Способ гидропрессования и устройство для его осуществления

Союз Советских Социалистических РаспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ о 1780920(22) Заявлено 050776 (2 ) 2381977/25-27 В 21 С 23/08В 21 Л 5/04 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 231180(71) Заявитель Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт В 1"(54) СПОСОБ ГИДРОПРЕССОВЗЫИЯ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУ 111 ЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к гидропрессованию металлов и их сплавов,Известен способ гидропрессования металлов, при котором в начале истечения заготовки повышают давление жидкости в верхней полости контейнера или снижают в нижней, или то и другое одновременно (1). 1 ОНедостатком этого способа является невозможность снижения общего давления в контейнере в процессе прессования, а также необходимость дополнительной механической обработки 15 до гидропрессования.Наиболее близкое техническое решение - способ прессования металлов при помощи жидкости, по которому вочаге деформации создается высокое 20 гидростатическое давление путем нагнетания жидкости в контейнер, что позволяет поддерживать заданную скорость истечения материала с помощью автоматического изменения давления жидкости в функции изменения сопротивления деформации 23.Недостаток данного способа заключается в том, что он не устраняет характерный для гидростатического 30 прессования скачок давления в начальной стадии процесса, не мохет снизитьобщего давления в контейнере,для него типичны сложность конструкции дляподдержания давления в функции изменения сопротивления деформации материала,а также повышенные энергоэатраты.Цель изобретения - устранение скачка давления в начальной стадии прессования, снижение общего давленияжидкости в контейнере, создание условий гарантированной гидродинамической смазки, повышение стационарного процесса истечения металла,снижение энергозатрат, устранениепульсаций давления жидкости в процессе гидропрессования, а также повышение производительности.Цель .достигается тем, что в очагдеформации вводятся ультразвуковыеколебания с интенсивностью, обратнопропорциональной величине давления.На чертеже изображено устройстводля гидропрессования,Устройство содержит диск-волновод1 с запрессованной в него матрицей2. К цилиндрической поверхности диска прикреплен магнитострикционныйпреобразователь 3, который возбужда780920 формула изобретения 55 60 Йьйй 4 ФФюжФ. "," - -. - ,ы .-, . - .,. фет в днске волновода радиальныеУльтразвуковые колебания. Источни"ком колебаний служит генератор 4 собратной акустической связью 5. Диаметр диска равен"или кратен"половине длины радиальной ультразвуковой волны ( ЪР ). Он имеет стержень с Фланцем 6, служащим для крепления. Общая длина диска со стержнем должна быть равна или кратнаполовине ультразвуковой волны % ) .Фланец расположен на расстоянии 1 ьот торца диска, От генератора черезмагнитострикционный преобразовательв диске-волноводе возбуждают радиальные ультразвуковые колебания таким образом",что в очагедеформации расположен узел колебаний резонансного диска.Эпюра 7 показывает амплитуду смещений. Давление жидкости в контейнерезамеряется манганитовым датчиком 8,соединенным с преобразователем 9сигналов который в свою очередьимеет связь с блоком 10 регулировки мощности генератора. Заготовка11, находящаяся в контейнере 12,прессуется жидкостью высокого давления через матрицу, запрессованнуюв диск-волновод. Контейнер и дисксоединены друг с другом при помощиконической втулки 13. Давление в контейнере создается насосом,подающимжидкость высокого давления черезподвод 14 в контейнере. При гидропрессовании давление внутри контейнера изменяется, в результате чего изменяется сопротивление манганитового датчика. Сигнал об этом передается кпреобразователю 9 сигналов, которыя в свою очередь подает команды блоку регулировкимощности ультразвукового генератора, с которым он связан. Вследствие этого в очаг деформации будет подаваться большая или меньшая энергия ультразвука, которая компенсирует сигнал, подаваемый от датчика давления.Таким образом, получается автомати-; ческое изменение вводимой энергии ультразвука в очаг деформации в за- висимости от давления в камере контейнера. В результате возбуждения в диске-волноводе радиальных колебаний в зависимости от давления жидкости в контейнере, испольэуя укаэанное устройство, он периодически изменяет свои размеры, а следовательно, будет периодически изменяться зазор между матрицей и обрабатываемым металлом. При этом растет гидродинамический эффект смазки. При сжатии матрицы слой жидкости подвергается дополнительному гидростатнческому, давлению, что в свою очередь способ-, ствует росту напряжений вязкого сдвига, облегчая деформацию. Растет скорость истечения смазки иэ очага деформации, а значит и расход ее вследствие непрерывности течения. При увеличении диаметра матрицы эа следующий полупериод, смазка эа счет наличия давления жидкости в контейнерезагоняется в клиновой зазор междуповерхностями матрицы и заготовки.5 Ввод радиальных ультразвуковых колебаний в очаг деформации, а такжеих интенсивность регулируется устройством, которое обеспечивает автоматическое изменение мощности ультразвукового генератора в зависимостиот изменения давления жидкости в контейнере, или что то же - от сопротивления деформации. Таким образом,ультразвуковые колебания матрицыспособствуют получению устойчивости 15 гидродинамической смазки. наряду сэтим под действием энергии ультразвука спускается вязкость жидкостив контейнере эа счет расщеплениявысокополимеров, которые входят в 2 О состав смазочных жидкостей, применяемых для осуществления процесса, атакже активизации химических реакций на контактной поверхности.факторы влияния ультразвука нагидропрессование снижают общее давление жидкости, необходимое для процесса деформации, приводят к стаци .онарности истечения металла на поверхности всего цикла прессованияустраняют скачок давления в начальной стадии деформации, повышают производительность процесса, а такжетребуют меньших энергозатрат. Устройство для гидропрессования отличаетсяпростотой и надежностью. 1. Способ гидропрессования метал" лов путем создания в очаге деформации высокого гидростатического давления, отличающий с я тем, что, с целью устранения скачка давлевин в начальной стадии прессования, снижения общего давления жидкости в контейнере, создания устойчивой гидродинамической смазки и повышения,стационарности истечения, в очаге деформации возбуждают высокочастотныеультразвуковые колебания с интенсивностью, обратно пропорциональной величине давления. 2, Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее контейнер высокого давления, пуансон и матрицу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено размещенными на выходе иэ матрицы источником ультразвуковых колебаний, питаемым от генератора с обратной акустической связью, и блоком регулировки мощности генератора, связанным через установленный в нем преобразователь сигналов с датчиком давления, размещенным в65 полости контейнера.780920 Источники информации,принятые ва внимание при экспертйзе 1. Прозоров Л,В, и др. Прессование металлов жидкостью высокого давления.Составитель В. Техред А. Щедан лк орректор, М.Внгул актор В.Пара Заказ 8 бного комитений и откРаушская н Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проекти 1/5 Тираж ВНИИПИ ГосУДаРств по делам изобр 13035, Москва, Ж М.,фМашииостроениеф, 1972, с.137,рис. 113.2, Патент франции У 2066284,В 21 С 23/00, 1971 (прототип). Подпа СССРтийаб., д.