Способ пластического деформирования заготовок и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК B21D26/06 

14

ная рабочей средой. Осевое отверстие 7; РИ 6 сообщено посредством отверстия в поршне с НП 2. Силовой цшшндр 1 смонтирован на подвижной части 11 пресса. В стенке силового цилиндра ограничивающей НП 2, установлен плунжер 14, соединенный с импульсным активатором 15. После установки в матрицу 12 заготовки и РИ 6 в систему вводится рабочая среда. Поршень перемещается вниз до контакта с торцом И 6. Затем происходит пластическое деформирование начала заготовки, в результате чего образуется герметич963

ная полость между нею и РИ 6. В НП 2 создается статическое давление, пропорциональное требуемому деформирующему усилию, и дополнительное давление импульсного характера. Суммирование этих давлений позволяет создать высокое усилие деформирования заготовки. Импульсное нагружение может быть осуществлено через равные промежутки времени. В частном случае поршень может быть выполнен с осевым отверстием для размещения плунжера, а импульсный привод закреплен на поршне. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам пластического деформирования заготовок и устройствам для его осуществления. Цель - расширение технологических возможностей. Для этого устройство содержит матрицу 12 и расположенный соосно с ней рабочий инструмент (РИ) 6, имеющий глухое осевое отверстие 7 и радиальные каналы. РИ 6 связан с поршнем силового цилиндра 1, в котором имеется нагнетательная полость (НП) 2, заполненft § (Л со о:) со

1

; Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при пластическом деформировании заготовок, применяемых в металлургии и машиностроении.

Известен способ пластического деформирования, заключающийся в том, что в закрытое деформационное пространство подают под высоким давлением рабочую среду и осуществляют поочередное локальное воздействие его на расположенные в этом пространстве - части заготовки, которые ведут одновременно с пластическим деформированием заготовки (авторское свидетельство НРБ № 23783, кл. В 21 В 19/10, 10.11.77).

- Известное устройство для осуществления этого способа, содержащее матрицу и рабочий инструмент с глухим осевым отверстием и сообщающимися с ним сквозными радиальными каналами, связанный с поршнем силового цилиндра, оснащенного приводом его осевого перемещения и имеющего заполненную рабочей средой нагнетательную полость, соединенную с глухим осевым отверстием инструмента.

Недостаток указанных способа и устройства заключается в том, что при использовании их нельзя получить высокое давление рабочей среды превьпиающее предел текучести материала обрабатьгоаемой заготовки. Получение такого давления ограничивается площадью нагнетательной камеры Дпя того, чтобы обеспечить более вы

сокое давление рабочей среды, необходимо уменьшить площадь нагнетательной камеры, что приведет к уменьшению площади сечения поршня и,следовательно, к снижению его прочности.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа пластического деформирования загото- вок и устройства для его осуществле-

кия.

Для достижения этой цели согласно способу пластического деформирования заготовок, заключающемуся в том, что в закрытое деформационное пространство подают под высоким давлением рабочую среду и осуществляют поочередное локальное воздействие ею на расположенные в этом пространстве части заготовки, которые ведут одновременно с пластическим деформированием заготовки, осуществляют импульсное нагружение расположенной в закрыт том деформационном пространстве рабочей среды.

Кроме того, импульсное нагружение осуществляют через равные промежутки времени.

Устройство, для пластического деформирования заготовок, содержащее матрицу и рабочий инструмент с глухим осевым отверстием и сообщающееся с ним сквозными радиальными каналами, связанный с поршнем силового цилиндра, оснащенного приводом его осевого перемещения и имеющего заполненную рабочей средой нагнетатель- ную полость, соединенную с глухим

осевым отверстием инструмента, снабжено подвижно установленным в стенк силового цилиндра, ограничивающей г нагнетательную полость, и уплотненным относительно нее плунжером и связанным с ним импульсным приводом

Кроме того, устройство снабжено дросселями, установленными в радиальных каналах рабочего инструмента поршень выполнен с осевым отверстием для размещения плунжера, а импульсный привод смонтирован на поршне.

На фиг.-1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 .- то же другое исполнение поршня с осевым отверстием для плунжера.

Устройство (фиг.1) содержит силовой цилиндр I, в котором имеются заполненная рабочей средой нагнетательная полость 1, канал 3 для удаления воздуха и канал 4 для подачи рабочей среды. В силовом цилиндре 1 установлен поршень 5, имеющий дросселированное центральное отверстие. С поршнем 5 соединен рабочий инструмент 6, имеющий глухое осевое отверстие 7, соединенное с дросселированным центральным отверстием поршня 5, и сквозные радиальные каналы 8, сообщенные с глухим осевым отверстием 7. Радиальные каналы 8 соединены также с впадинами зубов 9 рабочего инструмента.

Силовой цилиндр 1 смонтирован посредством стабилизатора 10 на подвижной части привод;а осевого перемещения, например, к подвижной части 11 пресса.

Соосно рабочему инструменту 6 в матрице 12с профилированной внутренней поверхностью расположена заготовка 13.

Передний конец рабочего инстру- мента 6 установлен в заготовке 13, причем впадины зубов 9 и заготовка .13 образуют закрытое деформационное пространство. В силовом цилиндре 1 установлен и уплотнен-плунжер 14, соединенный с импульсным активатором 15, установленным на приводном механизме 16.

