Устройство для гидроэкструзии материалов с противодавлением Советский патент 1988 года по МПК B21J5/04 

О

о 4;;

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для гидроэкструзии материалов.

Цель изобретения - повышение производите. ьности за счет сокращения времени нспомогательных операций.

На чертеже представлено устройство для гидроэкструнии материа.юв с противодавлением, обп1ИЙ вид.

Устройство состоит из контейнера 1 со ступенчатым каналом 2, корнуса 4. матрицы 3, камеры 5 противодавления, которая также выполнена ступенчатой, и рабочего и запирающего плунжеров 6 и 7.

Контейнер 1 установлен с возможностью осевых пере.мещепий в направляющей втулке 8 и подпружинен пружиной 9, стремящейся переместить контейнер 1 в верхнее положение, фиксиру1О пееся и тифтом 10. На- п|1авлян)1цая втулка 8 совместпо с плунжером 6 закрепле}1а на нижней плите 1 1 пресса, зазор между плунжером 6 и рабочи.м каналом 2. ср1абженпым конической фаской 12 для устано(жи матрицы 3, герметизирован стационарным уплотнением 1, 3. В теле контейнера 1 со стороны матрицы выполнен карма 14 в виде расточки, до ускаю 1ей в.чождеиие в нее корпуса 4. 14 на входе С 1абжен у1 лотне ием 15 изкого дав..

Корпус 4 камеры о 1ротиводавления, в свою очередь коническую фаску 16 для сопряжения с матри 1ей 3, с абжен ,евым 17, образую- 1Ц)м соеди) с атмосферой карман 18.

llopl ie b 17 входит в кольцевую 1ОЛОСТЬ 19

ци. |индра, жестко связанного с верхь ей под- в 1жной плитой 20 пресса, к которой крепится также и запираю ций и унжер 7. 4 удерживается нз весу гайкой 21.

Кольцевая 1олость 19 гидроцилиндра одключена к гидросистеме, вк.тючаюшей бак 22, асос 23, обратный 24 и перелив- пси 25 , а также манометр 26.

Форма рабочего капала 2 и камеры 5 противодавления такова, что диаметры D: и D 2 их расточек в зонах вхождения в них плунжеров 6 и 7 больше диаметров di и (Ь в местах их перехода в конические фаски 12 и 16 и превы пают наружные диаметры фасок на 20...30%. Переход одного диаметра расточек в в) локаль 1Ь м, образующим кольцевые п,1ош,ад- К1 27 и 28.

В исход(ом оложе ии устройства верхняя плита 20 ipecca со всеми закреп- ле 1пыми а ней элементами устройства поднята. 4 под собственным весом мает крайнее нижнее положение, при котором 7 вь двипут из камеры 5 1ротиводавл ия. Контейнер 1 .мает од действием 1ружины 9 верхнее оложепие. Кольцевая полость 19 гидроцилиндра нена.

Для одготовки устройства к работе рабочий канал 2 1ри снятой матрице за10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

до заданпо ( уровня в кармане 14 рабочей жидкостью. Заготовку прессуемого материа.та вводят в рабочий канал, ред- вар тельно вставив ее осик в матрицу, которая са.моустанавливается по ко 1ической 1оверхности фаски 12. 11ерелив 10Й клапан 25 настраивают на давление, о 1реде- ляемое .механическими свойствами прессуемого материала и дефор.мации. При включении пресса верхняя плита 1ачинает онускаться. В npO iecce погруже- ия корпуса 4 в рабочую жидкость в кармане 14 происходит ее вытеснение в камеру 5 нротиводавле ия. Побочные утечки через зазор между стенка.ми кармана и корпусом 4 предотвращаются наличием у 1лотнепия 15 низко -о давле 1ия. Оно должно обеспечивать создапие тако|-о давления жидкости в карма е 14, которое было доста1Очнь М для ее одьема в камеру 5 ротиводав.)1ия, но не влияло бы на давле 111Й в камерах 2 и 5 ри работе устройства. Последнее условие ог ределяет и выбор жесткости

1руЖИ Ы 9.

