Способ непрерывного экструдирования проволоки и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социвиистических

Республик

<ц651664

К ПАТЕНТУ (6i) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 05,03.77 (21) 2458100/25-27 ! l (23) Приоритет — (32) 08.03.76. (51) М. Кл.

В 21 С 23/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (31) 664611 «88) США

Опубликовано 05.0379, Буоллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 050 379 (53) УДК 6 2 1 . 77 7, .07(088.8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Фрэнсиз Джозеф Фукс (США) Иностранная фирма Вестерн Электрик Компани, Инкорпорейтед (США) (71) Заявитель (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЭКСТРУДИРОВАНИЯ ПРОВОЛОКИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к обработке металлов давлением методом экструдирования и может быть использовано для производства проволоки.

Известен способ непрерывного экс5 трудирования проволоки, заключающийся в том, что прутковую заготовку неограниченной длины активным усилием внешнего трения тангенциально вводят в полость вращаемого инструмента, об10 жимают в нем и выдавливают через неподвижную матрицу (1), Недостатком этого способа является то, что активное усилие внешнего трения прикладывают лишь к части наружной поверхности заготовки, находящейся в полости, а на остальную часть поверхности заготовки действует реактивное усилие внешнего трения, значительно уменьшающее общее усилие экструдирования.

Целью изобретения является увеличение усилия экструдирования.

Указанная цель достигается тем, что активное усилие внещнего тренйя прикладывают по всей наружной поверхности заготовки, находящейся в полости.

Способ может быть осуществлен с помощью устройства, содержащего вращаемый валок с профильной кольцевой рабочей канавкой, установленную неподвижно в канавке матрицу и упорный инструмент, образующий совместно с рабочей канавкой полость для обжима металла, Упорный инструмент выполнен в виде вращаемого дискового ротора, взаимодействующего с валком.

На фиг, 1 представлено устройство непрерывного экструдирования проволоки, общий виду на фиг. 2 — сечение

А-A фиг, 1 (штрих-пунктирная линия показывает положение верхнего ротора относительно нижнего); на фиг. 3 участок заготовки, находящейся в рабочей зоне устройства; на фиг. 4 и

5 — продольные сечения участков двух роторов аппарата.

Устройство содержит ротор 1 и вращаемый валок 2. Они установлены для вращательного движения вокруг вертикальных осей. Ротор имеет радиальную поверхность 3, обращенную к радиально расположенной поверхности 4 валка. Кольцевая рабочая канавка 5 проходит по поверхности валка.

Она может иметься -образное поперечное сечение и использоваться для деформации удлиненной заготовки

651664

65 неопределенной длины, например прутка 6. Пруток имеет полукруглый участок 7 сечения и прямоугольный участок 8 сечения.

Ротор 1 и валок 2 устанавливаются на соответствующих осях эксцентрично один относительно другого. Диаметр ротора значительно меньше диаметра валка. В любом положении при их одновременном вращении первый дуговой участок кольцевой канавки 5, а именно участок, показанный слева на фиг. 2, заполненный воском 9, перекрывается радиальной поверхностью 3 ротора 1, в то время как второй дуговой участок кольцевой канавки 5, а именно участок, показанный справа на фиг. 2 и изображенный на фиг. 4, ею не перекрывается. Пруток б должен оставаться внутри перекрытого первого участка кольцевой канавки 5 так, чтобы его плоская поверхность 10, 20 образующая кромку прямоугольного участка 8 сечения, была наиболее удалена от полукруглого участка 7 сечения, перекрывающего поверхность 3.

Матрица 11 с одним или нескольки- 25 ми очками установлена на изогнутом стебле 12, крепящемся к неподвижному опорному элементу 13. Матрица и ее стебель 12 входят в кольцевую канавку

5 и проходят через части ее закрытогоЗ0 первого и незакрытого второго дуговых участков. Ротор и валок вращаются вокруг своих осей. При этом пруток б втягивается в кольцевую канавку 5 вдоль правой ее стороны и проходит поЗ5 дуговому участку, пока не захватится ротором 1 и валком 2 и не пройдет через матрицу 11, чем и осуществляется экструзия одной или нескольких проволок 14 неопределенной длины.

