Инструмент к прессу для гидростатического прессования изделий

 

()1)

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф

Ф г (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.07.80 (21) 2966172/25-27 (51) М.К..

В 21 J 5/04

В 21 С 25/00 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный квмитет (23) Приоритет—

СССР

Опубликовано 30.12.82. Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 05.01.83 ие делам изобретений и аткрмтий (53) УДК 621 777.07 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Друян, В. Ф. Балакин, Г, И. Милов и 10. Г.. Гуляев

У,,/

Днепропетровский ордена Трудового Красного Зна4е ит металлургический инсти гут..: 7 (71) Заявитель (54) ИНСТРУМЕНТ К ПРЕССУ ДЛЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО

ПРЕССОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к обработке материалов давлением, а более конкретно к конструкциям инструмента для гидроэкструзионных прессов.

Известен инструмент для гидроэкструзионного пресса, в котором осуществляют последовательное выдавливание материала заготовки через две матрицы под действием давления рабочей жидкости, находящейся в контейнере пресса и между матрицами (1).

Недостаток данного инструмента состоит в том, что пластические свойства материала, подвергающегося экструдированию, перед второй матрицей ниже, чем у материала заготовки, находящейся в контейнере пресса. Это явление обусловлено тем, что давление рабочей жидкости между матрицами ниже, чем в контейнере пресса. Указанный недостаток ограничивает возможности повышения деформации изделия без его разрушения и увеличения производительности пресса.

Известен также инструмент к прессу для гидростатического прессования изделий, содержащий заполненный жидкостью рабочий контейнер, заходящий в него со стороны одного из торцов прессштемпель, последовательно размещенные в контейнере со стороны противоположного его торца матрицы с кольцевой полостью между ними, а также вспомогательный, заполненный жидкостью контейнер, соединенный с этой кольцевой полостью.

Испол ьзова н ие известного и нструмента позволяет вести процесс таки м образом, что давление между матрицами выше илн равно давлению в контейнере пресса. При этом в каждой из матриц можно осущестВлять значительные пластические деформации заготовки 12).

Недостаток такого инструмента состоит

15 в том, что рабочий и вспомогательный контейнеры являются независимыми источни : ками высокого давления, Изменение давления в рабочем, например. контейнере не вызывает изменения давления во вспомогательном контейнере и -ктежматричном пространстве. Так как некоторое колебание давления присуще любому. прессу гидроэкструзии, отсутствие гидравлической связи между рабочим и вспомогательным контейнером определяет прерывистость движения заго984600 товки в процессе прессования, что ухудшает качество ее поверхности.

1(ель изобретения — повышение качества издсл и и путем стабилизации скорости перемещения заготовки. !

1оставленная цель достигается тем, что п инструменте, содержащем заполненный жидк зотыч рабочий контейнер, заходящий и него со стороны одного из торцов прессштем пель, последовательно размещенные в контейнере со стороны противоположного

«I О торца матрицы с кольцевой полостью между ними, а также вспомогательный, заполненный жидкостью контейнер, соединенный с этой кольцевой полостью, прессштемпель выполнен в виде штока с поршнем, имеющим диаметр, соответствующий диаметру полости контейнера, при этом в рабочем контейнере выполнен канал, а образованная в контейнере надпоршневая полость соединена с полостью вспомогательно|о контейнера этим каналом.

На чертеже изображен предлагаемый инструмсит.

Инструмент состоит из рабочего контейнера 1, с одного из торцов которого в его полость входит прессштемпель со штоком 2 поршнем 3. С противоположного торца рабочего контейнера 1 установлен матричный узел, состоящий из двух установленных соосно матриц 4 и 5, между которыми имеется кольцевая полость 6. Каналом 7 кольцевая полость 6 соединена со вспомогательным контейнером 8 высокого давления (с полостью 9) . Давление в контейнере 8 создается сжатием рабочей жидкости плунжером 10. Уплотнение 11 предотвращает утечку рабочей жидкости из контейнера 8. Заготовка 12, находящаяся в полости 13 контейнера 1, подвергается воздействию давления Р> рабочей жидкости, продавливается через матрицы 4 и 5, и деформируется в изделие. Сжатие жидкости в полости 13 происходит за счет перемещения прессштемпеля и под действием давления Р в надпоршневой полости 14, соединенной каналом 15 с полостью 9 вспомогательного контейнера 8. Уплотнения 16 и 17, а также крышка

18 обеспечивают герметизацию полости 14.

