Комбинированная матрица для прессования полых профилей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистических

Республик

< ц74033 1 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03.08.77 (21) 2516038/25 — 27 с присоединением заявки .% (23) Приоритет (5l )NL. Кл.

В 21 С 25/02

Гооударстввииый квинтет (53) УД К621 777,073 (088.8) па депате изобретений и открытий

Опубликовано 15.06 80. Бюллетень РВ 22

Дата опубликования описания 15.06.80

Б. А. Прудннковский, А. А. Игуменов, Г. М. Корсетский, А. Ф. Рыжов и М. Л. Жадкевич (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КОМБИНИРОВАННАЯ МАТРИЦА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ

ПОЛЫХ ПРОФИЛЕЙ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту для прессования профилей.

Известна прессовая матрица, в которой для выравнивания скоростей истечения отдельных элементов сечения прессуемого профиля

5 используются рабочие пояски 11).

При нрессоватптн полых профилей в комбинированные матрицы скорости истечения металла в элементы профильного канала, расположенные непосредственно под рассекателем, значительно уменьшаются из-за его тормозящего воздействия.

В то же время, из условия. сохранения потока, скорости истечения металла в элементы профильного канала, не перекрываемые рассекателем, соответственно увеличиваются.

При прочих равных условиях величина скорости тем больше, чем дальше расположен элемент профильного канала от проекции продольной оси симметрии рассекателя на торец втулки матрицы, контактирующий в процессе прессования с заготовкой. Неравномерность скоростей истечения может быть столь значительной, что не устраняется назначением рабочих поясков различной ширины. Это связано с тем, что. существует минимальная и максимальная эффективная ширина рабочего пояска, т.е. возможности выравнивания скоростей истечения за счет назначения рабочих поясков различной ширины ограничены.

Неустраняемая неравномерность истечения прессуемого металла приводит к появлению больших дополнительных напряжений, которые оказывают отрицательное влияние на качество прессованных профилей.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является комбинированная матрица, содержащая корпус, рассекатель с продольной осью симметрии и закрепленной в нем иглой, а также втулку с профилированным матричным каналом (2).

В этой матрице для уменьшения неравномерности истечения прессуемого металла игла, а следовательно, и профилированный канал, располагается так, чтобы большая ось симметрии внутреннего контура профиля проходила вдоль оси симметрии (продольной) рассекателя.

740331 4 но начальных осей координат х у можно определить, используя известное соотношение: гаги*в

2Э ху

-)ОЭО г Х.1 =2 (Уо) .

1 л а

Зу= » х ° л " =л

55 бднако при прессовании полых профилей сложной формы (например, профилей, у кото рых болыпие оси симметрии внутреннего и наружного контура не совпадают) использование матриц с таким взаиморасположением 5 профильного канала и рассекателя не позволяет получать качественные изделия из-за значительной неравндмсрности истечения металла.

Кроме гого, для значительного числа полых профилей нельзя не только различить большие ro и малые оси симметрии внутреннего контура (например, для профилей с круглой полостью), но и вообще определить оси симметрии.

Цель изобретения — повышение качества изделий путем уменьшения неравномерности ис- 15 течения различных элементов прессуемого профиля.

Это достигается тем, что в предлагаемой конструкции профилированный канал матрицы и рассекателя расположены относительно 20 друг друга таким образом, что главная ось инерции профиля канала, проведенная из центра тяжести поперечного сечения иглы, осевой момент инерции относительно которой имеет минимальное значение, параллельна продольной оси симметрии рассекателя и расположена с ней в одной плоскости, причем упомянутая плоскость перпендикулярна к торцу втулки, обращенному к заготовке. На фиг. 1 дана описываемая матрица, разрез по плоскости симметрии рассекателя и разрезы А — А и Б — Б; на фиг. 2 — комбинйрованная матрица, изометрия; на фиг. 3 — профильный канал матрицы.

