Устройство для смазки и охлаждения матриц штампов Советский патент 1991 года по МПК B21J3/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для смазки и охлаждения штампов, имеющих матрицы с глубокой полостью.

Целью изобретения является улучшение качества получаемых деталей.

На фиг. 1 изображено устройство в момент подачи жидкости в полость матрицы; на фиг. 2 - то же, после выведения сопла из полости матрицы; на фиг. 3 - геометрические параметры устройства.

Устройство для охлаждения и смазки штампа 1, содержащего матрицу 2, выталкиватель 3 и плиту А, выполненно в виде сопла 5, в котором имеются каналы а для подачи жидкости и каналы б для подачи распыленной среды, заканчивающиеся отверстиями в для подачи среды на стенки полости матрицы. Канал а связан с гибким проводом 6, а канал б с гибким проводом 7. Для вертикального перемещения сопла предназначен пневмоцилиндр 8, для горизонтального - пневмоцилиндр 9. Форма сопла 5 соответствует полости матриц и при введении сопла в полость матрицы образует зазор г.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

После очередного цикла штамповки детали осуществляется ее выталкивание на определенную минимальную величину, достаточную для дальнейшего извлечения от- штампованной детали специально предусмотренными средствами. После этого полость матрицы готова к охлаждению и смазке. Причем за счет минимального хода выталкивателя создается возможность подвергнуть охлаждению и смазке наибольшую часть полости матрицы, За счет последовательного срабатывания пневмоцилиндров 9 м 8 сопло 5 вводится в полость матрицы 2. Через канал а подается охлаждаемая жидкость, например вода, которая, перемещаясь по зазору г, омывает полость матоииы. увлекая с собой частицы окалины и удаляя их из полости матрицы.

После завершения цикла охлаждения сопло 5 перемещается вертикально вверх пневмоцилиндром 8. При этом в матрицу стекает жид кость, находящаяся в канале а и в зазорах г, образуя остаточную жидкость объемом VQCT (фиг. 2). В момент подъема сопла через отверстия бив подается сма- зочно-охлаждающая среда, например распыленная водно-графитовая жидкость, оседающая на стенках полости матрицы.

В качестве варианта работы возможна подача через канал а в момент нахождения сопла з полости матрицы, смазочно-ох- лаждающей жидкости, например водно- графитовой. При этом осущесталяется

одновременное охлаждение и смазка полости матрицы протекающей через зазор г смазочно-охлаждающей жидкостью, подача распыленной смазочно-охлаждающей жидкости через зазор б может не производиться. В этом случае, после извлечения сопла из матрицы, в ней остается остаточная жидкость объемом VOCT.

Указанное можно представить следую0 щими зависимостями;

Vaaa +VKaH VocT,(1)

где V333 - объем зазора между соплом и полостью матрицы;

VKBH - объем вертикального канала для

5 подвода жидкости;

Voci - объем остаточной жидкости в матрице.

VOCT-К- V,(2)

где V - объем полсти матрицы 0 К-отношение объема остаточной жидкости к объему полости матрицы.

В зависимости от параметров штамповки (форма и размер полости матрицы, температура штамповки) имеется определенная

5 допустимая величина VOCT, ниже которой остаточная жидкость не оказывает практическое влияние на подстуживание матрицы и заготовки и не ухудшает качество штампуемых деталей, так как под воздействием на0 гретых матриц и заготовки остаточная

жидкость интенсивно преобразуется в пар.

Кроме того, часть остаточной жидкости

удаляется из матрицы через зазоры между

выталкивателем и матрицей за время до

5 подачи очередной заготовки.

Отношение объема остаточной жидкости к объему полости, равное К, должно быть 0,1-0,25, Экспериментальные данные также показали, что К 1 для полугорячей штам0 повки при 800-900°С и К 0,25 для горячей штамповки при 1000-1100°С. Меньшее значение величины К для процессов полугорячей штамповки, обеспечивающее-меньшее значение зазора t и меньший объем остаточ5 ной жидкости VOCT, связано с большей чувствительностью нагретой заготовки к подстуживанию, при этом отсутствие интенсивного окалинообразования допускает меньшую величину зазоров. Напротив, большее

0 значение величины К при горячей штамповке объясняется меньшей чувствительностью нагретой заготовки к подстуживанию и необходимостью достаточно большого зазора для удаления частиц окалины, образующей5 ся при горячей штамповке.

