Устройство для изотермической штамповки Советский патент 1985 года по МПК B21J1/06 B21J13/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к штамповке изделий из труднодеформируемых сплавов в изотермических условиях.

Известно устройство для изотермической штамповки, содержащее смонтированные на подвижной и неподвижной опорных плитах штамподержатели со штамповыми вставками, размещенные в теплоизоляционном кожухе, имеющем окно для выгрузки заготовок, средства нагрева, а также теплоизоляционные прокладки, размещенные между опорными подщтамповыми плитами 1.

Недостатком известного устройства является его, низкая производительность в связи с продолжительным временем выхода на рабочий режим.

Цель изобретения - повышение производительности путем сокращения времени выхода на рабочий режим.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для изотермической штамповки, содержащем смонтированные на подвижной и неподвижной опорных плитах щтамподержатели со штамповыми вставками, размещенные в теплоизоляционном кожухе, имеющем окно для загрузки и выгрузки заготовок, а также теплоизоляционные прокладки, размещенные между опорными и подштамповыми плитами, каждьш штамподержатель выполнен в форме стакана с концентрично расположенным в нем выступом.

При этом для увеличения равномерности нагрева отдельных частей штамподержателя стакан и выступ выполнены с соотношением их наружных диаметров, равным 1,5-3,5.

На фиг. 1 изображено устройство для изотермической штамповки, разрез; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема подключения устройства в сеть.

Устройство состоит из верхней 1 и нижней 2 штамповых вставок, смонтированных в штамподержателях 3 и 4, опирающихся на подштамповые плиты 5 и 6 и опорные плиты 7 и 8. Между опорными и подштамповыми плитами установлены теплоизоляционные прокладки 9 и 10.

Штамподержатели 3 и 4 и штамповые вставки размещены в теплоизоляционном кожухе 11, на котором установлен тепловой затвор 12. В теплоизоляционном кожухе выполнено окно 13 для загрузки и выгрузки заготовок, которое закрывается дверцей 14.

Для подключения штамподержателей в электрическую цепь служат токоподводы 15-18, установленные на электроизоляционные прокладки 19 и 20. Подключение штамподержателей 3 и 4 осуществляется через параллельно подключенные однофазные трансформаторы 21-23 (фиг. 2). С целью синхронного включения и отключения тока первичной обмотки трансформатора, а также для регулирования среднего значения этого тока методом дозирования энергии, установлен прерыватель, который состоит из блока 24 питания и стаби лизации, триггерной тиратронной схемы 25, дифференциальной схемы 26 с фазовращающимся мостом 27, блоком 28 поджигающих тиратронов и коммутирующих игнитронов. Устройство работает следующим образом. Напряжение электрической сети подается на блок 24 питания и стабилизации и по0ступает на триггерную тиратронную схему 25, которая возбуждает периодические повторяющиеся и регулируемые по частоте и продолжительности импульсы напряжения. Это используется для задания режима рабо, ты игнатронов. Возбужденные триггерной схемой прямоугольные импульсы напряжения, синхронизированные с частотой сети, поступают в дифференцирующий.блок, связывающий между собой триггерную тиратронную схему 25 и блок 28 поджигающих тиратронов и коммутирующих игнитронов 28, управление которым осуществляется при помощи фазовращающегося моста 27. Подавая в дифференцирующий блок на-. пряжение различной фазы с фазовращающегося моста 27, регулируют величину то ка, импульс которого создается триггерной схемой 25 и который подается на управляющий анод цепи поджигающего тиратрона 28 и в определенный момент отпирает его. Поднимающийся тиратрон, отпираясь, питает цепь игнитера (поджигателя), игнитрон зажигается, пропуская электрический ток через обмотку трансформаторов 21-23 нагрева.

Таким образом, длительность горения игнитрона, т. е. средний ток нагрева, можно регулировать импульсами триггерной схемы 25 (грубая регулировка) и внутри этих импульсов при помощи сопротивлений фазовращающегося моста 27 (точная регулировка).

Изменяя по заданной программе сопротивление потенциометра триггерной схемы и сопротивления фазовращающегося моста можно в щироком диапазоне регулировать среднее значение тока наг|5ева. Со вторичной обмотки трансформаторов 21-23 ток поступает на штамподержатели 3 и 4, разогревая их до необходимой температуры.

Для направления теплового потока от внутренней части штамподержателей к наружной, последний выполнен в форме стакана с коаксиально расположенным выступом. При подаче напряжения на щтамподержатель такой конструкции создается электрическая цепь из двух расположенных и последовательно соединенных проводников, электрический ток в которых противонаправлен. Вследствие этого плотность тока на обращенных одна к другой внутренних поверхностях штамподержателя увеличивается (эффект близости), вызывая увеличение выделения джоулевого тепла и ускоряя процесс разогрева штамподержателя.

Выделенное тепло разогревает внутренние участки штамподержателей, поэтому оно прежде всего разогревает весь объем штамподержателя, прежде чем какая-то часть его рассеется в окружающее ограниченное пространство и в атмосферу через теплоизоляцию.

Для равномерности нагрева штамподержателей большое значение имеет соотношение наружных диаметров стакана и выступа при весьма малом зазоре между ними, которое находится в пределах 1,5-3,5.

В случае применения штамподержателей с другими соотношениями диаметров стакана и выступа эффективность работы устройства падает. При соотношении диаметров стакана и выступа меньше 1,5 плотность тока в стенках стакана увеличивается, а при соотношении больше 3,5 - уменьшается, что в том и другом случае приводит к неравномерности нагрева стакана и выступа н, как следствие, к (ухудшению) замедлению нагрева штамподержателей.

После выхода устройства на рабочий режим осуществляют штамповку-заготовки

вставками 1 и 2.

Изобретение позволяет осуществить нагрев штамподержателей изнутри и сократить время выхода его на рабочий режим в 1,5-2,5 раза и увеличить производительность на 15-20%, а также снизить припуски на штампованных изделиях путем более равномерного прогрева инструмента.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ, содержащее смонтированные на подвижной и неподвижной опорных плитах штамподержатели со штамповыми вставками, размещенные в тепЯ лоизоляционном кожухе, имеющем окно для загрузки и выгрузки заготовок, а также теплоизоляционные прокладки, размещенные между опорными и подштамповыми плитами, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности за счет сокращения времени выхода на рабочий режим, каждый штамподержатель выполнен в виде стакана с концентрично расположенным в нем выступом. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стакан и выступ выполнены с соотношением их наружных диаметров, равным 1,5-3,5. ш (Л 4: СД /5 %г./