После сопряже ия в ходе ог ускания пресса конической ,х- нс:)сти 1)аски 16 с .матрицей 3 н|1оисх()дит герметиза 1ия рабочего 2 и последующее уве,: ичепие да, в пей до ве- данлеп 1я , рг ределяе. ервоначаль(;й iac )ойкой 1ере. 1ивног() K, 25, вследствие 1ередаваемого через .у усилия со сторо Ь 4 а контейнер I. При этом . мат)ппь с оверхносгью фаски 12 обуслав.чивается ступенчатостью рабочего , ia 2 давление рабочей жидкости, воздействуя па кольцевую г лоп1адку 27. обеспечивает ncjc- превы пение над 1им кон1актпых нацряже ий на оверхности вза 1модействия .матрипы с фаской 12, так как плопи1дь роекций этой IoвepX ocти на 11Л(к-К()Сть, пе|М1епдику. оси, мен.1пе кольцевой 1.О цадки 27.

При дальнейшем перемещении 20 пресса жидкость из полости 19 гидроцили 1дра через переливной к,чапан 25 вь тес 1яется в бак, запираю1 1,ий 7 заходит в камеру 5 г ротиводавления. Г1о- Bbinjenne давле ия в камере 5 противодавления вследствие ее ступенчатости приводи; к росту усилия, тередаваемого корпусом 4 через матрицу 3 контейнеру I, давление в рабочем канале 2 которого ри этом также возрастает. Рост давления в канале 2 О 1ережает рост давления в камере 5, что обусловле О соответствующим выбором диаметров плунжеров 6 и 7, диаметр жера 7 больп е диаметра лунжера 6.

При достижении требуемой давлений в канале 2 и ка.мере 5, определяемой механическими свойствами материала заготовки и степенью ее деформации, ачинается процесс истечепия .материала

заготовки через очко матрицы - процесс гилроэкструзии. При утом абсолютные значения давлений в |)абочем канале 2 и камере 5 противодавления задаются и могут изменяться во время самого процесса гидро- акструзии настройкой нереливпого клапана 25, т. е. воздействием на величину давления в полости 19 гидроцилиндра.

Переменк ние материала заготовки в процессе ее гидро зкструзии из рабочего канала в камеру противодавления сопровождается освобождением об ьема первО1 о и занятием второго, чему сопутствует уменьшение величины перепада давлений между ними. Это явление, стабилизируя процесс гидроукстру- зии (отрицательная обратная связь), обуславливает совместное перемещение контейнера 1 и корпуса 4 вниз со скоростью, бол1)пей с коростц за 1ираю1це1 о п.|уижера 7. В случае неравномерного истечения материала заготовки через оч ко матрлш, например ус коренного, движение к()итей1 ера осуществляется также ускоренно. А 1ак как отношение масс контейнера I и корпуса 4 к массе заготовки прев)1нает более, чем па два порядка отношение 11лоп1адей ко.чьце- вых плоншдок 27 и 28 к площади очка матрицы, то степень стабилизации процесса при правильном выборе кО:)ффициентон це 1чатости канала 2 и камеры 5 и правильной настройке пресса может б1)ть дос гаточно высокой.

Превьинение скорости движ(ния чонтей- нера и ка.меры над скоростью з;и1ираю- шего плунжера неизбежно связапо с упе- .чичение.м обьема полости 19 гидроци.шпд- ра в .ходе процесса гидроэкструзии. Это обус- тавливает необходимость постояпной раСюил насоса 23 fi течение всего рабоче1 о хода пресса д,тя поддержания данлепия в ипи полости, определяе.мого нас1ройкой переливного Kjianaiia 25.