В устройстве (фиг.2) нагнетательная полость расположена в рабочем инструменте 6. Импульсный активатор 15 и плунжер 14 установлены в поршне 5 силового цилиндра 1. Кроме того, радиальные каналы с рабо0

5

0

5

0

5

0

5

0

чего инструмента 6 снабжены дросселем 7.

Указанными двумя вариантами выполнения не исчерпываются все возможности устройства для реализации способа. Возможно осуществление пластического деформирования внутренней и внешней поверхностей заготовки 13 посредством подачи дополнительной импульсной нагрузки рабочей среды. Рабочий инструмент, необходимый для осуществления такой обработки внешней поверхности, вьтолнен аналогично инструменту, обрабатывающему внутреннюю поверхность.

Устройство {фиг.1) работает следующим образом.

В матрицу 12 вкладывается заготовка 13, а СООСНО сверху заготовки 13 - рабочий инструмент 6. В систему вводится рабочая среда через канал 4 для подачи, заполняется нагнетательная полость 2 и поршень 5 передвигается в конечное положение. Из силового цилиндра 1 удаляется воздух через канал 3 и после этого подвижная часть пресса 11 передвигается вниз, причем передвигается также поршень 5 до уплотнения с рабочим инструментом 6, В положении через глухое осевое отверстие 7 и сквозные радиальные каналы 8 рабочего инструмента 6 заполняются впадины зубов 9 рабочей средой. Одновременно с этим под действием прессового усилия F рабочий инструмент 6 погружается вниз в заготовку 13, пластически .деформируя при этом ее начало. После плотного закрытия впадин зубов 9 рабочего инструмента 6 заготовкой 13 в нагнетательной полости 2 создается высокое давление PJ , пропорциональное деформирующему усилию. Непосредственно после этого приводится в действие приводной механизм 16 импульсного активатора 15 и посредством плунжера 14 в нагнетательной полости 2 создается дополнительное давление импульсного характера Р. В этот момент общее давление во впадинах зубов 9 рабочего инструмента 6 представляет собой сумму этих двух давлений Р Р

г

Если ГГс - это напряжение текучес- о

ти металла заготовки в областях, где матрица 12 прикасается к заготовке 13, а бд - это напряжение текучести в местах, где под заготовкой 13 имеется полость, то o gi и вследствие

514

предварительного наклепа и наличия огибающих моментов над полостями. Вследствие этого импульсного воздействия давления на поверхность и пластической деформации в зоне контакта с рабочей средой, расположенной между зубом рабочего инструмента 6 и деформированным металлом, последний заполнит эти полости. С помощью подбора диаметров и длины отдельных ступеней рабочего инструмента 6 и скорости пресса регулируется скорость движения рабочего инструмента 6, а посредством регулирования частоты и силы воздействия Fj на плунжер 14 регулируется дополнительная импульсная степень деформации устройства.

8зависимости от характера обрабатываемой профильной или гладкой поверхности импульсное воздействие рабо чей среДы направляется вдоль длины обрабатываемой заготовки 13 посредством передвижения рабочего инструмента 6, В результате этого в данных зонах можно наносить необходимые за единицу времени импульсы.

Устройство (фиг.2) работает следующим образом.

В матрицу 12 вкладьшается заготовка 13, а в нее - рабочи инструмент 6, нагнетательная полость 2 которого заполняется рабочей средой и из нее удаляется воздух. К поршню 5 прик- ладьшается прессовое усилие F, вследствие чего рабочий инструмент 6 входит в заготовку 13, а впадины зубов

9закрьгоаются внутренней поверхностью заготовки 13. Полученная емкость заполняется рабочей средой, пропущенной через дроссель 17. После полного размещения рабочего инструмента 6

в заготовке 13 дроссель 17 полностью открьшается и включае тся импульсный активатор 15. Прессовое усилие F предварительно создает высокое давление в нагнетательной полости 2, а под воздействием импульсного активатора 15 нагнетаются дополнительные порции рабочей среды с повышенным давлением через радиальные каналы 8

79636

во впадины зубов 9 и осуществляется гидропластическое деформирование.

Формула изобретения

0 пространство подают под высоким давлением рабочую среду и осуществляют поочередное локальное воздействие ею на расположенные в этом пространстве части заготовки, которое ведут од5 новременно с пластическим деформированием з аготовки, отлич ающий- с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, осуществляют импульсное нагружение рас0 положенной в закрытом деформационном пространстве рабочей среды.

5 промежутки времени.

0 с ним сквозными радиальными каналами, связанный с поршнем силового цилиндра, оснащенного приводом его осевого перемещения и имеющего заполненную рабочей средой нагнетательную полость,

35 соединенную с глухим осевым отверстием инструмента, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, оно снабжено подвижно установленным в

0 стенке силового цилиндра, ограничивающей нагнетательную полость, и уплотненнь1м относительно нее плунжером и связанным с ним импульсным приводом.

45 4. Устройство по п.3, отличающее с я тем, что оно снабжено дросселями, установленными в радиальных каналах рабочего инструмента, поршень вьшолнен с осевым отверстием

50 для размещения плунжера, а импульсный привод смонтирован на поршне.