Устройство для изотермического деформирования заготовок в безокислительной среде

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при точной горячей изотермической штамповке деталей в безокислительнои среде. Цель изобретения - повышение производительности работы устройства. Штамповое пространство рабочей камеры нагревают до температуры деформации заготовки при помощи индукционных нагревателей рабочих инструментов, а также нагревателя заготовки. Заготовку устанавИзобретение относится к обработке металлов давлением и может использоваться при изготовлении точных штампованных деталей в безокислительнсй среде. Цель изобретения - повышение производительности работы устройства и повышение качества изделий за счет осуществления окончательного прогрева заготовки под деформацию непосредственно в зоне действия деформирующих инструментов и за счет осевой подвижности нагревателя заготовки, способного дополливаютв камеру загрузки, создают в камере загрузки безокислительную среду путем куумирования или заполнения инертным г а зом, вводят заготовку в рабочую зону штампового пространства рабочей камеры с последующей установкой ее на выталкивателе , прижимают заготовку к выталкивателю пуансоном и вводят ее в полость индукционного нагревателя аутем подьема последнего при помощи силовых цили дров. Затем осуществляют форсированный нагрев заготовки путем индуктора и одновременно прогревают заготовку до тем ie- ратуры деформации путем выдержки ее в контакте с рабочими инструментами в полости индукционного нагревателя После этого горячую заготовку устанавливают в полость матрицы при опускании пуансона и выталкивателя и осуществляют ее изотермическое деформирование. По окончании деформирования изделие извлекают из полости матрицы при помощи выталкивателя и удаляют из устройства через камеру выгрузки . 1 ил. нительно нагревать и нижь1.1 деформирующий инструмент. На чертеже показано устройство в продольном разрезе. Устройство содержит камеру 1 загрузки заготовок, отделенную заслонкой, рабочую камеру 2 с установленными в ней рабочими инструментами - матрицей 3. пуансоном 4 и выталкивателем 5, з также верхним 6 и нижним 7 индукционными нагревателями рабочих инструментов. Эти нагреватели представляют собой спирали, навитые вокруг колец 8 и 9 и замурованные в керямиче (Л С о 00 J ы Јь CD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

lsl)s В 21 J 1/06 13/03

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ|ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

АР7 /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

IO (ОО (21) 4486002/27 (22) 23,09.88 (46) 30.10.91, Бюл. ¹ 40 (71) Киевский политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) И. Н. Сушко, В. И. Стеблюк и T. М.

Корина (53) 621,73(088.8) (56) Патент США

¹ 3698219, кл, В 21 J 1/06, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОТЕР ЛИЧЕСКОГО ДЕЮОРМИРОВАНИЯ ЗАГОТОВОК В

БЕЗОКИСЛИТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при точной горячей изотермической штамповке деталей в безокислительной среде. Цель изобретения — повышение производительности работы устройства. Штамповое пространство рабочей камеры нагревают до температуры деформации заготовки при помощи индукционных нагревателей рабочих инструментов, а также нагревателя заготовки. Заготовку устанавИзобретение относится к обработке металлов давлением и может использоваться при изготовлении точных штампованных деталей в безокислительнсй среде.

Цель изобретения — повышение производительности работы устройства и повышение качества изделий за счет осуществления окончательного прогрева заготовки под деформацию непосредственно в зоне действия деформирующих инструментов и за счет осевой подвижности нагревателя заготовки, способного допол. Ы 1687348 А1 ливают в камеру загрузки,создают в камере загрузки беэокислительную среду путем вакуумирования или заполнения инертным газом. вводят заготовку в рабочую зону штампового пространства рабочей камеры с последующей установкой ее на выталкивателе, прижимают заготовку к выталкивателю пуансоном и вводят ее в полость индукционного нагревателя путем подьема последнего при помощи силовых цили:-:дров. Затем осуществляют форсированный нагрев заготовки путем индуктора и ои. овременно прогревают заготовку до тем ературы деформации путем выдержки ее в контакте с рабочими инструментами в полости индукционного нагревателя. После этого горячую заготовку устанавливают в полость матрицы при опускании пуансона и выталкивателя и осуществляют ее иэотермическое деформирование. По окончании деформирования изделие извлекают из полости матрицы при помощи вытдлкивателя и удаляют из устройства через камеру выгрузки. 1 ил. нительно нагревать и нижн;й деформирующий инструмент.

На чертеже показано устройство в продольном разрезе.

