Инструмент к прессу для гидростатического прессования изделий

(11)ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРесвублик(23) Приоритет -СССР Опубликовано 30.12.82. Бюллетень48Дата опубликования описания 05.01.83 йе делам изобретений и аткрмтий(72) Авторы изобретения В. М. Друян, В. Ф. Балакин, Г. И. Милов и ЮГ.ГуляевДнепропетровский ордена Трудового Красного Знамеитметаллургический инстигут,.(54) ИНСТРУМЕНТ К ПРЕССУ ДЛЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙИзобретение относится к обработке материалов давлением, а более конкретно к конструкциям инструмента для гидроэкструзионных прессов.Известен инструмент для гидроэкструзионного пресса, в котором осуществляют последовательное выдавливание материала заготовки через две матрицы под действием давления рабочей жидкости, находящейся в контейнере пресса и между матрицами 11. Недостаток данного инструмента состоит в том, что пластические свойства материала, подвергающегося экструдированию, перед второй матрицей ниже, чем у материала заготовки, находящейся в контейнере пресса. Это явление обусловлено тем, что давление рабочей жидкости между матрицами ниже, чем в контейнере пресса. Указанный недостаток ограничивает возможности повышения деформации изделия без его разрушения и увеличения производительности пресса.Известен также инструмент к прессу для гидростатического прессования изделий, содержащий заполненный жидкостью рабочий контейнер, заходящий в него со стороны одного из торцов прессштемпель, последовательно размещенные в контейнере со стороны противоположного его торца матрицы с кольцевой полостью между ними, а также вспомогательный, заполненный жидкостью контейнер, соединенный с этой кольцевой полостью./Использование известного инструментапозволяет вести процесс таки м образом, что давление между матрицами выше илн равно давлению в контейнере пресса. При этом в каждой из матриц можно осущестВлять значительные пластические деформаци и заготовки 12 .Недостаток такого инструмента состоит 15 в том, что рабочий и вспомогательный контейнеры являются независимыми источни: ками высокого давления, Изменение давления в рабочем, например, контейнере не вызывает изменения давления во вспомогательном контейнере и ктежматричном про.странстве. Так как некоторое колебание давления присуще любому прессу гидроэкструзии, отсутствие гидравлической связи между рабочим и вспомогательным контейнером определяет прерывистость движения заго 984600товки в процессе прессования, что ухудшает качество ее поверхности.1.ель изобретения - повышение качества вздел и й путем стабилизации скорости перемещения заготовки.1 оставленная цель достигается тем, что в инструменте, содержащем заполненный жидкостью рабочий контейнер, заходящий в него со стороны одного из торцов прессштем пель, последовательно размещенные в контейнере со стороны цротивоположного го торца матрицы с кольцевой полостью между ними, а также вспомогательный, заполненный жидкостью контейнер, соединенный с этой кольцевой полостью, прессштемпель выполнен в виде штока с поршнем, имеющим диаметр, соответствующий диаметру полости контейнера, при этом в рабочем контейнере выполнен канал, а образованная в контейнере надпоршневая полость соединена с полостью вспомогательноо контейнера этим каналом,На чертеже изображен предлагаемый инструмент.Инструмент состоит из рабочего контейнера 1, с одного из торцов которого в его полость входит прессштемпель со штоком 2 и поршнем 3. С противоположного торца рабочего контейнера 1 установлен матричный узел, состоящий из двух установленных соосно матриц 4 и 5, между которыми имеется кольцевая полость 6. Каналом 7 кольцевая полость 6 соединена со вспомогательным контейнером 8 высокого давления (с полостью 9). Давление в контейнере 8 создается сжатием рабочей жидкости плунжеромО. Уплотнение 11 предотвращает утечку рабочей жидкости из контейнера 8. Заготовка 12, находящаяся в полости 13 контейнера 1, подвергается воздействию давления Р рабочей жидкости, продавливается через матрицы 4 и 5, и деформируется в изделие. Сжатие жидкости в полости 13 происходит за счет перемещения прессштемпеля и под действием давления Р в надпоршневой полости 14, соединенной каналом 15 с полостью 9 вспомогательного контейнера 8. Уплотнения 16 и 17, а также крышка 18 обеспечивают герметизацию полости 14.