Способ охлаждения штампов для горячей штамповки

(191 (1 35607 Р 37 1 11 4 В 21 К 29/00,ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕ А ВТОРСНОМ юл, У ическ й институт М.Бойко ельство ССС 3/02, 1976 ство СССР /06, 1979. еи и с я тем, чт остей ш по мере охлаждмпа увеличив я поверхнроцентное содераждающей смеси,е жидкост охл Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) (57) 1. СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ 111 ТАМПОВ ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ 111 ТАМПОВКИ, включающий подачу и прекращение подачи рас-. пыленной жидкостно-воздушной смеси на разогретые поверхности штампа по команде термодатчика, а также регулирование скорости охлаждения этих поверхностей, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения стойкости штампов, на разогретые по верхности сначала подают воздух, увеличивая его количество по мере охлаждения поверхностей, а затем в воздух вводят жидкость, одновременно увеличивая общее количество охлаждающей смеси.2, Способ по п,1, о т л и ч а юдетали из штампа и его раскрытия наразогретые рабочие поверхности деФормирующего инструмента (матрицы,пуансоны) сначала подают воздух, апо мере охлаждения этих поверхностейв воздух вводят жидкость (по командетермодатчика), одновременно увеличивая общее количество охлаждающейсмеси. Кроме того, в зависимости оттемпературы охлаждаемых поверхностей по мере их остывания можно увеличивать процентное содержание жидкости в охлаждающей смеси, Непрерывное изменение пропорциональногои количественного состава хладагентав процессе охлаждения поверхностиштампа в зависимости от ее температуры обеспечивает плавный характер охлаждения за достаточно короткий промежуток времени (до 25 С), что особенно важно при штамповке на высокопроизводительных механических прессах, При этом программа регулирования скорости охлаждения и время охлаждения в каждом конкретном случаевыбираются из условия, что на охлаждаемых поверхностях не появлятся трещины вследствие неравномерных усацоквнутренних и наружных слоев инструмента и структурных превращений приохлаждении,Способ наиболее эФФективно использовать для охлаждения штампов с разъемными матрицами, для которых характерны весьма тяжелые термомеханыческие условия работы (высокие усилияштамповки и,высокие температуры) и,следовательно, низкая стойкость деИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечно-штамповочном производстве при получении различных деталей горячей штамповки.Цель изобретения - повышение стойкости штампов для горячей штамповки за счет регулирования скорости охлаждения разогретых поверхностей штампа по заданной программе в зависимости от температуры этих поверхностей.На Фиг.1 показан процесс охлаждения рабочих поверхностей штампа охлаждающей смесью в перерыве между операциями горячей штамповки; на фиг,2 - разрез Л-А на Фиг.1.Способ осуществляют следующим образом.После извлечения отштампованной 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Формирующего инструмента при его быстром неравномерном охлаждении.Штамп с разъемными матрицами (Фиг.1) содержит основные плиты 1 и 2 а также верхнюю 3 и нижнюю 4 промежутэчные плиты. На промежуточных плитах смонтированы верхняя 5 и нижняя 6 полуматрицы, соосно которым расположены выталкиватель 7 и пуансон 8 Расположение каналов и распылителеи для подачи охлаждающей жидкости и сжатого воздуха выбирается таким образом, чтобы наиболее эФФективно охлаждался инструмент, подвергающийся при штамповке сильному разогреву.В данном случае это верхняя полу- матрица 5, выталкиватель 7, установленный на верхней промежуточной плите, и пуансон В, закрепленный на плите 2, Поэтому распылители 9 для подачи сжатого воздуха и охлаждающей смеси устанавливаются в нижней промежуточной плите (для охлаждения верхней полуматрицы 5 и выталкивателя 7) и в нижней полуматрице б (для охлаждения пуансона 8). Распылители сориентированы относительно охлаждаемого инструмента таким образом, чтобы Факел охлаждающей смеси попадал на поверхности инструмента при раскрытом положении штампа, Для подвода охлаж,цающей жидкости и воздуха к распылителям в плите 4 выполнены каналы 10, соединенные с трубопроводами 11 и 12 на которых установлены клапаны включения н регулировки подачи жидкости Э и воздуха 14. На верхней полуматрице установлен термодатчик 15, элек-. трически связанный через конечный вьключатель 16 и блок 17 управленияклапанами 13 и 14 включения и регулировки.При движении верхней промежуточной плиты 1 вверх и полном раскрытии полуматриц 5 и 6 срабатывает конечный выключатель 16, Сигнал от термодатчика, контролирующего температуру инструмента, подается через блок 17 управления на клапан 14, открывая его на исходную величину, Сжатый воздух подается через клапан 14, трубопроводы и каналы в нижней промежуточной плите 4 штампа к распылителям 9, которые направляют его на охлаждаемый инструмент (полуматрицу 5, выталкиватель 7, пуансон 8). При снижении температуры полуматрицы 5 блок 17 уп 1235607равления открывает клапан 14 на большую величину, увеличивая тем самым подачу воздуха на охлаждаемый инструмент.