СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ С ВНУТРЕННИМ ПРОФИЛЕМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК B21J5/04 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к технологии и оборудованию для изготовления изделий со сложным внутренним профилем.

Известен способ изготовления полых изделий с внутренним профилем из сплошной круглой заготовки (см. Ерманюк Т.З. Прессование профилей из алюминиевых сплавов, М. Металлургия, 1977, с. 46 47, 139 144).

В соответствии с этим способом, сплошную круглую заготовку прессуют через комбинированную матрицу, получая в результате прессования профиль на внутренней поверхности экструдата. Процесс прессования через комбинированную матрицу заключается в следующем. Заготовку помещают в контейнер.

В процессе прессования заготовка под давлением, передаваемым пресс-штембелем через пресс-шайбу, разделяется рассекателем матрицы в зависимости от ее конструкции на два (или более) потока металла. Эти потоки под действием высокого давления свариваются в карманах матрицы, охватывая сплошной массой иглу (язычок) матрицы, выполненную за одно целое с рассекателем. Окончательно профиль формируется в зазоре между каналом матрицы и иглой. Этим способом можно изготавливать точные полые профили.

Основной недостаток известного способа и устройств его реализующих заключается, во-первых, в том, что они позволяют прессовать только легкодеформируемые металлы и сплавы, во-вторых они не позволяют получать полые профили с малой площадью отверстия из-за конструктивной невозможности обеспечения прочности иглы.

Цель изобретения получение внутреннего профиля полого изделия с высокой точностью и малой площадью отверстия при одновременном снижении трудоемкости изготовления.

Для достижения цели в способе изготовления полых изделий с внутренним профилем, включающим выдавливание из сплошной круглой заготовки через профильную матрицу частей экструдата с последующим их жестким соединением в изделие, согласно изобретению формирование внутреннего профиля изделия производят на наружной поверхности экструдата, представляющего собой связанные перемычкой половинки изделия, а жесткое соединение половинок изделия осуществляют по окончании выдавливания, после удаления перемычки по поверхностям, на которых сформированы части внутреннего профиля изделия.

Прессование профилированного экструдата, представляющего собой половинки изделия, позволяет после соединения этих половинок получать изделие с профилированным контуром отверстия любой формы и площади, включая малую.

Предлагаемый способ реализуется устройством, которое содержит установленный на основании контейнер с жидкостью с расположенным в нем подвижным плунжером и размещенной на выходе из рабочей камеры контейнера конической матрицей, и в котором согласно изобретению калибрующее очко матрицы выполнены двухканальным, две противоположные поверхности которого профилированы соответственно частям внутреннего профиля изделия, а каналы очка матрицы соединены сквозным пазом.

На фиг. 1 представлен общий вид предложенного устройства, на фиг. 2 - поперечное сечение калибрующего очка матрицы, на фиг. 3 поперечное сечение изделия.

Устройство для реализации изготовления изделий с внутренним профилем из круглой заготовки содержит основание 1, установленный на нем контейнер 1 с рабочей жидкостью 3. В контейнере установлена матрица 4, калибрующее очко которой (фиг. 2) выполнено двухканальным с равными площадями, две противоположные поверхности 5 которого профилированы, а внутренние 6 выполнены гладкими и соединены сквозным пазом 7. В матрице установлена пробка 8 и заготовка 9, а в контейнер вставлен плунжер 10. Между контейнером и заготовкой установлена пружина 11 с направляющей втулкой 12. Со стороны матрицы в контейнере устанавливается клапан давления 13.

Устройство работает следующим образом. При выведенном в верхнее положение плунжере 10 устанавливается герметично пробка 8 и заготовка 9, в направляющей втулке 12, контейнер заполняется рабочей жидкостью. Затем в контейнер вводится плунжер 10 с уплотнением.

При движении плунжера происходит повышение давления, величина которого ограничивается настройкой клапана давления 13. Величина давления жидкости в контейнере составляет 0,6 0,9 от величины давления, необходимого для установившегося процесса течения металла заготовки. При дальнейшем движении плунжера жидкость 3 из контейнера вытесняется через клапан давления 13. При соприкосновении плунжера с заготовкой к ней прикладывается механическое усилие, происходит гидромеханическое прессование заготовки. Прессование производят до того момента, пока в матрице останется пресс-остаток длиной от 0,5 до 2 диаметров заготовки. Фиксация момента остановки процесса прессования осуществляется с помощью конечного переключателя пресса, установленного в соответствии с величиной вытяжки, длиной заготовки и пресс-остатка. После этого плунжер поднимается вверх, загружается следующая заготовка и цикл повторяется. Такой способ гидромеханического прессования позволяет осуществлять прессование без пресс-остатка и предотвращает возможность "выстрела" в конце процесса.

Пропрессованный экструдат имеет форму калибрующего очка матрицы (фиг. 2), который разделяют на две половинки по перемычке 7. После разделения половинки собираются по профилированным поверхностям 5 с получением внутреннего профиля, образованного профилем матрицы (фиг. 3).

Предлагаемый способ и устройство позволяют решить, например, важную проблему формирования внутреннего профиля сердечника замка с двухсторонним расположением минок.

Использование предполагаемого способа и устройства для получения внутреннего профиля с малым его сечением позволяет, в сравнении с существующими способами снизить трудоемкость при хорошем качестве и точности изделия, позволяет прессовать трудно- и малодеформируемые сплавы и металлы. Кроме того, отпадает необходимость в нагреве заготовки. Конструкция устройства позволяет прессовать заготовки данным способом без пресс-остатка, получить изделие без сварочных швов с более однородной структурой.

Использование: обработка металлов давлением, а именно технология и оборудование для прессования изделий со сложным внутренним профилем. Сущность изобретения: изготовление полого изделия осуществляется путем выдавливания из сплошной круглой заготовки экструдата через профильную матрицу. Формирование профиля изделия производится на наружной поверхности экструдата. Форма наружной поверхности представляет собой соединенные перемычкой половинки изделия. По окончании выдавливания после удаления перемычки половинки жестко скрепляют по профильным поверхностям. Устройство для изготовления полых изделий содержит установленный на основании контейнер с жидкостью. В контейнере расположены подвижный плунжер, коническая матрица. Калибрующее очко матрицы выполнено двухканальным. Две противоположные поверхности очка профилированы. Каналы очка матрицы соединены сквозным пазом. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ изготовления полых изделий с внутренним профилем, включающий выдавливание из сплошной круглой заготовки через профильную матрицу частей экструдата с последующим их жестким соединением в изделие, отличающийся тем, что формирование внутреннего профиля изделия производят на наружной поверхности экструдата, представляющего собой связанные перемычкой половинки изделия, а жесткое соединение половинок изделия осуществляют по окончании выдавливания после удаления перемычки по поверхностям, на которых сформированы части внутреннего профиля изделия. 2. Устройство для изготовления полых изделий с внутренним профилем, содержащее установленный на основании контейнер с жидкостью с расположенным в нем подвижным плунжером и размещенной на выходе из рабочей камеры контейнера конической матрицей, отличающееся тем, что калибрующее очко матрицы выполнено двухканальным, две противоположные поверхности которого профилированы соответственно частям внутреннего профиля изделия, а каналы очка матрицы соединены сквозным пазом.