Оптимальным является вариант выполнения сопла по форме, образующей с полостью матрицы равномерный зазор. Это продиктовано условиями наилучшего удаления окалины из полости матрицы через этот

зазор и менее жесткими требованиями к точности центрирований сопла по отношению к полости матрицы при введении сопла в полость матрицы. Объем этого равномерного зазора совместно с объемом вертикального канала в сопле для подачи жидкости должен составлять 0,1-0,25 объема полости матрицы. Так как У3аз Vi + V2, где Vi - объем, образованный радиальными зазорами;

V2 - объем, образованный торцовыми зазорами, то для случая цилиндрических матриц и вертикального канала получают

Vi 7rDitli+ TrDat i2 + ... + л Dntl n,(3)

.t

Укан -

31 &

где DI, DaDn и И, b,... In - соответственно диаметры и глубины секций матрицы;

d и S - соответственно диаметр и длина вертикального канала а;

t - величина радиального и торцового зазоров.

Из равенства (1) и (2) получают

«J-tfS

t ±/5)

4Di i+4D2l2+...4dn n+Ctf Так, при штамповке выдавливанием цапфы грузового автомобиля на экспериментальном образце конструкции ГАЗ при t 860°С в матрице с размерами; Dt 86; D2 80; Dn D3 70; h 15; I2 69; „ I3 44; d 15; S 160 с введением сопла в полость матрицы, форма которого не соответствует полости матрицы, после охлаждения матрицы жидкостью и выведения сопла из матрицы, она остается заполненной жид

костью более чем на 50% объема. Это приводит к подстуживанию очередной заготовки и непроштамповке кромок детали.

При использовании сопла, выполненно- 5 го в соответствии с формой полости матрицы и образующего при введении в матрицу зазор t 1,5 мм, рассчитанном по формуле (5) для значения К 0,15, непроштамповка детали отсутствует. 10

Формула изобретения

1.Устройство для смазки и охлаждения матриц штампов, содержащее сопло с вертикальным каналом для подачи смазочно15 охлаждающей жидкости и механизм ввода сопла в полость матрицы, отличающее- с я тем, что, с целью улучшения качества получаемых деталей, сопло выполнено по форме, соответствующей форме полости

20 матрицы с возможностью образования при размещении сопла в полости матрицы равномерного зазора, объем которого совместно с объемом вертикального канала сопла для подачи жидкости составляет 0,1-0,25

25 объема полости матрицы.

2.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что сопло выполнено с возможно- стью образования зазора величиной

f -

4Dih44D2l2+...4dnln+D r где Di, D2, Dn и И, la, In - соответственно диаметры и глубины секций полости матрицы d л S соответственно диаметр и длина вертикального канала в сопле для подвода жидкости;

V - объем полости матрицы; К 0,1-0,25.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использова- {jo для смазки и охлаждения штампов, умеющих матрицы с глубокой полостью. Цель изобретения - улучшение качества получае- мых деталей. Устройство включает сопло 5с каналами а и б для подачи смазочно-охлаж- дающей жидкости и механизм ввода сопла в полость матрицы. Сопло 5 выполнено по форме, соответствующей форме полости матрицы 2 с возможностью образования при введении сопла в матрицу равномерного зазора г, объем которого вместе с обьемом вертикального канала а для подачи жидкости составляет 0,1-0,25 объема полости матрицы. Величина зазора вычисляется по формуле t ( d2S) /4DiH + 4D2l2 +... 4Dnln + Di2, где Di, Da,... Dn и И, (2,..., in - соответственно диаметры и глубины секций полости матрицы; d и S - соответственно диаметр и длина вертикального канала в сопле для подвода жидкости;. V - объем полости матрицы; К 0,1-0,25. 1 з.п.ф-лы. 3 ил. (Л С / о СП о со со Фиг.1