ПРЕСС-ШАЙБА Российский патент 2013 года по МПК B21C25/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к устройству для прессования профилей прямым методом.

Известна классическая пресс-шайба (И.Л. Перлин, Л.X. Райтбарг. Теория прессования металлов. М., «Металлургия», 1975, с.16.) для прессования сплошных изделий путем выдавливания плоской пресс-шайбой металла заготовки, помещенной в контейнер, через очко матрицы.

Недостатком данной пресс-шайбы является то, что она не позволяет устранить пресс-утяжину в пресс-изделии и уменьшить пресс-остаток. Поскольку участок пресс-изделия, в котором имеется пресс-утяжина, приходится отрезать и направлять на повторную переработку, то в результате этого снижается выход годного и производительность процесса прессования.

Наиболее близким устройством и выбранным авторами за прототип, (Патент RU 2151013 С1, МПК В21С 23/08, 25/00, опубликован 20.06.2000 г.) является пресс-шайба, имеющая конусообразное углубление с выпуклой образующей, выполненной в форме параболы Нейля, и основанием на торце пресс-шайбы.

Недостатком устройства является то, что пресс-шайба не позволяет полностью устранить пресс-утяжину в пресс-изделии за счет того, что при вогнутой форме образующей полости происходит отсечение металла, зарезервированного в полости пресс-шайбы, образующимися боковыми пресс-утяжинами. Кроме того, пресс-шайба с вогнутой формообразующей не позволяет значительно уменьшить пресс-остаток.

Задачей изобретения является повышение производительности процесса.

Задача, достигается тем, что в пресс-шайбе для прессования профилей выполнена центральная полость со стороны рабочего торца, согласно изобретению, полость выполнена в форме конусообразного углубления с углом конусности α=1-5°, меньшее основание которого опирается на рабочий торец пресс-шайбы, площадь меньшего основания усеченного конуса определяется из соотношения $$S=\frac{\pi {(d_{опис.окр.}+(1-5))}^2}{4},$$ где d_{опис.окр.} - диаметр окружности, описывающей сечение профиля.

Пресс-шайба представлена на чертеже.

В теле пресс-шайбы 1 выполнено углубление 2 в виде усеченного конуса с углом конусности α=1-5°, меньшее основание которого опирается на рабочий торец 3 пресс-шайбы 1.

Заявляемая пресс-шайба может быть использована для получения профилей разных типоразмеров за счет разной величины объема заполнения полости пресс-шайбы металлом заготовки, которая для каждого размера профиля подбирается опытным путем и находится в пределах величины V=(0.003 -0.015)·µ·d³. Площадь меньшего основания усеченного конуса, опирающаяся на рабочий торец пресс-шайбы соотносится с площадью описанной окружности профиля как $$S=\frac{\pi {(d_{опис.окр.}+(1-5))}^2}{4}.$$ Угол конусности составляет от 1° до 5°, так как конусность более 5° не будет способствовать свободному истечению металла из углубления на заключительной стадии прессования.

Для проверки заявляемого технического решения была проведена следующая работа.

По заявляемому техническому решению изготавливали пресс-шайбу, имеющую на рабочей поверхности центральную полость в виде усеченного конуса. Диаметр основания полости на торце пресс-шайбы составлял 130 мм. Глубина полости - 30 мм.

С использованием пресс-шайбы осуществляли прессование заготовки диаметром 240 мм из алюминиевого сплава АД в пруток 0 120 мм. В контейнер между матрицей и пресс-шайбой укладывали нагретую до температуры прессования заготовку.

Полость в пресс-шайбе выполняли следующих видов:

1. Угол конусности 1-5°;

2. Высота углубления 10-50 мм.

Полученные заявляемому техническому решению прутки разрезали и определяли в них наличие или отсутствие пресс-утяжины, определяли вес пресс-остатка

Анализ данных показывает, что заявляемое техническое решение выгодно отличается от прототипа отсутствием пресс-утяжины в пресс-изделии и значительно меньшим по весу пресс-остатком, который составляет 1-2% от веса заготовки. При этом увеличивается выход годного при прессовании прутков по заявляемому техническому решению, т.к. по прототипу до 10% металла прессованного изделия, содержащего пресс-утяжину (в том числе и пресс-остаток, составляющий 6,1% от веса заготовки), отсекается от прутка и направляется на переработку. Использование заявляемого технического решения позволяет уменьшить длину заготовки для получения прутка той же длины, что и по прототипу, при изготовлении мерных изделий или, не меняя длину заготовки, увеличить длину получаемого изделия при изготовлении немерных изделий.

Оптимальные параметры заявляемого технического решения следующие:

- пресс-шайба с центральной полостью в ее теле со стороны рабочего торца в форме усеченного конуса, меньшее основание которого опирается на рабочий торец пресс-шайбы.

По мнению заявителя, изобретение может быть использовано также при производстве проволоки, изделий из порошковых материалов с заранее заданными свойствами.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в процессе прессования профилей. Пресс-шайба для прессования профилей снабжена центральной полостью в ее теле со стороны рабочего торца, выполненной в виде конусообразного углубления с углом конусности α=1-5° с меньшим основанием со стороны рабочего торца пресс-шайбы. Площадь меньшего основания усеченного конуса определяется из соотношения $$S=\frac{\pi {(d_{опис.окр.}+(1-5))}^2}{4},$$ где d_{опис.окр.} - диаметр окружности, описывающей сечение профиля. Техническим результатом изобретения является устранение пресс-утяжины при одновременном уменьшении пресс-остатка. 1 ил.

Пресс-шайба для прессования профилей с центральной полостью в ее теле со стороны рабочего торца, отличающаяся тем, что центральная полость выполнена в виде конусообразного углубления с углом конусности α=1-5° с меньшим основанием со стороны рабочего торца пресс-шайбы, а площадь S меньшего основания усеченного конуса определяется из соотношения
$$S=\frac{\pi {(d_{опис.окр.}+(1-5))}^2}{4}$$ ,
где d_{опис.окр.} - диаметр окружности, описывающей сечение профиля.