Устройство для изотермического деформирования заготовок в безокислительной среде

АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ еблюк и Т. М. Р .г нижь 1;й деформируюру 1 загрузки кой, рабочую ней рабочими пуансоном 4 верхним 6 и агрева 1 еляминагреватели ндвитые вок е в керамиче. ОС УДАР СТ 11 Е ННЫ И КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТ КРЬ ТИ ЯМРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЗАГОТОВОК ВБЕЗОКИСЛИТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при точной горячей изотермическойштамповке деталей в безокислительнойсреде. Цель изобретения - повышение производительности работы устройства. Штамповое пространство рабочей камерынагревают до температуры деформации заготовки при помощи индукционных нагревателей рабочих инструментов, а такженагревателя заготовки. Заготовку устанавИзобретение относится к обработке металлов давлением и может использоваться при изготовлении точных штампованных деталей в безокислительнсй среде.Цель изобретения - повышение производительности работы устройства и повышение качества изделий за счет осуществления окончательного прогрева заготовки под деформацию непосредственно в зоне действия деформирующих инструментов и за счет осевой подвижности нагревателя заготовки, способного дополливают в камеру загрузки,создают в камере загрузки безокислительную среду путем вакуумирования или заполнения инертным газом, вводят заготовку в рабочую зону штампового пространства рабочей камеры с последующей установкой ее на еыталкивателе, прижимают заготовку к выталкивателю пуансоном и вводят ее в полость индукционного нагревателя путем подьема последнего при помощи силовых цилидров. Затем осуществляют форсированный нагрев заготовки путем индуктора и одновременно прогревают заготовку до тем 1 ературы деформации путем выдержки ее в контакте с рабочими инструментами в полости индукционного нагревателя, После этого горячую заготовку устанавливают в полость матрицы при опускании пуансона и выталкивателя и осуществляют ее иэотермическое деформирование. По окончании деформирования изделие извлекают из полости матрицы при пОмОщи вытдлкиватРля и удаляют из устройства через камеру выгрузки. 1 ил. нительно нагревать ищий инструментНа чертеже показано устройство в продольном разрезе.Устройство содержит камезаготовок, отделенную заслонкамеру 2 с установленными винструментами - матрицей 3.и выталкивателем 5, а такженижним 7 индукционными нрабочих инструментов. Этипредставляют собой спирали,руг колец 8 и 9 и замурованныскую теплоизопяцию. Внутри рабочей камеры 2 вокру 303 ч пгйс яип )1.Орм)1 руР;1 лх инструментов размещен нагоеватель за. о товки, выпопненныи в виде индуктора 10 с ма нитопроводом 11 пьсотой, пропо)циональной высоте камеры 1 загрузки, Он также замурован в керамическую теплоизоляцию и установлен концентрично индукционным нагревателягл б и 7, над нагревателем 7 с возможностьку осевогг)еремещения относительно деформирующих инструментов посредствоул силовых цилиндров 12. Устройство также содержит камеру 13 выгрутки изделий и систему обесг.ечения Гезок)1 с;лтепьгй средь, пкпн)ч-ющую вакуу 1 л,1 г а осы 14, Гталло)1 ь г)нетпь 1 м газом 15 перепускные клапа ь 15. Индукцигннь е на реватели б и У соединены с исочником питания токоул;ц пулышленной часготы, Индукционный нагосвагель 10 соединен с истоником питания; .м средней часто) ь Рабочая камера 2:ьпяется герметичной,Устройство работает следующим образом.