Устройство для изотермической штамповки Советский патент 1984 года по МПК B21J13/02 

Изобретение относится к обработ ке металлов давлением, в частности к конструкциям штамповых блоков для горячего изотермического дефор мирования металлов. Известно устройство, для изотермической штамповки типа УИДОН, содержащее штамп, расположенный в теплоизоляционном кожухе и сообщаю щийся с загрузочным окном, вмонтированным в кожух, а также нагреватель, вьтолненный в виде индуктора и расположенный вокруг штампа СП. Недостатки устройства заключакп ся в большом расходе электроэнергии и воды для охлаждения, а также продолжительном времени нагрева устройства до рабочей температуры. Кроме того, весьма трудоемка операция замены нагревателей, часто выходящих из строя, вследствие конструктивных особенностей устройства и режимов его работы. Известно также устройство для изотермической штамповки, содержащее штамп, верхняя и нижняя половины которого крепятся соответственно к верхнему подвижному и нижн му неподвижному основаниям, расположенную между основаниями нагревательную камеру с цилиндрическим за щитным кожухом, охватывающим по периметру штамп, загрузочное окно, сообщающееся с полостью штампа, а также вмонтированные в нагревательную камеру вытяжную систему и по меньшей мере одну газовую горелку, расположенную в полости камеры С21 Данное устройство характеризуется значительными тепловыми потерями, идущими на нагрев загрузочного окна отходящими газами, и затруднен ными условиями обслуживания в виду указанного нагрева окна. Цель изобретения - снижение энер гозатрат в процессе работы устройства и улучшение условий обслуживания. Поставленная цель достигается за счет того, что в устройстве для .изотермической штамповки, содержащем штамп, верхняя и нижняя половины которого крепятся соответственно к верхнему подвижному и нижнему неподвижному основаниям, расположенную между основаниями нагревательнvю камеру с цI линдpичecким защит462ным кожухом, охватывающим по периметру штамп, загрузочное окно, сообщающееся с полостью штампа, а также вмонтированные в нагревательную камеру вытяжную систему и по меньшей мере одну газовую горелку, расположенную в полости камеры, газовая горелка и загрузочное окно расположены в нагревательной камере с противоположных сторон, а вытяжная система выполнена в виде двух боровов, размещенных на одной высоте с газовой горелкой по обеим сторонам загрузочного окна. На фиг. 1 приведено предлагаемое устройство, вид спереди-, на фиг. 2 то же, вид сверху. Устройство содержит нижнее основание 1, установленное на столе пресса, верхнее основание 2, крепящееся к подвижной траверсе пресса, штамп, верхняя 3 и нижняя 4 половины которого соединены соответственно с верхним подвижным 2 и нижним неподвижным 1 основаниями. Между основаниями 1 и 2 расположена нагревательная камера 5 с цилиндрическим защитным кожухом 6, охватываюш;им штамп по периметру и разделяюш;им полости штампа и камеры 5. В наружные стенки камеры 5 с противоположных сторон вмонтированы загрузочное окно 7 и по крайней мере одна газовая горелка 8. Загрузочное окно 7 через отверстие в кожухе 6 сообщается с полостью штампа. В процессе штамповки оно закрывается заглушкой 9 с помощью ручки 10. По обеим сторонам окна 7 на одном уровне с горелкой 8 к полости камеры 5 примыкают два борова 11 и 12 для удаления продуктов сгорания. Изотермические условия штамповки поддерживаются системой теплозащиты 13. С целью снижения потерь тепла при размыкании штампа предусмотрены тепловые затворы 14, 15 и 16. Устройство работает следующим образом. Вследствие сгорания смеси с воздухом в горелке 8 устройство нагревается до рабочей температуры. Продукты сгорания отводятся в атмосферу через борова 11 и 12. Подняв верхнюю половину штампа 3, через загрузочное окно 7 подают заготовку. После закрытия окна 7 заглушкой 9 производят штамповку детали. Известен эффект(парадоке) Эйфеля при обтекании потоком газа цилиндрического тела. Так, если нагревать устройство потоками раскале ного газа, обтекающими цилиндрический кожух 6 со скоростями, обес печивающими неравенство 0, 10, где Re,- критерий Рейнольдса, Re Vd/ ; , V - средняя скорость потока газа, d - диаметр кожуха 6; S -- кинематическая вязкость то за кожухом 6 образуется обширна параболообразная зона турбулентного отрыва. Скорость потока газа в ней существенно ниже, чем на выходе горелки 8. Вследствие этрго ско рость тепломассообмена в зоне отры ва ниже, чем на других обтекаемых газом участках. Размещение в отрыв ной зоне загрузочного окна 7 предопределяет его менее интенсивный разогрев в сравнении с загрузочным окном устройства-прототипа. Скорость газа, обусловливаюдая Re 4 0,05, не обеспечивает требуемо турбулентности потока. Обтекание кожуха 6 струей газа носит ламинар ный характер, зона отрыва отсутствует, и прогрев устройства осущест ляется равномерно. При Re 10 всле ствие возросшей турбулентности пот ка в отрывной зоне возникает пара противоположно направленных вихрей образующих рециркулярньм ближний след. Вследствие этого интенсивнос разогрева окна 7 увеличивается. За вихрения в отрывной зоне возникнут 464 и в том случае, если борова 11 и 12 будут расположены в любом другом месте, кроме указанного на чертеже. Отсутствие завихрений определяется также расположением боровов 11 и 12 на одном уровне с горелкой 8 и возможно большим их поперечным сечением, которое должно быть, по крайней мере, не меньше, чем площадь поперечного сечения горелки 8. Целесообразно располагать борова 11 и 12 под углом к оси загрузочного окна 7 для удобства подхода к окну 7 обслуживающего персонала и для меньшего прогрева окон 7 контактирующими с ним частями 11 боровов. Для устранения щелевого эффекта предпочтительно внешний диаметр D камеры 5 выполнять равным не менее полутора диаметров d кожуха 6. При указанных предпочтительных режимах дутья отрывная зона, представляющая собой параболоид вращения, имеет длину до 2,5 диаметров кожуха 6 и диаметр основания Я d sin 50°. Указанные размеры параболоидной отрывной зоны являются предельными габаритами загрузочного окна 7, при которых обеспечивается наибольший положительный эффект изобретения. Кроме того, они определяют предельное соотношение габаритов камеры 5 (D/d,2,5). Изобретение по сравнению с базовым объектом, в качестве которого принят прототип, позволяет значительно снизить потери тепла и за счет этого повысить производительность процесса штамповки деталей, улучшив условия обслуживания устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ПГГАМПОВКИ, содержащее штамп, верхняя и нижняя половины которого прикреплены соответственно к верхнему подвижному и нижнему неподвижному основаниям, расположенную между основаниями нагревательную камеру с цилиндрическим защитным кожухом, охватывающим по периметру штамп, загрузочное окно, сообщающееся с полостью штампа, а также вмонтированные в нагревательную камеру вытяжную систему и по меньшей мере одну газовую горелку, расположенную в полости камеры, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат в процессе работы устройства и улучшения условий обслуживания, газовая горелка и загрузочное окно расположены в нагревательной камере с Противоположных сторон, а вытяжная система выполнена в виде двух боровов, размещенных на одной высоте с газовой горелкой по обеим сторонам загрузочного окна.