ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК B21C25/08 

Изобретение относится к обработке материалов давлением, а точнее к инструменту для прессования изделий с постоянными и переменными по длине размерами поперечного сечения, и может найти применение в металлургической и машиностроительной отраслях промышленности.

Известен инструмент с копильником, имеющим отверстие канала в форме эллипса, позволяющий прессовать плоские панели, ширина которых в 1,3 1,4 раза превышает диаметр канала контейнера. К торцу контейнера крепится приставка со сборкой инструмента, включающей копильник, матрицу и другие детали, опирающиеся на опорный блок [1]
Известен инструмент для прессования, предназначенный для получения изделий переменного и постоянного сечения [2]
Инструмент содержит контейнер с металлоприемником и копильником, имеющим один из габаритных размеров больше соответствующего габаритного размера канала металлоприемника, матрицедержатель, установленный с возможностью перемещения вдоль оси прессования и фиксацией относительно копильника, матрицу, выполненную составной из двух частей, установленных на матрицедержателе, и двух клиновых пластин, закрепленных в копильнике и размещенных между указанными частями, а также прессо-штемпель.

Инструмент позволяет при относительном перемещении матрицедержателя или копильника получить изменение формующего очка в одном или одновременно в двух направлениях, обеспечивая формование переменного сечения изделия.

Известен также инструмент для прессования полых изделий переменного сечения, содержащий контейнер-металлоприемник, пресс-штемпель, матрицедержатель, корпус комбинированной матрицы с рассекателем и вмонтированной удлиненной иглой переменного сечения, втулку матрицы и взаимодействующую с ней дополнительную трубчатую опору, установленную с возможностью осевого перемещения на величину удлиненной иглы [3]
Инструмент позволяет при относительном перемещении дополнительной трубчатой опоры с втулкой матрицы или корпуса комбинированной матрицы с удлиненной иглой изменять формующее очко, обеспечивая получение переменного сечения изделия.

По технической сути корпус комбинированной матрицы выполняет функцию копильника, т. е. накопителя пресс-материала, как в выше указанных инструментах.

Обеспечивая изменение формующего очка, инструменты однако требуют для своего применения специальных прессов с программным перемещением матрицедержателя или дополнительной трубчатой опоры, что ограничивает применение инструментов и является недостатком.

Известно также прессование изделий постоянного сечения с малыми вытяжками, при котором вследствие уменьшения неравномерности деформаций может быть увеличена допустимая скорость истечения и сокращены энергетические затраты.

Прессование с малыми вытяжками по сравнению с прессованием с большими вытяжками позволяет снизить напряжения прессования и необходимое усилие пресса для получения одного и того же профиля.

Однако прессование с малыми вытяжками связано с уменьшением поперечного сечения заготовки и ее массы, а также с недостаточной проработкой литой структуры заготовки, что ведет к уменьшению длины и понижению механических свойств профиля [4] Это не всегда приемлемо и является недостатком.

Недостатком известных инструментов является ограниченность их применения ввиду необходимости специальных прессов.

Наиболее близким к изобретению по технической сути и, следовательно, прототипом является инструмент для прессования, содержащий установленные на опорном блоке пресса с возможностью осевого перемещения друг относительно друга контейнер с металлоприемником и копильником, а также матрицедержатель с матрицей, пресс-штемпель [5]
Цель изобретения заключается в устранении отмеченных недостатков, расширении технологических возможностей инструмента путем прессования изделий переменного и периодического сечения на универсальных прессах и снижении усилия прессования.

Цель достигается тем, что в инструменте для прессования, содержащем установленные на опорном блоке пресса с возможностью осевого перемещения друг относительно друга контейнер с металлоприемником, матрицедержатель с матрицей, имеющей очко изменяемой или неизменяемой формы, прессо-штемпель, согласно изобретению он снабжен опорой, размещаемой в гнезде опорного блока с возможностью взаимодействия с матрицедержателем, который размещен в этом же гнезде и подпружинен в направлении осевого перемещения, при этом на взаимодействующих с копильником и матрицедержателем поверхностях опорного блока установлены концевые выключатели, связанные с системой управления прессом и, кроме того, на копильнике и матрицедержателе, а также опорном блоке и копильнике выполнены взаимофиксирующие элементы.

