Устройство для деформирования материалов Советский патент 1991 года по МПК B21D39/06 

Ё

Изобретение относится к обработке материалов давлением, может быть использовано при разработке инструментов и устройств, работающих на энергии расширяющейся среды и является усовершенствованием основного изобретения по а.с. 1299671. Цель изобретения - повышение производительности путем повышения степени заполнения рабочей средой. Устройство снабжено средством для подачи рабочей среды, включающим корпус, в котором размещен цилиндр с установленным в нем поршнем, выходной канал в подпоршневом пространстве, соединенный через вентиль с подпоршневым пространством основного поршня. Торец поршня со стороны сжимаемой рабочей среды и ответная поверхность корпуса в подпоршневом пространстве выполнены коническими с углом в пределах 10...86°, а внешняя поверхность поршня и внутренняя цилиндра - резьбовыми. 1 ил.

Изобретение относится к обработке материалов давлением, в частности к инструментам и устройствам, работающим на энергии расширяющейся среды.

Целью изобретения является увеличение производительности за счет повышения степени заполнения подпоршневого пространства и глухих труб рабочей средой.

На чертеже схематически изображена конструкция устройства для деформирования материалов.

В корпусе 1 устройства, выполненного заодно с основным цилиндром 2, размещен основной поршень 3. Направляющий шток 4 поршня 3 расположен в осевом канале штока 5 дополнительного поршня 6, установленного над поршнем 3 и уплотненного полиуретановыми кольцами 7. Пространство над дополнительным поршнем 6 соединено с атмосферой через отверстие 8. На цилиндре 2 болтовым соединением 9 укреплена крышка 10 с отверстием, в которое входит шток 5. На крышке 10 с помощью резьбового соединения установлен рабочий орган, состоящий из упора 11 с установленным на нем пуансоном 12, который входит в отверстие втулки 13, служащее рабочим объ- е.мом, где помещается металлическая заготовка 14, накидная гайка 15, с помощью которой к втулке 13 прижимается фильера 16. Болтовым соединением 17 к корпусу 1 присоединен энергоблок, содержащий дно 18 корпуса с глухими трубами 19, полости которых соединены с подпоршневым пространством 20 и заполнены расширяющейся средой. Глухие концы труб 19 входят в

О

ы

00

ел со

is

отверстия перегородки 21. Дно 18 размещено в кожухе 22, снабженном патрубками 23 и 24 для горячей и холодной воды. Подпор- шневое пространство через вентиль 25 соединено со средством для подачи рабочей среды в виде дополнительного корпуса 26, в котором расположен дополнительный поршень 27 с направляющим штоком 28, Направляющий шток 28 расположен в осевом канале 29 и уплотнен с внутренней стороны уплотнением 30 с помощью накидной гайки 31. Торец 32 поршня 27 и ответная поверхность 33 корпуса 26 выполнены коническими. Подпоршневое пространство соединено с основной подпоршневой полостью выходным каналом 34. Головка 35 направляющего штока 28 выполнена с возможностью установки приводного механизма или рычага (на чертеже не показаны). На внешнюю поверхность поршня 27 и внутреннюю поверхность корпуса 26 нанесена резьба. Верхняя часть корпуса 26 снабжена выпускным отверстием 36.

Устройство работает следующим образом.

Подпоршневое пространство 20 и глухие трубы 19 заполняют расплавленной рабочей средой, например сплавом, содержащим 50% парафина и 50% стеарина, с т.пл.58°С. Болтовым соединением 17 присоединяют к корпусу 1 энергоблок. Заполняют расплавленной рабочей средой подпоршневое пространство корпуса 26 при открытом вентиле 25 для поступления расплава в выходной канал 34.

Рабочая среда охлаждается до комнатной температуры и затвердевает. Поршень 27 помещают в корпус 26 и уплотняют направляющий шток 28 уплотнителем 30 с помощью накидной гайки 31. Затем поршень 27 перемещается по направляющей резьбе вниз. При этом на торце 32 поршня 27 развивается высокое удельное давление, которое передается среде. В результате приложенного усилия затвердевшая углеводородная рабочая среда выдавливается через выходной канал 34 и заполняет раковины, а также компенсирует усадку, образовавшиеся при затвердевании среды в подпоршневом пространстве 20 и глухих трубах 19, После заполнения и дозаправки подпоршневого пространства корпуса 26 вентиль 25 закрывают. После этого производят рабочий цикл деформирования материала. При заполнении кожуха 22 через патрубок 23 горячей водой рабочая среда расплавляется в трубах 19. В результате плавления среда расширяется (до 13 - 15%) и под давлением заполняет поршневое пространство 20, воздействуя на поршень 3

который через шток 4 и упор 11 передает давление на пуансон 12 и металлическую заготовку 14. После расплавления рабочей среды и окончания рабочего хода поршня в

патрубки 24 подается холодная вода, которая понижает температуру жидкой рабочей среды в трубках 19 и подпоршневом пространстве 20, вызывая ее затвердевание и уменьшение объема. Вследствие этого в

0 подпоршневом пространстве создается разрежение до 1 атм. В пространстве над дополнительным поршнем 6 через отверстие 8 подается сжатый воздух, который перемещает дополнительный поршень 3 вниз

5 и возвращает рабочую среду в начальное положение.

Выполнение торца поршня конусным позволяет повышать удельное давление на рабочую среду и облегчает подачу среды

0 через выходной канал, а выполнение под- поршневого пространства конусным обеспечивает полное выдавливание рабочей среды. Экспериментально установлено, что при угле конуса больше 86° в подпоршне5 вом пространстве не развивается достаточное усиление, необходимое для выдавливания затвердевшей рабочей среды из сплава, содержащего 50% стеарина и 50% парафина. Практика эксплуатации уст0 ройства показала, что для обеспечения длительности непрерывной работы устройства необходимо, чтобы объем рабочей среды в корпусе 26 был не менее одной трети объема подпоратевого пространства основного

5 поршня. При угле конуса меньше 10° средство для подачи рабочей среды указанного объема будет иметь очень большие габариты. Вследствие этого оптимальным углом конуса является угол в пределах 10 ... 86°.

0Изобретение позволяет развивать большое рабочее усилие в рабочей камере устройства и повысить его производительность. При частичных потерях рабочей среды в основной полости устройство позволяет производить

5 ее дозаправку.

Формула изобретения Устройство для деформирования материалов по авт.св. № 1299671, отличающее- с я тем, что, с целью повышения производи0 тельности, оно снабжено дополнительным полым корпусом, расположенным в нем дополнительным поршнем и вентилем, связывающими подпоршневые полости основного и дополнительного корпусов, при

5 этом торцы дополнительного поршня и дополнительного корпуса, обращенные в под- поршневую полость, выполнены коническими с углом при вершине 10 ... 86°, а контактирующие цилиндрические поверхности их - резьбовыми.