МАТРИЧНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬНОГО ПРЕССОВАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК B21C25/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для прессования прутков и профилей из сплошной заготовки.

Известна конструкция матричного узла для прессования с обратным истечением металла, содержащая матрицу и шплинтон с одним центральным каналом для прохождения пресс-изделия.

Недостатком этой конструкции является необходимость расположения каналов матрицы в центральной зоне, что из-за недостатка металла из центральной зоны заготовки для питания соответствующего объема изделия приводит к неравномерности течения металла и его утяжке, а следовательно, к нарушению геометрии пресс-изделия. Расположение каналов матрицы в зоне, достаточной для обеспечения питания, требует увеличения диаметра центрального канала шплинтона, а это приводит к уменьшению рабочего тела шплинтона, снижая его прочность.

Кроме того, в процессе прессования происходит захлестывание пресс-изделий, отрицательно сказывающееся на качестве изделий и производительности процесса.

Наиболее близким к изобретению является матричный узел, содержащий многоочковую матрицу и жестко закрепленный с ней многоканальный шплинтон со сквозными каналами.

Такое выполнение матричного узла ограничивает его использование при множественности вариантов прессования, так как требует смены не только матрицы, но и шплинтона, увеличивая вспомогательное время, что сказывается на производительности прессового оборудования, а также приводит к увеличению парка технологического инструмента.

Цель изобретения повышение производительности путем унификации технологического инструмента.

Поставленная цель достигается выполнением матричного узла для многоканального прессования, содержащего матрицу и несущий ее шплинтон со сквозными коаксиальными каналами, в котором, согласно изобретению матрица выполнена сменной с различным количеством и размерами выполненных в ней очков, оси симметрии которых равномерно расположены по окружности радиусом 0,5.0,7 радиуса матрицы, а шплинтон с шестью каналами, равноотстоящими друг от друга, центры которых лежат на окружности радиусом, равным 0,5.0,6 радиуса матрицы, при этом суммарная площадь поперечного сечения каналов с большим радиусом равна 0,11.0,14, а суммарная площадь поперечного сечения каналов с меньшим радиусом 0,15.0,19 площади поперечного сечения шплинтона.

На фиг. 1 изображен матричный узел для многоканального прессования общий вид в разрезе; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 вид по стрелке Б на фиг. 1.

Матричный узел для многоканального прессования содержит матрицу 1, в которой выполнены каналы 2 по числу прессуемых изделий, оси которых равномерно расположены на окружности радиусом 0,5.0,6 радиуса матрицы, и шплинтон 3, выполненный в виде стержня 4 и рабочей головки 5, жестко закрепленной на стержне 4 по горячей посадке, с шестью сквозными и равноотстоящими друг от друга каналами 6 11, центры которых лежат на окружности радиусом, равным 0,5.0,6 радиуса матрицы, при этом матрица установлена на шплинтоне, а ее положение строго фиксируется посредством, например, шпилек 12 на шплинтоне 3 и пазов 13 на матрице 1, которые расположены на оси симметрии, проходящей через центр по крайней мере одного из каналов, выполненных в них, что исключает поворот матрицы относительно технологической оси узла.

Матричный узел для многоканального прессования работает следующим образом.

Шплинтон 3 перед началом процесса прессования устанавливают головкой 5 в специальное гнездо на прессе и закрепляют в нем. В зависимости от вида и числа (2, 3, 4, 6 и более) прессуемых изделий на него устанавливают матрицу 1 с каналами по числу прессуемых изделий. Затем надвигают контейнер с заготовкой и после репрессовки начинается истечение металла через все каналы матрицы, при этом изделие из матрицы попадает в каналы шплинтона, а через отверстие в передней поперечине пресса на приемный стол пресса (при прессовании двух изделий они проходят через каналы 6, 9 шплинтона 3, при прессовании трех изделий через каналы 6, 8, 10 или 7, 9, 11, при прессовании четырех изделий через каналы 7, 8, 10, 11, при прессовании шести изделий через каналы 6, 7, 8, 9, 10, 11, при прессовании изделий, количество которых более шести, через каждый канал шплинтона может проходить несколько пресс-изделий).

Процесс прессования прекращается при достижении определенной величины пресс-остатка, который отделяют любым известным способом, удаляют готовую продукцию, снимают матрице со шплинтона и цикл может быть продолжен. При изменении вида прессуемого изделия производят только одну смену матрицы и установку новой с необходимым числом и размером каналов, что позволяет за счет сокращения вспомогательного времени повысить производительность процесса, особенно при изготовлении широкой номенклатуры изделий.

Диапазон изменения положения осей симметрии каналов матрицы определяется центром тяжести каждого ее сегмента, в котором выполнены каналы, что позволяет обеспечить равенство естественных вытяжек по сечению прессуемой заготовки, а следовательно, равномерного истечения металла и достижения высокой точности геометрических размеров прессуемого изделия.

