Штамп для горячей штамповки с кручением Советский патент 1988 года по МПК B21J13/02 B21J1/06 

00

ot

00

о :с

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении осесим- метричных деталей горячей штамповкой заготовки с одновременным ее кручением .

Цель изобретения - снижение усили штамповки и повышение качества изделий за счет обеспечения нагрева матрицы без дополнительных энергозатрат

В частности, матрица может быть нагрета до температуры деформации заготовки, т.е. обеспечиваются изотермические условия штамповки без использования специального нагревателя штампа. Благодаря тому, что трехфазная барабанная обмотка и зубчатый магнитопровод создают внутри штампа вращающееся магнитное поле, которое возбуждает вихревые токи, эти токи осуществляют тепловьщеление в матрице и ее нагрев, а взаимодействуя с вращающимся магнитным полем, они вызывают появление вращающего момента , скручивающего заготовку. Следовательно, привод вращения матрицы одновременно является и ее нагревателем.

На фиг, 1 показан штамп, верти- кал ьный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг. 3 - схема обмотки (развертка); на фиг. 4 - схема включения обмотки в трехфазную сеть.

Штамп содержит пуансон 1, матрицу 2, между которыми находится заготовка 3. Матрица окружена теплоизоляционной муфтой 4 и магнитопроводом 5, который шихтован из пластин, а на его внутренней поверхности выполнено 18 пазов, в которые уложены стороны секций барабанной обмотки 6 с шестью магнитными полюсами. В один паз маг- нитопровода (фиг. 2) уложены изолированные одна от другой стороны двух смежных секций одной фазы обмотки (верхняя сторона показана сплошной линией, а нижняя - пунктиром) , так что щаг обмотки составляет три зубца магнитопровода и на оди магнитный полюс приходится одна секция фазной обмотки. Матрица 2 установлена на подпятнике 7 с возможностью вращения вокруг собственной оси. Подпятник смонтирован в опоре 8, установленной на столе 9 пресса.

Штамп работает следующим образом.

Нагретую заготовку 3 устанавливают в матрицу 2 и пропускают ток по

обмотке 6. В отличие от известных распределенных барабанных обмоток использование сосредоточенной обмотки (в совокупности с магнитопровр- дом, на три зубца которого приходится одна секция трехфазной обмотки) приводит.к увеличению спектра высших гармоник магнитного поля, что необходимо для эффективного тепловыделения в нагреваемой матрице. Кроме того, новая функция барабанной обмотки проявляется во взаимодействии вращающегося магнитного поля с вихревыми токами,. индуцированными в теле матрицы.

При протекании по барабанной обмотке трехфазного тока возникает вращающееся магнитное поле, угловая скорость которого равна

где СО 21Г - угловая частота тока;

Р число пар полюсов.

Под действием этого потока в теле матрицы 2 возникают вихревые токи, которые при взаимодействии с магнитным полем в соответствии с правилом

Ленца стремятся повернуть ее в том же направлении, в котором вращается это поле. На фиг..1 этот момент изображен парой сил F)4.

Величина вращающегося момента равна

М I I р (Н-м),

5

0

где Р - мощность тепло выделения в матрице от вихревых токов.

Например, если обмотка устройства питается от сети 50 Гц, имеет шесть пар полюсов, а мощность Р равна 50 кВт, вращающий момент составляет 965 Нм или 97,5 кгс.м.

Одновременно с вращением матрицы 2 заготовку штампуют посредством пуансона 1 .

Схема обмотки (фиг. 3) содержит матрицу 2 штампа и трехфазную обмотку 6. Для реверсирования (изменения , направления) вращающего момента включен контактный мост b - Ъ - с - с . При включении контактов b и с фаз-, ные части обмотки b и с подключены к фазам В и С питающего трансформатора, а при включении контактов Ь и с фазы питания меняются местами. Благодаря этому меняется направление

5

вращения магнитного поля и, следовательно, вращающего момента. В качестве контактов Ь, Ь , с, с можно применить пары встречно-параллельных тиристоров.

Для регулирования величины момента можно применять обычный регулятор тока, например регулировочньш трансформатор серии РТТМ.

Таким образом, в предлагаемом штампе возможно одновременно вести нагрев матрицы и создавать вращающий момент, величину и направление которого можно выбрать для максимального снижения осевого усилия штамповки и, следовательно, потребляемой электроэнергии, т.е. привод вращения матрицы выполняет также функцию ее нагреФормула изобретения

1.Штамп для горячей штамповки с кручением, содержащий пуансон и закрепленную на подпятнике матрицу с возможностью вращения ее вокруг собственной оси, а также привод вращения матрицы, отличающийся тем, что, с целью снижения усилий штамповки и повышения качества изделий за счет обеспечения нагрева матрицы без дополнительных энергозатрат, привод ее вращения выполнен

в виде трехфазной многополюсной барабанной обмотки.

2.Штамп по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что шаг обмотки составляет три зубца магнитопровода, а

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении осесимметричных деталей горячей штамповкой заготовки с одновременным ее кручением. Цель изобретения - снижение усилий штамповки и повышение качества изделий за счет обеспечения нагрева матрицы (в частности, до температуры деформации заготовки) без дополнительных энергозатрат. Штамп содержит пуансон и закрепленную на подпятнике матрицу с возможностью ее вращения вокруг собственной оси.Привод вращения выполнен в виде трехфазной многополюсной барабанной обмотки и зубчатого магнитопровода. Шаг обмотки составляет три зубца магнитопровода, и на один магнитный полюс приходится одна секция фазной обмотки. Обмотка и магнитопровод создают внутри штампа вращающееся магнитное поле. При этом в матрице возбуждаются вихревые токи, осуществляющие теп- ловьщеление и нагрев матрицы. Взаимодействуя с вращающимся магнитным полем, вихревые токи вызывают появление вращающего момента, приложенного к матрице и скручивающего заготовки одновременно со щтамповкой пуансоном. Следовательно, привод вращения матрицы одновременно является и ее нагревателем. 1 з.п. ф-лы, 4 Ш1. (Л

вателя без дополнительных энергозат- 20 один магнитный полюс приходится

рат.

.J

одна секция.

J.

фае.З

фиеЛ