При достижении инструментом опре деленной расчетной температуры блок управления открывает клапан 13, после чего охлаждающая жидкость также подается в каналы 10, где смешивается с воздухом и через распылители 9 1 О подается на охлаждаемый инструмент в виде воздушно-жидкостной эмульсии. К моменту включения клапана 13, регулирующего подачу жидкости, клапан 14, регулирующий подачу воздуха, открыт 15 на максимальную величину. При дальнейшем снижении температуры инструмента клапан 13 по команде термодатчика открывается на большую величину, постепенно увеличивая подачу жидкое- Ы тн, и, следовательно, процентное содержание ее в охлажцающей смеси. При достижении инструментом температуры, оптимальной для начала штамповки, термодатчик через блок 17 управления 25 закрывает клапан 13 подачи жидкости и в течение нескольких секунд происходит продувка каналов и обдувка инструмента воздухом, затем клапан 14 подачи воздуха также выключается. ЗО После этого в нижнюю полуматрицу б закладывается заготовка, верхняя пли - та 1 идет вниз, конечный выключатель 16 отключает термодатчик и начинается новый цикл штамповки, В зависимоети от конфигурации охлаждаемого инструмента, температуры штамповки и режима штамповки программа охлаждения инструмента может быть изменена.П р и м е р. Для эксперимента ис пользуют лабораторный штамп с разъемными полуматрицами, предназначенный для точной безоблойной штамповки с двумя основными и двумя промежуточными плитами. Распылители установлень 5 на нижней промежуточной плите. В качестве клапана, установленного на трубопроводе подачи сжатого воздуха, используют пневмоклапан БВ 57-13 с механическим приводом. Клапан, уста новленный на трубопроводе подачи охлаждающей жидкости, представляет собой регулятор потока типа ПГ 55-6, снабженный механическим приводом, состоящим иэ редуктора и шагового 55 электродвигателя. Блок управления выполнен в виде программируемого регулирующего устройства, которое может работать пс заданной программе в зависимости от входного сигнала термодатчика, прошедшего через мостовуюсхему и усилитель. Термодатчиком служит эачеканенная в инструмент термопара.Блок 17 управления состоит иэ усилителя ЭДС сигналов термодатчика инескольких реле, каждое из которыхнастроено на определенный интервалнапряжений и срабатывает в этом интервале, замыкая соответствующие контакты. Все реле настроены таким образом, что одновременное замыкание двухи более контактов исключается. Влюбом случае возможно замыкание одного контакта, либо все контакты разомкнуты. Для того, чтобы схема небыла слишком громоздкой, открытиекаждого клапана разбито на пять ступеней ст нуля до максимума, что приводит к ступенчатому изменению расхода жидкости и сжатого воздуха,Блок управления вь.рабатывает сигнал следующим образом,Сигнал ст термсдатчика (зачеканенной в поверхностном слое верхней пблуматрицы термспары) подается черезконечный выключатель в усилитель ЭДСи оттуда к одному из десяти реле блока управления. При срабатывании одного из реле напряжение от сети подается на определенную клемму схемы управления одного из двух шагсвых двигателей. Пссле этого схема автоматически вырабатывает определенное количество импульсов, поворачивая тем самым шагсный электродвигатель на определенный угол нли определенное количество оборотов, соответственно увеличивая расход жидкости или сжатоговоздуха. Бее десять реле выключаютсяпоследовательно по мере снижения температуры матрицы, причем каждое релесрабатьп;ает при определенном интервале температур. При выключении всехреле и конечнсгс выключателя оба щаговых двигателя получают команду навозврат в,исходное положение.Сравнительные испытания предлагаемого штампа и штампа, принятого забазовый объект, показали, чтб, приштамповке шестерен из стали 45 весом0,3 кг каждая температурой нагревао1050 С на известном штампе стойкостьматрицы составляет 2500 шт. поковок,стойкость пуансона 2000 шт. поковокиз-за образования на поверхности мат1235607 г Составитель О.КорабельниковТехред В,КадарКорректор М.Максимишинец едактор Н.Тупица Заказ 3041 ж 65 венн Тир осударс ам изоб Москва, писно комитета СССРи открытий по дел113035 тени -35,аушская наб., д Произво нно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,риц и пуансонов микро- и макротрещин,возникающих в результате разогреваповерхности инструмента и появлениязначительного температурного градиента. При использовании штампа предлагаемой конструкции, т,е. с применением охлаждения поверхности инструмента по предлагаемому способу, стойкость матрицы повышается в 2 раза исоставляет 5000 шт. поковок, а стойкость пуансона повышается в 3 раза исоставляет 6000 шт. поковок. Использование в процессе цикла охлаждения нескольких видов хладагентов, подаваемых по мере охлаждения инструмента последовательно один за другим или в смеси с одновременным изменением количества подаваемого хпадагента или смеси хладагентов по определенной заранее заданной программе, позволяет в наиболее короткое время охладить инструмент без снижения его стойкости и разрушения.