Конец заготовки 12 выполняют в форме двух конусов, форма каждого из которых близка к форме конических участков матриц 4 и 5. Между этими участками имеется цили ндрический переход, длина которого равна высоте кольцевой полости 6.

Такая форма переднего конца заготовки обеспечивает уплотнение по матрице в начальной стадии процесса. После установки заготовки 12 в полость 13 контейнера 1 наливают рабочую жидкость. Уровень (первоначальный) жидкости таков, что после установки в контейнер 1 прессштемпеля .I. I гскость у-у последнего располагается .Ии+;е плоскости х-х канала 19. После ус . а I() BIGI прессштемпеля ИОлОсти 14, 9, 6 и каналы 19 и 7 заполняют рабочей жидкостью (плунжер 10 отведен в крайнее заднее положение). Далее устанавливают герметизирующую крышку 18. В рабочем цикле ходом плунжера 10 сжимают рабочую жидкость в полости 9 до давления P,, которое по каналам 19 и 7 передается соответственно в полости 14 и 6. Давление Р, воздействуя на поверхность штемпеля Р, вызывает смещение его, что приводит к сжатию рабочей жидкости в полости 13

1О до давления P2 — — Р, F,/F, где Fq — площадь поршня 3 со стороны полости 13. Соотношение площадей F u F выбирают таким, чтобы при давлении Р, необходимом для продавливании заготовки 12 через матрицы 4 и 5, создавалась необходимая величина бокового подпора Р в полости 6.

Стабилизация движения заготовки происходит по следующим причинам.

Пусть на контакте металла с матрицей 4 изменились условия деформации — произошел разрыв масляной пленки и увеличились силы трения. Если бы деформация заготовки происходила за счет движения прессштемпеля от автономного привода при неизменном давлении Р 1, давление Р, для продолжения деформации заготовки должно было бы возрасти на величину полуамплитуды колебания давления А (давление Р, постоянно).

В предлагаемом устройстве давление Р2 возрастает лишь одновременно с увелйзо чением P . При этом увеличение Р1 в полости 6 способствует восстановлению дефекта смазочной пленки на контактной поверхности. Естественно, что восстановление смазочной пленки произойдет быстрее, чем в первом случае, а амплитуда колебания давления Ад при использовании предлагаемого устройства будет меньше, чем амплитуда А при использовании известного устройства.

В предлагаемом устройстве происходит авторегулирование условий формоизменения, которое обеспечивается наличием гидравлической связи между полостями рабочего и вспомогательного контейнеров. Это стабилизирует процесс формоизменения и уменьшает прерывистость движения заго4 товки, что, в конечном счете, улучшает качество ее поверхности. Реально соотношение обжатий между матрицами 4 и 5 должно составлять 2:1 — 4:1. Соотношение давление прессования и подпора (Р и P, ) составляет от 1,5 — 2,0 до 5 — 10. В конечной стадии процесса плавно снижают давления Р> и Р, что обеспечивает окончание деформации без «выстрела».

Преимущественно такое устройство мо-. жет быть использовано для осуществления низкоскоростных процессов формоизменения (со скоростью деформации 10 —

10 2 1/с) малопластичных и труднодеформируемых материалов. Такие параметры поз984600

Формула изобретения

Соста в и тель Р. Радь ков а

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 10024/10 Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, 5K — 35, Рау шс кая н а б., д. 4(5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 воляют вести деформацию в режиме, близком к сверхпластичности.

Предлагаемое устройство для гидропрессования позволяет повысить качество экструдата и эффективность процесса.

Инструмент к прессу для гидростатического прессования изделий, содержащий заполненный жидкостью рабочий контейнер, заходящий в него со стороны одного из торцов прессштемпель, последовательно размещенные в контейнере со стороны противоположного его торца матрицы с кольцевой полостью между ними, а также вспомогательный, заполненный жидкостью контейнер, соединенный с этой кольцевой полостью, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий путем стабилизации скорости перемещения заготовки, прессштемпель выполнен в виде штока с поршнем, имеющим диаметр, соответствующий диаметру полости контейнера, при этом в рабочем контейнере выполнен канал, а образованная в контейнере надпоршневая полость соединена с полостью вспомогательного контейнера этим каналом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 479505, кл. В 21 С 25/00, 1975.

2. Патент Японии № 43-1391, кл. 120233.3, опублик. 1968 (прототип).