При расположении осей симметрии каналов на окружности радиусом менее 0,5 радиуса матрицы будет недостаточное питание от центральной части заготовки, что приведет к утяжке металла в сечении изделия, обращенном к центру матрицы, а при расположении осей симметрии каналов на окружности радиусом более 0,7 радиуса матрицы будет недостаточное питание от периферийной части заготовки, что приведет к утяжке металла в сечении изделия, обращенном к периферии матрицы.

Выбор радиуса этой окружности зависит от способа прессования, например, при обратном прессовании величина радиуса смещается в сторону максимальных значений, а при прессовании со СПАТ в сторону минимальных значений.

Радиус окружности, на которой расположены центры каналов шплинтона, определяется экономической целесообраз- ностью, так при радиусе окружности менее 0,5 радиуса матрицы уменьшается возможность прессования изделий минимального размера, а при увеличении радиуса окружности более 0,6 радиуса матрицы приводит к снижению количества типоразмеров прессуемых изделий.

Выбор площади поперечного сечения каналов шплинтона и их положения относительно каналов матрицы обусловлен номенклатурой прессуемых изделий (прессование изделий максимального размера через матрицу с определенным радиусом, зависящим от размера контейнера, усилия пресса и т.д. осуществляют в два канала, а с увеличением числа прессуемых изделий сечение их уменьшается) и экономической целесообразностью. При суммарной площади поперечного сечения каналов с меньшим радиусом менее 0,15, а каналов с большим радиусом менее 0,11 площади поперечного сечения шплинтона уменьшается номенклатура прессуемых изделий, что экономически нецелесообразно, при увеличении суммарной площади поперечного сечения каналов с меньшим радиусом более 0,19, а каналов с большим радиусом более 0,14 площади поперечного сечения шплинтона, приводит к его поломке, что не позволяет осуществить прессование с вытяжкой не менее 10, необходимой для полной проработки литой структуры.

Использование заявляемого технического решения позволяет прессовать всю номенклатуру изделий (для определенного типа пресса), не требует частых остановок пресса для смены шплинтона, что позволяет увеличить его производительность на 20 25%
Оптимизация места расположения каналов матрицы обеспечивает уменьшение овальности изделий в 4 6 раз, что позволяет увеличить предельные скорости прессования на труднодеформируемых алюминиевых сплавах, а следовательно, увеличить производительность пресса.

Использование: относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для прессования прутков и профилей из сплошной заготовки. Сущность: матричный узел состоит из сменной многоочковой матрицы и многоканального шплинтона. Оси симметрии очков матрицы расположены равномерно по окружности с радиусом 0,5 0,7 радиуса матрицы, а оси симметрии каналов шплинтона расположены равномерно по окружности с радиусом 0,5 0,6 радиуса матрицы. Шплинтон перед началом прессования устанавливают в специальное гнездо в прессе. В зависимости от размера и числа прессуемых изделий на шплинтон устанавливают матрицу с каналами по числу прессуемых изделий. Затем надвигают контейнер с заготовкой и прессуют изделия, которые из матрицы попадают в каналы шплинтона. При прессовании двух изделий они проходят через каналы 6 и 9 шплинтона, при прессовании трех изделий через каналы 6, 8, 10 или 7, 9, 11, при прессовании четырех изделий через каналы 7, 8, 10, 11 при пресовании шести изделий через каналы 6 11. Суммарная площадь поперечного сечения каналов с большим радиусом равна 0,11 0,14 площади поперечного сечения шплинтона, а суммарная площадь поперечного сечения каналов с меньшим радиусом равна 0,15 0,19 площади поперечного сечения шплинтона. 3 ил.

МАТРИЧНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬНОГО ПРЕССОВАНИЯ, содержащий многоочковую матрицу и жестко скрепленный с ней многоканальный шплинтон, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и расширения технологических возможностей, матрица выполнена сменной, каждая из них выполнена с различным количестввом и размерами очков, оси симметрии очков каждой матрицы расположены равномерно по окружности с радиусом, равным 0,5 0,7 радиуса матрицы, шплинтон выполнен с шерстью каналами, оси симметрии которых расположены равномерно по окружности радиусом 0,5 0,6 радиуса матрицы, при этом каналы шплинтона имеющие одинаковые размеры, расположены диаметрально противоложно один другому относительно оси вращения шплинтона, суммарная площадь поперечного сечения каналов с большим радиусом равна 0,11 0,14 площади поперечного сечения шплинтона, а суммарная площадь поперечного сечения каналов с меньшим радиусом 0,15 0,19 площади поперечного сечения шплинтона.