Конец заготовки 12 выполняют в форме двух конусов, форма каждого из которых близка к форме конических участков матриц 4 и 5. Между этими участками имеется цилиндрический переход, длина которого равна высоте кольцевой полости 6. Такая форма переднего конца заготовки обеспечивает уплотнение по матрице в начальной стадии процесса. После установки заготовки 12 в полость 13 контейнера 1 наливают рабочую жидкость. Уровень (первоначальный) жидкости таков, что после. установки в контейнер 1 прессштемпеля плоскость у-у последнего оасполагается пп:+;е плоскости к-х канала 19. После ус. аковки прессштемпеля полости 14, 9, 6 и каналы 19 и 7 заполняют рабочей жидкостью (плунжер 10 отведен в крайнее заднее положение). Далее устанавливают герметизирующую крышку 18. В рабочем цикле ходом плунжера 10 сжимают рабочуюжидкость в полости 9 до давления Р ,которое по каналам 19 и 7 передается соответственно в полости 14 и 6, Давление Рвоздействуя на поверхность штемпеля Р,вызывает смещение его, что приводит ксжатию рабочей жидкости в полости 131 Одо давления Р -- Р, Г,/Г, где Г - площадьпоршня 3 со стороны полости 13. Соотношение площадей Г, и Г выбирают таким,чтобы при давлении Р, необходимом дляпродавливании заготовки 12 через матрицы 4 и 5, создавалась необходимая величина бокового подпора Р в полости 6.Стабилизация движения заготовки происходит по следующим причинам.Пусть на контакте металла с матрицей 4изменились условия деформации - произошел разрыв масляной пленки и увеличились силы трения. Если бы деформациязаготовки происходила за счет движенияпрессштемпеля от автономного приводапри неизменном давлении Р, давление Рдля продолжения деформации заготовкидолжно было бы возрасти на величинуполуамплитуды колебания давления А(давление Р, постоянно),В предлагаемом устройстве давление Рвозрастает лишь одновременно с увелй 30 чением Р. При этом увеличение Р в полости 6 способствует восстановлению дефекта смазочной пленки на контактнойповерхности, Естественно, что восстановление смазочной пленки произойдет быстрее, чем в первом случае, а амплитуда колебания давления Ад при использованиипредлагаемого устройства будет меньше,чем амплитуда Апри использовании известного устройства.В предлагаемом устройстве происходитавторегулирование условий формоизменения, которое обеспечивается наличием гидравлической связи между полостями рабочего и вспомогательного контейнеров. Этостабилизирует процесс формоизменения иуменьшает црерывистость движения заго 45 товки, что, в конечном счете, улучшаеткачество ее поверхности. Реально соотношение обжатий между матрицами 4 и 5должно составлять 2:1 - 4:1. Соотношениедавление прессования и подпора (Р и Р, )составляет от 1,5 - 2,0 до 5 - 10. В конечной стадии процесса плавно снижают давления Р и Р, что обеспечивает окончаниедеформации без выстрела.Преимущественно такое устройство мо-.жет быть использовано для осуществленияу низкоскоростных процессов формоизменения (со скоростью деформации 10-101/с) малопластичных и труднодеформируемых материалов. Такие параметры поз984600 Формула изобретения Составитель Р. Р Техред И. ВересТираж 702 коваКорректорПодписноеа СССР едактор С. Пек аказ 10024/1 О. Демчи ВНИИП по 113035, М Филиал ПППГосударс ела м изоб сква, Ж -Патент, твениого коретений и35, Рву шсг. Ужгород митет открытийкая иаб., д. 4(5 ул. Проектная воляют вести деформацию в режиме, близком к сверхпластичности.Предлагаемое устройство для гидропрессования позволяет повысить качество экструдата и эффективность процесса. Инструмент к прессу для гидростатического прессования изделий, содержаший заполненный жидкостью рабочий контейнер, заходящий в него со стороны одного из торцов прессштемпель, последовательно размещенные в контейнере со стороны противоположного его торца матрицы с кольцевой полостью между ними, а также вспомогательный, заполненный жидкостью контейнер, соединенный с этой кольцевой полостью, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий путем стабилизации скорости перемещения заготовки, прессштемпель выполнен в виде штока с поршнем, имеющим диаметр, соответствующий диаметру полости контейнера, при этом в рабочем контейнере выполнен канал, а образованная в контейнере надпоршневая полость соединена с полостью вспомогательного контейнера этим каналом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР479505, кл. В 21 С 25/00, 1975.2. Патент Японии43-1391, кл. 120233.3, опублик. 1968 (прототип).