На фиг. 4 и 5 кольцевая канавка 5 располагается в сменном узле вкладыша, образованном из базового вкладыша 15 и поверхностного элемента 16.

Каждый из них имеет форму кольцевого элемента в основном cU -образным 45 поперечным сечением, причем поверхностный элемент 16 удерживается внутри впадины вкладыша 15, например, посредством пайки. Узел вкладыша устанавливается по горячей посадке 50 в кольцевую выемку 17 валка 2, что обеспечивает создание предварительного сжимающего усилия внутри вкладыща.

Радиально смещаемый плоский кольцевои узел содержит базовый вкладыш

18 и поверхностный элемент 19. Каждый из них имеет форму плоского кольца, причем базовый вкладыш утоплен с на- тягом по горячей посадке в кольцевой выемке 20 ротора 1, а поверхностный элемент 19 удерживается, например, посредством пайки в контакте с базовым вкладышем 18. Базовый вкладыш 18 и поверхностный элемент 19 стремятся несколько изогнуться наружу в их центральной части вдоль участков плоского кольца, которые не перекрываются кольцевой канавкой валка 2.

Однако там, где кольцевая канавка 5 перекрывается наклонным ротором 1

I нижняя поверхность элемента 19 служит для перекрывания кольцевой канавки, причем каждый элемент узла вкладыша и плоского кольцевого кольца вжимается в их соответствующие выемки 17 и 20 и вследствие наклона деформируется сжимающими усилиями вдоль поверхностных элеМентов 16 и

19. 3а счет этого ротор 1 и валок 2 и обеспечивают экструзию металла через матрицу 11. При этом относительно слабые растягивающие усилия имеют место в периферийных поверхностях базовых вкладышей 15 и 18, В это время узел вкладыша и плоское кольцо создают эффективное уплотнение вокруг прутка 6 внутри кольцевой канавки 5.

При работе устройства пруток 6 первоначальной длины может быть предварительно покрыт составом, передающим касательные напряжения. Пруток поцается вручную в кольцевую канавку 5 так, чтобы он вышел в постепенно уменьшающийся зазор под нижней час-.ью радиально расположенной поверхности

3 ротора 1. Последовательные элементы прутка 6 могут также покрываться составом, передающим касательные напряжения, Состав представляет собой текучий материал высокой вязкости и прочности на срез. Он должен смазывать матрицу 11, а его вязкость может изменяться в. зависимости от изменения давления, температуры и скорости выдавливания лишь минимально. Этим условиям отвечает воск, Гидродвигатель 21 приводится в действие, передавая вращение ведущей шестерне 22, кольцевым шестерням 23 и 24. Вращение кольцевой шестерни

23 передает вращение полому валу 25 и валку 2 вокруг своей вертикальной оси. При этом кольцевая шестерня 24 заставляет вращаться шестерню 26, а от нее ротор 1 вокруг своей наклонной оси. Скорости вращения ротора 1 и валка 2 разные, однако их тангенциальные скорости одинаковы вблизи места входа прутка 6 в матрицу 11.

Одновременно вращение ротора 1 и валка 2 заставляет пруток б продвигаться к матрице 11 и через нее, тем самым обеспечивая непрерывный процесс экструзии.

Работает устройство следующим образом.

Пруток б покрывается воском и затем задается в рабочую канавку 5 валка 2.

Затем он перемещается по дуге соответствующего сегмента кольцевой канавки 5 к матрице 11 за счет вращения валка.

При этом поверхность 3 ротора 1 и поверхность 4 валка 2 сближаются друг с другом благодаря наклону оси рото651664 ра 1. Таким образом, нижняя плоскость поверхностного элемента 19 входит в контакт с общей верхней поверхностью базового вкладыша 15 и его поверхностного элемента 16 ° При этом соответствующие поверхности элементов 19 и 16 окружают восковое покрытие на данном элементе прутка б.

При вращении ротора 1 и валка 2 вокруг их осей оба узла(узел плоского кольца и узел вкладыша) начинают деформироваться под влиянием продоль- 1О ных сил, возникающих в полОсти между радиально расположенными поверхнос -тями 3 и 4 ротора 1 и валка 2. В результате достигается положение, при котором контактирующие поверхности- 15 узла вкладыша и узла плоского кольца деформируются в плоскостные элементы.