Деформируощие инструменты и зону их действия в рабочей камере нагревают до температуры деформации заготовки при помощи индукционных нагревателей б и 7, а также нагревателя 10 заготовки, Заготовку 17 устанавливают в камеру 1 загрузки, создают в камере загрузки безокислительнук среду путем вакуумирования или заполн ния инерным гаэоул, вводят заготовку в гер- метичнуО рабочую камеру 2, устанавливают ее е зоне действия деформирующих инструментов на выталкивателе 5, приукимают заготовку к выталкивателю 5 пуанг;оном 4 и вводят ее в полость индукционноГо наг ревателя 10 путем подьема последнего при помощи силовых цилиндров 2. Затем осуществляют форсированныи нагрев заго. товки за счет Одновременного нагрева индуктором 10 и окончательно) и, Орева до температуры деформации путем выдержки заготовки в контакте с рабочими исрументами - пуансоном 4 и пь талкива)елем 5 в полости индукционно о на реватепя 10 после этого горячую заготовку вводят в полость матрицы 3, при опускании пуансона 4 и выталкивателя 5 осуществляюг е изотер МИЧЕСКОЕ дЕфОрМИрОВаНИС (Шт аМгОВКу), ПО окончании дефорулирования изделие извлекают из полости матрицы 3 при помощи вытапкивателя 5 и удалякут из с)Гойства через камеру 13 выгрузки.Основным преимущег)вом изобрете ния является повышениеачества г)пу ае- МЫХ ИЭДЕП 1 И С ОДт)Р, к)ННЫУ 1 повышением производитепьуО и р,Лоть10 15 20т 30 35 40 4 - 50 г,г,устройства, Это достигается эа счет сниже- Ч 1 Я П)ОуОЛЖИТЕЛЬНПСТИ НаГРЕВа ЗВГОТОВКИ и г;окращения врем; и ребывания ее в области выгоких тгтлператур в результате выГглнения форсированно)о нагрева заготовки непосредственно в рабочей камере, в зоне действия деформирующих инструментов, осуществляемого путем од )овременноГО Введения индукционного нагрева заготовки со с;ороны ее боковой ПОВЕРХНОСТИ И КОНтактНОО НВГРЕВа От ДЕ орм:1 рующих инструментов, нагретых до температуры деформации заготовки со стороны ее торцовых поверхностей, благодаря чему гнижаеся иненсивуость роста зерен металла, взаимгудейс вия с кислородом, азотом, водород м и утругюлиазами, образующими соединения на его повер) ости и проникающими в его кристаллическую решетку, и что, таким образом, обеспечивает меньшее изменение механических своиств улеталла, меньп)ее Окисление поверхности заготовки, а также поггучение более мелкозернистой структуры,Поскольку в цилиндрических телах, охваченных индукгором, ось симметрии которого совпадает с осью симметрии цилиндра, количество тепла, выделяющегося на их торцовых поверхностях, весьма мало по сравнению с теплом, выделяющимся на их боковых поверхностях (поэтому при моделировании индукционного нагрева вместо сппошного цилиндра часто берут трубу), одновременное осуществление контактного нагрева заготовки путем выдержки ее в контакте с рабочим инструлентом в полости индукционн.)го нагревателя позволяет создать тепловой поток в заотовке со сторо ны ее торцовых поверхностей, Необходимость осуществления на)рева заготовки до температуры деформации до ее установки в полость штампа обусловтена необходимостью подведения магнитного потока по всей боковой поверхности заго ) овки, что необходимо для достижения форсиро)г. нного нагрева заготовки. Кроме того, при итамповке выдавливанием по окончании установки здГотовки В полость штампа осу.цествить нагрев ее индукционным способом невозможно.установка чндукционнгго нагревателя :а отовки с взмож остью:.севого перемещения поэволяе) испол ьзовэт ь его в качестве нагревателя до )олитеу ьного для нагрева дефоомирующих инс рументов, что обусловливает повышение произ)оди)епьн тети абот уст;.ОГ)гтва зп счет спкраще;ия )рем, ни выхода шгамг.