Устройство содержит камеру 1 загрузки заготовок, отделенную заслонкой, рабочую камеру 2 с установленными в ней рабочими инструментами — матрицей 3. пуансоном 4 и выталкивателем 5, а также верхним 6 и нижним 7 индукционными нагревателями рабочих инструментов. Эти нагреватели представляют собой спирали, навитые вокруг колец 8 и 9 и замурованные в керамиче1687348 скую теплоиэопяцию. Внутри рабочей камеpI l 2 >>oK»у< 30>(û (>пйс вип д< .(><<ормиру>г> :,их инструментов размещен нагреватель ээ. о товки, выпопненныи в виде индуктора 10 с ма> нитопроводом 11 высотой, пропорциональной высоте камеры 1 загрузки. Он также замурован в керамическую теплоизоляцию и установлен концентри >но индукционным нагревателя>л б и 7, над нагревателем 7 с возможностьк> осевого перемещения относительно деформирующих инструментов посредство>л силовых цилиндров 12. Устройство также f одержит камеру

l3 выгрузки изделий и систему аббес>,ечения

Гезок(10.;итpпьний среды, вK>I>г) loщую вэKуум><ып «э(.осы 14, баллонь> ине„ т><ь>м

;",эом 5 перепускные клап ь 16. Индукцигннье нагреватели б и . соединены с ис очником питания токо>л;>рп(лышпен>>ой часготы, Индукционный нагреватель 10 соединен с исто ником питания, -м средней часто>ь< Рабочая камера 2:ьпяс;тся герметичной.

Устройство работает следующим образом.

Деформиру>ощие инструменты и зону их действия в рабочей камере >1af peea>0r до температуры деформации заготовки при помощи индукционных нагревателей б и 7, э также нагревателя 10 заготовки. Заготовку

17 устанавливают в камеру 1 загрузки, создают в камере загрузки безокислительнук> среду путем вакуумирования ипи эаполнс ния инер-ным газо>л, вводяi заготовку в герметичну>0 рабочую камеру 2, устанавливают ее е зоне действия деформирующих инструментов на выталкивателе 5, прижимают заготовку к выталкивателю 5 пуансоном 4 и вводят ее в полость индукционно 0 наг ревателя 10 путем подьемэ последнего при помощи силовых цилиндров 12. Затем осуществляют форсированныи нагрев заготовки зэ с <ет одновременного <>эгрева индуктором 10 и окончательно>0 ri, oi рева до температуры деформации путем выдержки заготовки в контакте с рабочими инс < рументами — пу. нсоном 4 и пь>тэлкивэ>елспм 5 в полости индукционно о на(ревэт(эпя 10. После этого горячую заготовку в(зодя1 в полость матрицы 3, I>pe опускании пуансона 1 и выталкивэтеля 5 осуществляюг е» изотер мичегкое деформированиг. (ш1a>1»OeKy), tin окончании дефор>лирования изделие извлекают из полости матрицы 3 при помощи вытапкивателя 5 и удал<»к>т из <(01ройс(ва через камеру 13 выгрузки.

Оснсвным преимущег. вом изобретения является повышение .ачествэ <опу эp.

>ЛЫХ ЛЭДЕП(1И С OД(< .. .1HI bl>.1 повышением,роизводитепьvo и I!, (

l0

4Г

Г,(1 устройства. Это достигается эа счет сниже.я продолжительности нагрева заготовки и г;окращения врем."<и >ребывания ее в области выгоких 10>лперэтур в результате выпг<пнения форсированно>о нагрева заготовки непосредственно в рабочей камере, в зоне действия деформирующих инс>рументов, осущег.> вляемогп путем од >овременно(о введения индукционного нагрева заготовки со с;вроны ее боковой поверхности и контактно>о нагрева от деформ:>рующих ин(трументов, нагретых до темпе> атуры деформации заготовки со стороны ее торцовых поверхностей, благодаря чему f> I",æàofñÿ L>Hfp>-icliB><0 роста зерен металла, взэимодейс: вия с кислородом, азотом, водород м и д(,ги>л(1 I азами, образующими соединения нэ его»оверт (ости и проникающими в pго кристаллическу>0 решетку, и что, 1эким образом, обеспечивает меньшее изменение механических свойств

>летэллэ, меньшее 0Yèñëå»IIå поверхности заготовки, а также по;< пение более мелкозернистой структуры.

Поскольку в цилиндрических телах, охваченных индукгором, ось симметрии которого совпадает с осью симметрии цилиндра, количество тепла, выделяющегося на их торцовых поверхностях, весьма мало по сравнению с теплом, выделяющимся на их боковых поверхностях (поэтому при моделировании индукционного нагрева вместо сплошного цилиндра часто берут трубу), одновременное осуществление контактного нагрева заготовки путем выдержки ее в контакте с рабочим инстру,лентом в полости индукционн.)i o нагревателя позволяет создать тепловой >10ТиК в 3р.>010âêå с0 сторо ны ее торцовых поверхностей, Необходимость осуществления на> рева заготовки до температуры деформации до ее установки в полость штампа обусловлена необходимостью подведения магнитног0 потока по всей боковой поверхности зэго1овки, что необходимо для достижения форсиров нного нагрева заготовки. Кроме того, при»тамповке выдавливанием f10 окончэс>ИИ УСт ЭНОВКИ ЗЭ ГОТОВКИ В Г 0>10CTb Ш1 Эмпа осу.цествить нагрев ее индукционным способом невозможно.