После (Я1рессов1)1вапия заготовки рабочий канал и камера противодавлении оказываются соединенными между собой капа,чом очка матрицы и дав.тепия в них уравниваются. С этого моменга совмесшое движение контейнера 1 и каме)ы 4 определяется результирующей двух иаправ,1еп- ных вниз сил (силы, обусловленной pa..i- ностью площадей кольцевых iLioiuaiOK 27 и 28, и си.чы, созда1 ае.Ю1( гидроцилиндром). В результате быстрого, сь скоростью много большей скорости l;e).vнeй плиты пресса, перемещения кон ейнера и

корпуса камеры противодавления вниз, в процессе которого суммарный, не занятый плунжерами объем канала 2 и камеры 5,

5

10 0

о

0

5

0

возрастает, а давление в них поэтом падает, происходит сход корпуса 4 с н.пн- жера 7 и соединение камеры 5 с атмосферой.

В этот момент пресс сов.местпо с насосом 23 должен быть остановлен и перек.чю- чен на подъем вер.хней п,1иты.

После приведения устройства в исходное положение, извлечения пресс-изделия и матрицы устройство готово к дальнейшей работе.

Положительный эффект при использовании предлагаемого устройства достигается вследствие его универсальности, а также удобства его эксплуатации п технологичности выполнения на нем работ.

Универсальность предлагаемого устройства обуслов.чена возможностью плав}и го регулирования в п ироких преде,:1ах, начиная с нуля, величины противодавления, в том числе и в ходе самого процесса гидроэкструзии.

Формула и:юпретения

Устройство д.тя гидроэкст)узии материалов с противодавлением, содержащее верхнюю и нижнюю плиты, размеп1енные между ними конгейне) с матрицей, камер противодавления, рабочий и запирающий плунжеры, а также гид:п)цилиндр с системой поддержания противодав,1ения, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности за счет сокрашечия времени вспомогательн1 1х о 1ераций, KOHTeiniep подпружинен к нижней 11,1ите, корпус камеры противодавления размешен над контейнером и BbiiKX Dien за одно целое с порп1нем гидроцилиндра, гидроцилиндр и запирающий плунжер закреплены на нерхпей нлите, верхняя плита выполнена подвпжной, по.пос- ти рабочего кана, 1а контейнера и камеры 1|ротиводав, 1ения выполнены ступенчатыми, сужаюц;имися к матрице и с фасками на торцах, контактируюнтих с матрицей, наружные диаметры фасок на контейнере и на корпусе камеры противодавления выполнены на 20...30% меньншми диаметров рабочего и запирающего плунжеров соответственно, контейнер со стороны матрицы и камера противодавления со стороны запирающего плунжера выполнены с карманами для сбора из, жидкости, при этом карман контейнера выполнен но диаметру, равному диаметру корпуса камеры противодавления, и снабже) унлотнительным кольцом.

Изобретение относится к oofiaooTKe металлов давлением, в частное и / уст- ройетвам для электроэкстру.зии .мате-риа.иж с противодавление.м. Цель - новьпненис производительности за счет сокращении времен веномогательных операций. При опускании верхней плиты нроисходит занолнение ка.ме- ры противодавления (КП) рабочей жидкостью. После касания фаской КП -атри- цы (М) и гер.метизации рабочего канала контейнера происходит экструдирование заготовки через очко М в КП. Необходимая величина противодавления в КП (юд- держивается гидросистемой. Настройка последней осуществляется с помощью перепускного клапана. Уплотнение М обуславливается ступенчатой формой рабочего канала контейнера и КП. Наружные диа.мет- ры на контейнере и корпусе КП на 20...30% меньн1е диаметров рабочего и запирающего плунжеров. Контейнер имеет карман д. тя излин ков рабочей жидкости и ун. ютни- тельные кольца. Устройство обеспечивает возможность-свободного размыкания силовых :)лементов, обеспечивая доступ к Д и в КП при установке заготовки и удалении изделия. 1 ил.