Узел вкладыша и узел плоского кольца взаимодействуют теперь так, что полностью изолируют кольцевую канавку 5 gg от выдавливания из нее воска и материала прутка б. Последний подвергается действию непрерывно возрастающих сил с момента его входа в сужающуюся полость между ротором 1 и валком 2, за счет сжимающих усилий, возникающих из-за упругости узла вкладыша-и плоского кольца. Величина давления внутри воска, окружающего пруток б, также увеличивается. Касательные на- пряжения,передаваемые прутку б воском, обеспечиваюТ продвижение материала прутка б с покрытием к матрице 11.

Благодаря непрерывному совместному вращению ротора 1 и валка 2 пруток подается по кольцевой канавке 5 к 35 входу в матрицу 11. В этом положении сжимающие усилия достигают максимума, что обеспечивает гидростатическую экструзию материала через матрицу 11.

При этом тангенциальные скорости ро- 40 тора 1 и валка 2 одинаковы, что и обеспечивает максимум величины толкающей силы, действующей на материал прутка в направлении матрицы 11.Материал прутка через очко матрицы 11 выдавливается и через изогнутый стебель 12 и опорный элемент 13 делится на отдельные проволоки.

Упорные подшипники 27 и 28 могут воспринимать значительное давление 50 экструзии за счет противодавления гидравлической жидкости в герметичной камере 29, передаваемого валу ротора 1 °

Описанное устройство и способ являются иллюстрацией. предпочтительного варианта выполнения изобретения. В других вариантах заготовка иного сечения может быть экструдирована без использования промежуточной среды, передающей касательные напряжения, За счет непосредственного контакта ма-териала заготовки с инструментом.

Внедрение изобретения позволит интенсифицировать процесс непрерывного экструдирования проволоки.

Формула изобретения

1. Способ непрерывного экструдирования проволоки, заключающийся в том, что прутковую заготовку неограниченной длины активным усилием внешнего трения тангенциально ввсдят в полость вращаемого инструмента„ обжимают в ней и выдавливают через неподвижную матрицу, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения усилия экструдирования, активнсе усилие внешнего трения при введении заготовки в полость прикладывают ко всей наружной поверхности загстсвки, находящейся в полости.

2. Способ по п. 1, с т л и ч а юшийся тем, что заготовку перед экструдированием покрывают пластичным материалом.

3. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее вращаемый валок с профильной коЛьцевой рабочей канавкой, установленную неподвижно в канавке матрицу и упорный инструмент, образующий совместно с рабочей канавкой полость для обжима металла, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что упорный инструмент выполнен в виде вращаемого дискового ротора, взаимодействующего с валком.

4. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что дисковый ротор установлен эксцентрично относительно валка с частичным перекрытием кольцевой канавки.

5. Устройство по п..3, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью плавного увеличения сбжимающего усилия, ось вращения дискового ротора размещена под углом к оси вращаемого валка

6, Устройство по пп, 3,4,5, с тл и ч а ю щ е е с я тем, что валок снабжен упругим вкладышем с рабочей канавкой, утопленным в тело валка с зазором в данной части и взаимодействующим с рабочей поверхностью дискового ротора.

7. Устройство по п. б, о т л и ч аю щ е е с я тем, что валок и ротор выполнены с приводами, обеспечивающими их одинаковую тангенциальную скорость в выходной части полости.

8. Устройство по и. б, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что ротор снабжен выполненным из упругого материала кольцевым вкладышем с натяroMóòîïëåííûì в тело диска ротора и взаимодействующим с рабочей канавкой.

Источники информации, принятые вс внимание При эксйертизе

1. Патент Франции Р 2270021 кл. В 21 С 23/02, 1975, 651664

A-A

Фаа2

Фиг.Я го

Фиг.5

Составитель M.Äîðoôååâ

Техред Л. Алферова . Корректор А. Кравченко

Редактор Н.Вирко

Заказ 837/55 Тираж 1033 Подписное

ЦНИИПИ 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