Матрица (фиг. 1) содержит корпус 1, опи- З5 рающийся на него рассекатель 2 с иглой 3 и втулку 4, отверстие которой образует совместно с иглой профильный канал 5. Главная ось инерции профиля канала 1 — 1, проведенная из центра тяжести поперечного сечения иглы, осе- 40 вой момент инерции относительно которой минимален, параллельна продольйой оси симметрии рассекателя П вЂ” 11 и находится с ней в одной плоскости В (фиг. 2).

Плоскость В перпендикулярна к торцу 45 втулки 6, контактирующему в процессе прессования с заготовкой. Для определения главных осей инерции профильного канала (фиг. 3) его разбивают на элементы простой формы (квадрат, прямоугольник, круг, кольцо), най- 50 ти центр тяжести для которых не представляет труда. При наличии элемента более сложной формы его апроксимируют одним из перечисленных элементов простой формы. Центр тяжести полости профиля (поперечного сечения иглы) 0 принимается за начало координат. На t о чальные оси координат хо у располагаются произвольным образом. Положение главных осей инерции профиля канала х, у относительгде М вЂ” угол, на который следует повернуть начальные оси координат х, у для о о совмещения с главными осями инеро ции х,у;

Э КУ вЂ” центробежный момент инерций профиля канала в начальной системе координат х, у; о о о

- х - — осевые моменты инерции профиля канала в начальной системе коордио нат х, уо

Моменты инерции в начальной системе координат определяются из следующих зависимостей: и о и 2

go =:Г» y,уоК до= (Х. ) Г.

XY.; 1 y-. „

i--л г=л где Хь У вЂ” координаты i-того элемента (его о .о центра тяжести) в начальной системе координат, F; — площадь i-того элемента, — число элементов, на которые разбит профильный канал.

В новой системе координат х, у (в системе главных осей инерции) вновь определяются осевые моменты инерции:

Из двух главных осей инерции профиля канала х и у выбирается та, осевой момент инерции относительно которой минимален (ocr 1 — 1 на фиг. 3).

Проекция продольной оси симметрии рассекателя на торец втулки, контактирующий в процессе прессования с заготовкой, совмещена с главной осью инерции профильного канала, 1 проведенной из центра тяжести поперечного сечения иглы, осевой момент относительно которой минимален. В результате сумма расстояний элементов профильного канала на торце втулки до этой проекции продольной оси рассекателя принимает минимальное из всех возможных значений. Следовательно, неравномерность истечения, обусловленная различием расстояний элементов профильного канала до проекции продольной оси симметрии рассекателя на торец втулки (различной степенью перекрываемости элементов профильного канала рассекателем), примет минимальное значение. В этом случае проекция продольной оси

74033

Формула изобретения

Комбинированная матрица для прессования полых профилей, содержащая корпус, рассекатель с продольной осью симметрии и закреп5 рассекателя на торец втулки располагается ближе к частям профильного канала, имеющим большую ширину, скорость истечения в которые при прочих равных условиях выше, чем в в остальнЫе. Это следует из свойств главных осей инерции плоской фигуры. В результате скорость истечения в этн части профильного канала будет снижена за счет большего тормозящего воздействия рассекателя.

Таким образом, при прессовании профилей 10 неравномерность истечения металла, вызванная наличием рассекателя (его тормозящим воздействием) и различием в ширине (удельных периметров) участков профильного канала, значительно уменьшается. с

1 6 ленной в ней иглой, а также втулку с профилированным матричным каналом, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества изделий,-профилированный канал и рассекатель расположены таким образом, что главная ось инерции канала, пооведенная из центра тяжести поперечного сечения иглы, осевой момент инерции относительно которой имеет минймальное значение, параллельна продольной оси симметрии рассекателя и рас-. положена с ней в одной плоскости, причем упомянутая плоскость перпендикулярна к торцу втулки, обращенному к заготовке.

Источники информации, .принятые во внимание прн экспертизе

1. Гильденгорн М; С. и др. Ирессование со сваркой полых изделий из алюминиевых сплавов. M., "Металлургия", 1975, с. 106.

2. Ерманок М; 3. и др. Производство профилей из алюминиевых сплавов. М., "Металлургия", 1972, с. 202 (1), 203 (2), 186(3) (прототип).