Устройство для горячего деформирования

1021513 А СОВЕТ СНИ СИИХ НЫЙ КОМИТЕТ СССОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИ ГОСУДАРСТВЕНГЮ ДЕЛАМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСНС)МУ С 8 ИДЕТЕПЬСТВУ) В.В, Слобода1) Уфимский авиационный инст тОрджоникидзе(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОРДЕфОРМИРОВАНИЯ, содержащее корпкольцевой.патрубок, пуансон, аже систему охлаждения расплавапоаиителя, смонтированную на ко М 59 В 21 .3 13 02 В 21 0 26 цевом патрубке и выполненную в виде змеевика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения надежности, на внутренней поверхности кольцевого патрубка, на уровне витков змеевика выполнены охватывающие пуансон канавки для наполннтеля,2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что канавки . выполнены полукольцевыьж, состоящими из двух последовательно размещенных по высоте патрубка рядов, симметричных относительно оси пуансона, соединенных продольными пазами.3, Устройство по.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что канавки выполнены спиральными, состоящимине менее чем из двух витков.Изобретение относится.к обработ- ния с заготовкой и легкоплавким ке металлов давлением, а именно кнаполнителем на фиг, 2 - то же, в устройствам, используемым для горя- процессе деформирования 1 на фиг. 3 - чей штамповки металлов жидкой средой. канавки и их работа в процессе деИзвестно устройство для деформи- Формирования заготовки (узелна ровання, содержащее уплотнение порш- фиг. 2); на Фиг. 4 и. 5 - конструкция ня в контейнере высокого давления, канавки. выполненное из последовательно раэ- На матрице 1, состоящей из двух мещенных по оси, сопрягающихся с разъемных частей, установлена загопоршнем по конической поверхности товка 2, на которой расположен легкольца и кольца, сопрягающегося с 10 коплавкий наполнитель 3. На кольце- поршнем по цилиндрической поверх- . вом патрубке 4 расположены система ности, при этом наружная поверх- охлаждения. выполненная в виде эменость кольца, сопрягающегося с порш- евика 5, и втулка б, воспринимающая нем по,цилиндрической поверхности, на себя часть усилий прижима эаговыполнена со скосами под углом 15 товки 2 к матрице 1, В кольцевом пат-204 к оси поршня и цилиндричес- рубке 4, по месту сопряжения с пуанким уплотнительным пояском между соном 7, выполнены кольцевые канав- скосами, и оба Кольца выполнены ки 8 и 9. Охлаждающая среда подаетиз высокопрочного материала 1 9. ся в систему охлаждения по кольцу 10,Недостаток укаэанного устройст О а сливается по каналу 11 (направлева заключается в износе уплатнитель- ние показано стрелкамн). Разогрев ных колец и контактирующих с ниии рабочих частей устройства до темпетрушихся поверхностей, при этом ратуры деформирования осуществляется уплотнительные кольца необходимо нагревателем 12, который совместно изготавливать из высокопрочного 25 с матрицей 1 расположен на основании матерчала и отдельно для каждого . , 13 устройства. При высоком давлении типоразмера поршней. легкоплавкий наполнитель Э (Фиг. 3),Наиболее близким к изобретению застывая в виде пластичного материаявляется устройство дпя горячего де- ла 14 заполняет канавки 8 и 9, Формирования, содержащее корпус, которые соединены между собой паза- кольцевой патрубок, пуансон, а ми 15. также систему охлаждения. расплава Канавки (фиг, 4) выполненных в наполнителя, смонтированную на коль- виде полукольцевых углублений 16 и .цевом патрубке и выполненную в виде 17, концы которых. соединены пазаэмеевнка 12 ). ми 18, имеющими продолжение 19 занедостатком,цанного устройства З 5 концы полукольцевых углублений 17, являешься невысокая надежность при Углубление может быть выполнено в использовании расплава с больщими виде спирали 20 (Фиг. 5). авлениями для передачи усилия де", устройство работает следующим ормироваиия иа заготовку, так как ; образом, в этом случае высоким давлением 40 На матрицу 1, разогретую иагрезастывший расплав выдавливается иэ вателем 12, устанавливаются загокольцевого латрубка, и жидкий расплав товка 2 и легкоплавкий иаполнитель 3 вытекает из устройства, в твердом состоянии, после чего кольЦель изобретения - повышение иа" цевой патрубок 4 прижимает заготовдежности и долговечности устройства. 4 ку 2, обеспечивая герметичностьУказанная цель достигается тем, сопряжения по местам разъема эагочто в устройстве для горячего дефор- товки с матрицей 1 и кольцевым патмирования, содержащем корпус, кольце- рубком 4. Наполнитель 3 при нагревой патрубок, пуансон, а также систе- ванин расплавляется, после чего муохлаждения расплава наполнителя, пуансон 7 начинает, геремещаясь смонтированную:на кольцевом патрубке вниз расплавленным иаполнителем 3, " и выполненную в виде змеевика, на деформировать заготовку 2. В начале внутренней поверхности кольцевого деформирования йуансон 7 вытесняет патрубка, на уровне витков змеевика, расплавленный нанолнитель 3 в зазор выполнены охватывающие пуансон канав- между. кольцевым патрубком 4 и пуанки для нааолнителя. . 