и матрицей 2, нагревают до требуемой температуры и деформируют.При этом жидкий.хладагент по трубопро35 воду 11 и отверстию 10 поступает в полость 6 испарителя, где под воздействием теплового потока, идущего через матрицу 2 (пуансон 1) к полости 6 испарителя нагревается до температуры кипения.

Образующийся пар с температурой кипения хладагента из полостей 6 поступает в полости 5. По мере прохождения полостей 5 пар, идущий «австречу тепловому потоку, нагревается, поглощая тепло от стенок полостей. Далее пар поступает в отверстия

7 и трубопровод 8, по которым подается в конденсатор 9, где переходит

50 в.жидкую фазу и подается снова через трубопровод 13, емкость 12 и трубопровод 11 в полости 6 испарителя.

Тепловой поток, двигаясь от матрицы (пуансона) к испарителю, разделяется на несколько частей. Одна часть идет на испарение, другая — на нагрев пара, третья, преодолевая термосопротивление штампового блока и теплоизопирующих прокладок, идет на нагрев пресса. Последнюю часть теплового потока составляют различного рода утечки. Тепло зой баланс может быть выражен следующей формулои: ис. п + 1п, (,т где Q — общее количество теплового потока,, двигающегося от матрицы (пуансона) к испарителю; тепло, отобранное испарителем; тепло, затраченное на нагрев пара; тепло, затраченное на нагрев преса; различного рода утечки тепла.

Оисп

О п ут

Величина Я„р постоянна, так как температура кипения хладагента не зависит от колебания температуры, Величина Q a каждом отдельном штампе ут индивидуальна и зависит от конструктивных особенностей штампа, теплоизоляции„ и при данной температуре у штампа определенной конструкции примерно постоянна.

Неравномерность температуры на гравюре и в каждом сечении штампового блока зависит от условий нагрева и от утечек тепла.

Поддержание равномерной температуры на гравюре и по сечениям штампового блока осуществляется следующим образом. Если разбить матрицу (пуансон) и штамповый блок горизонтальными сечениями, то в известных устройствах для изотермической штамповки температура на различных участках гравюры и каждого сечения штампового блока имеет значительный перепад. Это вызывает ряд недостатков, как то низкая точность при штамповке малоприпускных и бесприпускных деталей, невозможность

I получения мелкозернистой и равноосной структуры, коробление деталей при остывании, неравномерность конструкций штампа из-за неравномерного нагрева штамповых устройств IIQ каждому сечению. Особенно эти недостатки выявляются в устройствах для штамповки крупногабаритных деталей, В зависимости от расстояния до источника нагрева и утечек тепла различные участки гравюры, штампа и штампового блока разогреваются неравномерно. При повышении температуры на

1237289 одном из участков гравюры тепловой поток в направлении нижележащего участка полостей увеличивается, В полостях 5 вар на этом участке отбирает больше тепла, чем на соседних участках с более низкой температурой.При этом в полостях 6 испарителя под этим участком гравюры вследствие уве1 личения теплового потока продесс преобразования идет интенсивнее, чем на соседних участках с более низкой температурой. Следовательно, на этом участке отбор тепла идет интенсивнее, что приводит к выравниванию температуры на всей гравюре и по сечениям штампового блока.

1237?89

Составитель В„ Бещеков

Техред В. Кадар

Редактор И. Рыбченко

Корректор E. Сирохман

Заказ 322б/10 Тираж 655

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4