На фиг. 1-10 показан продольный боковой разрез инструмента на этапах работы; на фиг. 11 вид по стрелке А на фиг. 6; на фиг. 12 вид по стрелке Б на фиг. 7; на фиг. 13 вид по стрелке В на фиг. 10 (примеры возможных изделий); на фиг. 14 боковой разрез копильника 3 в соединении с контейнером; на фиг. 15 разрез Г-Г на фиг. 14.

Инструмент содержит контейнер 1, металлоприемник 2, копильник 3, матрицедержатель 4, состоящую из 2-х частей матрицу 5, установленные друг против друга в полости копильника (фиг. 15) профилированные клиновые пластины 6, образующие формующий канал, пресс-штемпель 7, опору 8, опорный блок 9 с гнездом 10, взаимодействующие с матрицедержателем пружины 11, концевые выключатели 12 для взаимодействия с копильником и 13 для взаимодействия с матрицедержателем, связанные проводником с пультом управления 14, установленные на опорном блоке фиксаторы 15, выполненные в виде стержня, сечение которого имеет форму двойного "ласточкиного хвоста" (фиг. 11, вид А), фиксирующие гнездо 16 в копильнике, выполненные по форме "ласточкиного хвоста" (фиг. 12, вид В), взаимодействующие фиксирующие сопрягаемые поверхности - выточка 17 на копильнике и бурт 18 на матрицедержателе, прессо-шайба 19. Кроме этого на фигурах обозначены заготовка 20, изделие 21, прессо-статок 22.

Внутренняя полость копильника выполнена с учетом размеров формуемого участка изделия. Части матрицы 5 с пластинами 6 образуют центрально расположенное формующее очко, сечение которого изменяется по ширине при относительном перемещении копильника и матрицедержателя.

Кроме клиновых пластин канал копильника может иметь наклонные поверхности, что позволяет изменять сечение формуемого изделия еще и по высоте толщине.

Канал копильника может быть выполнен круглого сечения под матрицы с очком постоянного сечения для прессования изделий с большой суммарной вытяжкой на прессах небольшой мощности, а также установки комбинированных матриц с удлиненной иглой и подвижной втулкой для прессования полых изделий переменного сечения.

Возможно также применение копильника с внецентренным расположением формующего канала, образуемого внутренней стенкой копильника и боковой поверхностью матрицы.

В зависимости от размеров формуемого участка изделия рассчитывается величина относительного перемещения копильника и матрицедержателя, определяя толщину опоры 8 и глубину гнезда 10. В опоре выполнен пазик для предохранения концевого выключателя 13.

Инструмент работает следующим образом.

Устанавливают заготовку 20 в металлоприемник и приводят инструмент в исходное положение. При этом в контейнере установлен копильник 3, зафиксированный фиксаторами 15 и поверхностями 16, 17, 18 и своим опорным торцем отключающий концевой выключатель 12. В гнезде опорного блока установлен матрицедержатель с матрицей, отжатый пружинами в глубину полости копильника. Концевой выключатель 13 открыт и не препятствует включению пресса. Дают давление на прессо-штемпель (фиг. 1).

Под действием давления заготовка распрессовывается и выдавливается в полость копильника, действуя на матрицу, матрицедержатель и пружины, которые выдвигаются из копильника. Пружины сжимаются, создавая противодавление на выходящий в копильник прессоматериал и обеспечивая плотное заполнение полости копильника. По заполнении полости копильника прессматериалом опорный торец матрицедержателя надвинется на концевой выключатель 13, который подаст сигнал в систему и пульт управления на отключение давления прессования (сигнал обозначен стрелкой) (фиг. 2).

Убирают фиксаторы 15, освобождая копильник, отводят контейнер с копильником, освобождая концевой выключатель 12. Под действием пружин матрицедержатель отжат в крайнее рабочее положение. В освободившееся пространство гнезда 10 устанавливают опору 8. Дают давление на пресс-штемпель и обратным способом истечения формуют первый участок изделия, выдавливая пресс-материал из копильника (фиг. 3).