Установка чндукционноro нагревателя

:э отовки с в(>эмож -остью; севого пеоеме цения позволяет испол ьзовpt ь его в качестве нагревателя. до->оп> итепьного для нагрева дефозмирующих инс рументов, что обусловливает повыше><ие проиэводи1ельн сти . эбот>< уст;<0(>гтвэ эп счет с «рэще.<ия трем,.ни выхода шгэ>лп:. вгго блока t<"., <Ьо,ий емперэ(> рны ре

КИМ, Ч 1 Э> <. >10Э ВОЛ < ЕТ Со Г< .И (1 с.

1687348 прежними габариты, штампового блока за счет возможности отведения )»агревателя при перемещении заготовки иэ камеры загрузки в рабочую камеру, чта абусл< в ивае3 снижение потерь тепло;ы в Oip жаащую среду и, 3 счет этого, эк >но.*и><3 э<>гктраЭНЕРГИИ )х > >ВЫШЕНИЕ ПРОИЗВаДИТРЛЬ>,ОСТ)

Выполн")<иР дан)»аг0 ),.:; р- B <те>",я (»е<<сд

ВИЖНЫМ 36ДР) «У<><3ЛИЧРНИК) I Bf>B>PI»TO>< штамповсго блока, . пагb)LL«)0»cм, рас> од, электроэнергии и с)» жению прои»вадительности.

Вь>пал!»ение нагревателя:„-) . Io тока на всей ба> авай <;авер»насти:<, . > л< чемай заготовки и отведения магн и) на) а натаха от неподлежащих нагреву элеме)<тав шгампоcoro блока (во время нагрева заготов:и), Г10скольку высоту камеры загрузки назь ачают пропорционально высоте заготовки, -.0 высоту магнитопровода выбирают пропорционально высоте камеры загрузки. Ширина паза в магнитопроваде должна быть не л;енее высоты заготовки, а в лучшем сл;чае равна последней, поскольку и Г> >вь> шеки: ширины паза в магнитопровад=. <ад высотой заготовки ведет к снижению эффективности нагрева и к возникновения. опасности перегрева д", армирук»щ»х I.)!c трументав, В связи с тем, что при индукционном нагреве теплота по сечению распределяе1ся неравномерно, причем чем б<>льп>e глубина проникновения тока тел. ме<»ьше неравномерность, и с тем. «1и <, p»< .ëülrlåíèем частоты тока эквивалентная > лчби -: а и рсНИКНОВЕНИЯ тОКа УBÅËÈ×ÈÂBЕ !;Я, 10 ДЛR нагрева деформирующ..х инат>оументав применяют ток с частотои, не blева д<»фармиГ>ующих

И)»СТПУМЕНТОВ С ИС)ОЧНИКО) ПИтдНИЯ Г:РЕДной >BcfoTы <,150 Гц 10 >

-ЕМ, -та ШтаМПОВКУ В ГаКУУЛ;Е )ейтРаЛЬНай

BTMoc<1><.. ар) она, Рли ил.; х смеси применя ат для заготовок )»ебг3льш< и толщины, 0 а нагрев зага3авак ronor. н.>й м;нее 150 мм индукциа)»ныл» током паамыц>ленной частаTL! Я ВЛ ЯЕ T<".ß !»Рэ офек гИВ>- Ь< Л», B ЧЗС ТНР<;ТИ, .3 за >,и: < аг0 коэф.)>ициа <)R пал .:-:Hаго дей

СтВИя, И ПазтОМУ гЛ,<б< !» Ыб.> а р< B ШтЛМ);V

15 емых за; атавак абеспсчи>.-Bh» при средн л частотах.

Формула иэо >Г>е, «»ия

Уст,",ойство дл>» изо> «<Г>л»и . О,:,ефар20 ми рова ния заготовок в f>0-.0)»i <..:.>Tå, ьной среде, содержащее r еpмг1!.чну а;;аб > <ук> камеру с размещенными B н".й верхним и нижним деформирую)цим ) и <струментами, соответственно распала.кен) ыми ве) хн<1л»

25 и нижним индукционными нагрев:.телями дсфармирующих инструме ITOB, камеру загрузки заготовок и камерч выгрузки .)зде лий, отделенных засланк >ми О> ра<;>чеil камеры, нагреватель 3а! 1с вх>3, л та: ги

<0 стему обеспечения в раб,чеи камере безокислитепьнай среды, 0 ) л и ° а ю UI е . с я тем, что, с целью пор<.)))б>»ия пасизвади тельна;ти рабаты и лачес гва полу <а-:мь>х из» дели;. HBrpeBBr,3ль злга «вки с:<абже

".5 пр: одам ег00сеBOiñ пер ..»еще ис ль —:Ол не B виде кольцевого и<»дук>ара с»агнита проводам ьыса- ай !.реп<>рциональ<<ай вь)ссте камеры загрузки заг010вок, уст; 0R

:;>» ">»óòpè рабочей камеры Boхpу: за;»ы

40 деиствия дефармир>iющих инструмен. Ов нэд нагревателем нижне<;. инс <румента кснцентрична ему и .Оединен с и" rачHико) питания током -.редней частоты.

1687348

Составитель О. Корабельников

Редактор Л, Павлова Техред М.Моргентал Корректор А, Осауленко

Заказ 3665 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101