Способ пластического деформирования заготовок и устройство для его осуществления

(51) 4 В 21 П 26/06 И КОМИТЕТ СССРТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОСУДАРСТВЕНК О ДЕЛАМ ИЗО ИЯ юл. 9 брабо идропластич(ВС)тов Петков Тодор усева Иорданкала Мирчевевски, Никнчев Ботев ецов,ла ИванГеоргиНайдено) н Хри Петро 088.8 ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) НПСП по Хка на металите(72) Георги КосСтойков ТодоровАтанасова, НикоСтефан Колев ДеРадев, Ботьо ПеМетев Метев, Иви Яким Найденов(54) СПОСОБ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕфОРВАНИЯ ЗАГОТОВОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частностик способам пластического деформирования заготовок и устройствам для егоосуществленияЦель - расширение технологических возможностей. Для этогоустройство содержит матрицу 12 ирасположенный соосно с ней рабочийинструмент (РИ ) 6, имеющий глухоеосевое отверстие 7 и радиальные каналы. РИ 6 связан с поршнем силовогоцилиндра 1, в котором имеется нагнетательная полость (НП) 2, заполнен141 ная рабочей средой, Осевое отверстие 7 РИ 6 сообщено посредством отверстия в поршне с НП 2. Силовой цилиндр 1 смонтирован на подвижной части 11 пресса. В стенке силового цилиндраограничивающей НП 2, установлен плунжер 14, соединенный с импульсным активатором 1 5. После установки в матрицу 12 заготовки и РИ 6 в систему вводится рабочая среда. Поршень перемещается вниз до контакта с торцом РИ 6. Затем происходит пластическое деформирование начала заготовки, в результате чего образуется герметичная полость между нею и РИ 6. В НП 2создается статическое давление, пропорциональное требуемому деформирующему усилию, и дополнительное давление импульсного характера. Суммирование этих давлений позволяет создать высокое усилие деформированиязаготовки, Импульсное нагружениеможет быть осуществлено через равныепромежутки времени. В частном случаепоршень может быть выполнен с осевымотверстием для размещения плунжера,а импульсный привод закреплен напоршне. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при пластическом деформировании заготовок, применяемых в металлургии и машиностроении.Известен способ пластического деформирования, заключающийся в том что в закрытое деформационное пространство подают под высоким давлением рабочую среду и осуществляют поочередное локальное воздействие его на расположенные в этом пространстве части заготовки, которые ведут одновременно с пластическим деформированием заготовки (авторское свидетельство НРБ 9 23783, кл. В 21 В 19/10,10.11.77).Известное устройство для осуществления этого способа, содержащее матрицу и рабочий инструмент с глухим осевым отверстием и сообщающимися с ним сквозными радиальными каналами, связанный с поршнем силового цилиндра, оснащенного приводом его осевого перемещения и имеющего заполненную рабочей средой нагнетательную полость, соединенную с глухим осевым отверстием инструмента.Недостаток указанных способа и устройства заключается в том, что при использовании их нельзя получить высокое давление рабочей среды, превышающее предел текучести материала обрабатываемой заготовки. Получение такого давления ограничивается площадью нагнетателъной камеры. Для того, чтобы обеспечить более вы 2сокое давление рабочей среды, необходимо уменьшить площадь нагнетательной камеры, что приведет к уменьшению площади сечения поршня и,следовательно, к снижению его прочности.Цель изобретения - расширение технологических возможностей способапластического деформирования заготовок и устройства для его осуществления.Для достижения этой цели согласноспо со бу пластического деформиров аниязаготовок, заключающемуся в том, чтов закрытое деформационное пространство подают под высоким давлением рабочую среду и осуществляют поочередное локальное воздействие ею на расположенные в этом пространстве части заготовки, которые ведут одно 20временно с пластическим деформированием заготовки, осуществляют импульсное нагружение расположенной в закры-.том деформационном пространстве рабо 25чей средыКроме того, импульсное нагружениеосуществляют через равные промежуткивремени.Устройство для пластического де 30формирования заготовок, содержащеематрицу и рабочйй инструмент с глухим осевым отверстием и сообщающееся с ним сквозными радиальными каналами, связанный с поршнем силовогоцилиндра, оснащенного приводом егоосевого перемещения и имеющего заполненную рабочей средой нагнетательную полость, соединенную с глухим314179осевым отверстием инструмента, снабжено подвижно установленным в стенке1силового цилиндра, ограничивающей гнагнетательную полость, и уплотненным относительно нее плунжером исвязанным с ним импульсным приводом,Кроме того, устройство снабженодросселями, устайовленными в радиальных каналах рабочего инструмента, 1 Опоршень выполнен с осевым отверстиемдля размещения плунжера, а импульсный привод смонтирован на поршне.