5 соком 7, Наполиитель 3 вытесняетНри этом выполнены полукольцевыми, ся до места расположения змеевика 5 состоящими из двух последовательно системз охлаждения и, остывая в виде размещенных по высоте патрубка рядов, пластичного материала 14, попадает симметричных относительно оси пуан-в канавку 9, а затем по паэам 15 - сона соединенных продольными пазами. 60 в канавку 8. Канавки 8 и 9 окаэыКроме того, канавки выполнены спи- яаются заполненными остывшим наполральными, состоящими не менее чем иэ нителем в виде пластичного материадвух витков. ла 14. В результате между пуансоНа Фиг., 1 изображено устройство ном 7 и кольцевым патрубком 4 обраперед началом процесса деформирова;эуется герметичное уплотнение, кото1 О 21 ЫЗ Эрое выдерживает нагрузку от давления:расплавленного наполнителя 3 не только за счет скл трения пластичногоматериала 14 о стенки пуансона 7и кольцевого патрубка 4, но и за счетспособности выдерживать касательныенапряжения в работе пластичного материала 14 на срез в канавках 8 и:9.В конце процесса деФормярованиязаготовки пуансон 7 с кольцевымнатрубком 4 для освобождения.заготовки 2 из матрйцы 1 должен поднимать-.ся из зоны "деФормирования, В этом случае неизбежно дополнительное охлаждение пластичного материала 14, чтоприводит к уменьшение дйаметра коеледнево в кольцевых выточках и плотмому охэатываиив а обжатием периметра пуансона. 3 результате прк пов-торении цикла.;деФормированкя следую-.щей заготовки усилия, необходимые дляоперемещения пуансона 7, воэрастааот.Для устранения этого недостатканеобходимо давать выдержку кольцево.-.му патрубху 4 после его опусканияв эоку нагревания 12, что приводитк излишним затратам рабьего времвик.Для устранения этого недостаткаканавки выполняют по схеме (фиг. 4),где расплавленный наполнитель 3код действием увеличивающегосядавления прн деФормирауакии заготов- Екк поднимается в полукольцевыеуглубления 1 по продолжениям 19пазов 18. Заполнив полукольцевыеуглубления 16 и 17 и пазы 18,застывший каполнителв образует по 3отношению к расплавленному каполнителю 3 герметичное уплотнение, которое при снижении температуры засчет отсутствия сплошных колец,охватывающих периметр пуансона, ие 49может, уменьшая свои размеры, заклинить пуансон 7 кли эмрудеютьегоеремещение. Угол наклона пазов 18: к,линии симметрии пуансонавыбирают в пределах 0 " 80 , так щкак угол, меньший Оф, увеличивает.вероятность возрастания сил обжатияпуансона застывшим наполкителем припонижении температуры, а угол,больший 80 , сближает по,причинегеометрическкх особенностей полукольцевые углубления 16 к 17 иограничивает их в ширине, что уменьшает прочность уплотнения.Возможновыполнение кольцевогоуглубления в виде спирали 20. В Иэтом случае расплавленный наполни.,тель попадает в конец кольцевого углубления 20,и перетекает.по нему вохлажденную зону, одновременно за" твердевая. За счет снл давления прцштамповке наполнитель постепеннозаполняет углубление 20. При понижении температуры кольцевогопатрубка 4, так как кольцевое углубление20 не замкнуто, застывший наполнитель уменьшает свои размеры по дли-не, не обжимая пуансона 7. Для повышения надежности такого уплотнениякольцевое углубление 20 должно охватывать пуансон не менее, чем надве длины его периметра,Устройство работает следующимобразом.На матрицу укладывается заготовка, а на заготовку устанавливается:легкоплавкий наполнитель, напримеролово или алюминий, Затем кольцезойпатрубок прижимает заготовку, обеспечивая герметизацию по разъемамзаготовка - кольцевой патрубокматрицы, После расплавления аполкителя пуансон, перемещаясь в зокедеФормкроваккя, образует каполиителем герметичное уплотнение, а затемнаполкителем, иаходящимсяв зонештамповки, деФормирует заготовку. Послеокончания штамтовхи пуансон совмест-.но с кольцевыматрубком поднимает"ся в крайнее положение для демонтажаотштампованной детали иэ матрицы.Матрица для облегчения монтажа готовой детали состоит иэ двух частей.Послештамповки наполнитель удаляется из готовой детали, например выплавляется.Особенностью конструкции данногоустройства является отсутствие заранее изготовленного .Уплотнения, которое создается в процессе деФормиро-вания самой деФормирующей средойнаполнителем.Наполнитель, застывая и канавках,представляет собой уплотнение, прочность которого регламентируется площадью его поперечного сечения, работающего в канавках на срез от давления расплавленного наполиителя иинтенсивностью охлаждения этогоуплотнения.Преимуществом такого устройстваявляется самовосстановление уклот"ненкяри износе, так как в процессе износа уплотнения образовавшийся зазор между уплотнением и пуан- .соном заполняется расплавленным иаполнителем, который, застывая поместу износа, восстанавлквает уплот"кение. Это позволяет уменьшить точ 1 ность изготовления пуансона и отверстия кольцевого патрубка подпуансон.