В.ГО блокг) ":бо,)1 й теглГтерауу)ныи рз ким, ч та : позВопчет сохг,.,1 и-с, 1687348прежними габариты , штампового блока за счет возможности отведения агревэтеля при перемещении заготовки иэ камеры загрузки в рабочую камеру, чта обусттвт ивает снижение потерь теплоты в орчжа ащукэ среду и, зч счет этоса, звана . ю элс ктраэнергии изавышение праиэвадител ьнс 1 сти Выцолн; ие данного 1,;грев;тела ецсд вижным ведет к улэл.тченик) т лбаритат штамповсто блока, ,авьшег;нс.гл, рясод, электроэнергии и снижению провводи тел ьности.Вьпалнение нагревателг:агатавак в .лде индуктора с магниот 1 равцдаг ;ысотой, пропорциональной высота цалссги камеры загрузки, обуссавлено необходимостью создания резко выраженной концентрации индуктирава.тто тока На ВСЕЙ 1 ахаоай ;аВЕ;:ХГастВ 1 ЛгЧЕМай заготовки и отведения магнитна а пата а от неподлежащих нагреву злелегтав ш гампового блока (во время нагрева загатое:и), Г 1 аскольку высоту камеры загрузки газг ачают пропорционально высоте заготовки, то высоту магнитопровода выбирают црапорциа нально высоте камеры загрузки. Шириэ паза в магнитопроводе должна быть не тле нее высоты заготовки, а в лучшем с,;чае равна последней, поскольку пГавышенл, ширины паза в магнитопроваде ад высотой заготовки ведет к снижению эффектв ности нагрева и к возникнаяени. опасности перегрева деарглирук 1 щ 1 х ис трументав,В связи с тем, что цри индукционном нагреве теплота ца сечению расцределяе 1- ся неравномерно, причем чем больше глубина проникновения тока тег. меьше неравномерность, и с тем. 1 о ;1 ельпением частоты тока эквивалентнаялчби а и рс- НИКНОВЕНИЯ тОКа УВЕЛИЧИВавт;, 1 О ДЛЯ нагрева деформирующх истаултентав пригленяют ток с частатои, не цпевьиа ащей ц ромы ш ленную (50 Г/см) Соединения индукционнао нагревателя заготовки, использующегося одновременна в качестве нагревателя для нагрева д.формирующих и 1 стпументав с источникам питания средней ас то ы (1 50 Г ц 1 0 к т). обусловлено ем, то штамповку в вакуулге ейтральной атл 1 осфере арона, ели лх смеси применя;от для заготовок неМльш й толсцины, 0 а нагрев зага 1 авак солщ. най м.;нее 150 мминдукцианныл 1 такам паомыцленой частоты является неэФфестив-,м в частнести, из за ниь аго коэффицицта полезного дей ствия, и поэтому гл,Ф 1 Ьб а рв штлмт;у 15 емых за;ставок стбесцсчи ают цри среднихчастотах,Ф о р ",л у л а и з о .т Гт е -,;. 1 я Уст,".,ойстводля лат;рг 1 г 1 с аеф 1 р мирования заготовок в бе-,акл,те, ьнойсреде, содержащее термс 1;чнуа,;аб ук камеру с размещенными в с й ттрхним и нижним деформирую цим 1 струмен тами, соответственно рас пала.кен ымверхним 25 и нижним индукционными нагревателямидсформирующих инструглетов, камеру загрузки заготовок и камерч выгрузки тзде лий, отделенных засланк.ми о 1 р Гчел камеры, нагреватель за 1 с вхи, л та,; ги ЛО стему обеспечения в раб,чеи камере безокслитепьнай среды, а г л и ч а ю щ с-. . с я тем, что, с целью пар 1"ния цасизвад 1 тельна;ти рабаты и лачесгва цалучас льх из дели ,. натреват,.;ль злга вки с абже ",5 цо, адам его асееасс цер. леще я вы - ,олне в виде кольцевого и 1 дуктара с гагнитэ проводам выса.сй црдцрциснальгай выссте камеры загрузки зяга 1 авс;к, ус т ав ",н вутри рабочей камеры вохру, зань, 40 деиствия дефармирующих иструм 1 авнэд нагревателем нижне;. исрумен та кстцентрича с:му и,аеднен с " таникогпитания током средней частоты1687348 едактор Л, Павлова Тираж Подписное венного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 каз 3665ВНИИПИ Госу Составитель О. Ко Техред М.Моргент ьников Корректор А, Осаул