В конце операции копильник своей опорной поверхностью надвигается на концевой выключатель 12, который подаст сигнал (стрелка) в систему управления на отключение давления прессования. При этом сформирован участок изделия длиной l, а матрицедержатель с матрицей занимают исходное положение в глубине копильника (фиг. 4).

Устанавливают фиксаторы 15, убирают опору 8, открывая концевой выключатель 13, дают давление на пресс-штемпель и выдавливают в полость копильника следующую порцию пресс-материала, перемещая матрицедержатель (фиг. 5).

По заполнении копильника матрицедержатель надвигается на концевой выключатель 13, который посылает сигнал на отключение давления прессования (фиг. 6).

Убирают фиксаторы 15, отводят контейнер, освобождая концевой выключатель 12, пружины выдвигают матрицедержатель из гнезда. В открывшееся пространство гнезда устанавливают опору 8, дают давление на пресс-штемпель и прессуют следующий участок изделия (фиг. 7).

В конце процесса части инструмента занимают положение, показанное на фиг. 8, а давление прессования отключается. При этом сформована следующая часть изделия 21, такой же длины l, как и предыдущая. Копильник прижат к опорному блоку, в его гнезда 16 установлены фиксаторы 15 и он своей выточкой 17 опирается на бурт 18 матрицедержателя. Таким образом копильник зафиксирован.

Закрепляя пресс-штемпель, отводят контейнер, освобождая при этом копильник и извлекая из металлоприемника пресс-шайбу 19 и пресс-остаток 22 (фиг. 9), убирают опору.

Отделяют пресс-остаток 22 с пресс-шайбой 19 и извлекают изделие 21. При этом под действием пружин матрицедержатель отжимается от опорной поверхности гнезда и его бурт 18 полностью входит в выточку 17 копильника, а матрица выталкивается из копильника (фиг. 10). Инструмент готов для смены матрицы и установки следующей заготовки.

Кроме описанного примера, инструмент может быть использован для получения изделий или участков изделия постоянного сечения. Для этого, устанавливая инструмент в положения, показанные на фиг. 2 и 4, можно прессовать максимальное и минимальное сечение. Применяя копильники с каналом постоянного сечения и матрицы с очком неизменяемой формы, получают изделия постоянного сечения с большой суммарной вытяжкой на прессах небольшой мощности. Устанавливаемая в канал копильника постоянного сечения комбинированную матрицу с удлиненной иглой и подвижной втулкой, можно получать полые изделия переменного сечения.

По сравнению с базовым объектом предлагаемый инструмент имеет более широкие технологические возможности, позволяет снизить усилия прессования за счет осуществления дробной деформации и прессовать изделия постоянного, переменного и периодического сечения с большой суммарной вытяжкой и лучшей проработкой литой структуры заготовки на универсальных прессах небольшой мощности, а также механизировать и автоматизировать процесс изготовления.

Сущность: инструмент для прессования содержит установленные на опорном блоке пресса с возможностью осевого перемещения друг относительно друга контейнер с металлоприемником и копильником, а также матрицедержатель с матрицей, имеющей очко изменяемой или неизменяемой формы и прессо-штемпель. Инструмент снабжен опорой, размещаемой в гнезде опорного блока с возможностью взаимодействия с матрицедержателем, который размещен в этом же гнезде и подпружинен в направлении прессования. На взаимодействующих с копильником и матрицедержателем поверхностях опорного блока установлены концевые выключатели, связаные с системой управления прессом. На копильнике и матрицедержателе, а также опорном блоке и копильнике выполнены взаимофиксирующие элементы. 15 ил.

Инструмент для прессования, содержащий установленные на опорном блоке пресса с возможностью осевого перемещения друг относительно друга контейнер с металлоприемником и копильником, а также матрицедержатель с матрицей, имеющей очко изменяемой или неизменяемой формы и пресс-штемпель, отличающийся тем, что он снабжен опорой, размещаемой в гнезде опорного блока с возможностью взаимодействия с матрицедержателем, который размещен в этом же гнезде и подпружинен в направлении прессования, при этом на взаимодействующих с копильником и матрицедержателем поверхностях опорного блока установлены концевые выключатели, связанные с системой управления прессом и, кроме того, на копильнике и матрицедержателе, а также опорном блоке и копильнике выполнены взаимофиксирующие элементы.