На фиг;1 изображено устройство,продольный разрез; на фиг.2 .- то же,другое исполнение поршня с осевымотверстием для плунжера.Устройство (фиг,1) содержит силовой цилиндр 1, в котором имеются заполненная рабочей средой нагнетательная полость 1, канал 3 для удалениявоздуха и канал 4 для подачи рабочей среды. В силовом цилиндре 1 установлен поршень 5, имеющий дросселированное центральное отверстие. Споршнем 5 соединен рабочий инструмент 6, имеющий глухое осевое отверстие 7, соединенное с дросселированным центральным отверстием поршня 5,и сквозные радиальные каналы 8,сообщенные с глухим осевым отверстием 7. Радиальные каналы 8 соединенытакже с впадинами зубов 9 рабочегоинструмента.Силовой цилиндр 1 смонтированпосредством стабилизатора 1 О на под 35вижной части привода осевого перемещения, например, к подвижной части11 пресса.Соосно рабочему инструменту 6 вматрице 12 с профилированной внутренней поверхностью расположена заготовка 13.Передний конец рабочего инструГмента 6 установлен в заготовке 13,причем впадины зубов 9 и заготовка13 образуют закрытое деформационноепространство. В силовом цилиндре 1установлен и уплотнен. плунжер 14,соединенный с импульсным активатором 15, установленным на приводном50механизме 16. В устройстве (фиг.2) нагнетательная полость расположена в рабочем инструменте 6. Импульсный активатор 15 и плунжер 14 установлены в поршне 5 силового цилиндра 1Кроме того, радиальные каналы с рабо 634чего инструмента 6 снабжены дросселем 7,Указанными двумя вариантами выполнения не исчерпываются все возможности устройства для реализации способа. Возможно осуществление пластического деформирования внутренней и внешней поверхностей заготовки 13 посредством подачи дополнительной импульсной нагрузки рабочей среды. Рабочий инструмент, необходимый для осуществления такой обработки внешней поверхности, выполнен аналогично инструменту, обрабатывающему внутреннюю поверхность.Устройство (фиг,1) работает следующим образом.В матрицу 12 вкладывается заготовка 13, а соосно сверху заготовки 13 - рабочий инструмент 6. В систему вводится рабочая среда через канал 4 для подачи, заполняется нагнетательная полость 2 и поршень 5 передвигается в конечное положение. Из силового цилиндра 1 удаляется воздух через канал 3 и после этого подвижная часть пресса 11 передвигается вниз, причем передвигается также поршень 5 до уплотнения с рабочим инструментом 6. В положении через глухое осевое отверстие 7 и сквозные радиальные каналы 8 рабочего инструмента 6 заполняются впадины зубов 9 рабочей средой. Одновременно с этим под действием прессового усилия Р рабочий инструмент 6 погружается вниз в заготовку 13, пластически, деформируя при этом ее начало. После плотного закрытия впадин зубов 9 рабочего инструмента 6 заготовкой 13 в нагнетательной полости 2 создается высокое давление Р, пропорциональное деформирующему усилию. Непосредственно после этого приводится в действие приводной механизм 16 импульсного активатора 15 и посредством плунжера 14 в нагнетательной полости 2 создается дополнительное давление импульсного характера Р, В этот момен общее давление во впадинах зубов 9 рабочего инструмента 6 представляет собой сумму этих двух давлений Р + Р.Если С - это напряжение текучести металла заготовки в областях, где матрица 12 прикасается к заготовке 13, а Б- это напряжение текучести в местах, где под заготовкой 13 имеется полость, то О с б вследствие5 14179 предварительного наклепа и наличия огибающих моментов над полостями. Вследствие этого импульсного воздействия давления на поверхность и плас" 5 тической деформации в зоне контакта с рабочей средой, расположенной между зубом рабочего инструмента 6 и деформированным металлом, последний заполнит эти полости. С помощью подбо ра диаметров и длины отдельных ступеней рабочего инструмента 6 и скорости пресса регулируется скорость движения рабочего инструмента 6, а посредством регулирования частоты и си лы воздействия Р на плунжер 14 регулируется дополнительная импульсная степень деформации устройства. В зависимости от характера обрабатываемой профильной или гладкой по верхности импульсное воздействие рабо чей среды направляется вдоль длины обрабатываемой заготовки 13 посредством передвижения рабочего инструмента 6. В результате этого в дан ных зонах можно наносить необходимые за единицу времени импульсы.Устройство (фиг.2) работает следующим образом.В матрицу 12 вкладьвается заготов ка 13, а в нее - рабочий инструмент 6, нагнетательная полость 2 которого заполняется рабочей средой и из нее удаляется воздух. К поршню 5 прикладывается прессовое усилие Р, вслед- З 5 ствие чего рабочий инструмент 6 входит в заготовку 13, а впадины зубов 9 эакрьваются внутренней поверхностью заготовки 13. Полученная емкость заполняется рабочей средой, пропущен ной через дроссель 17. После полного размещения рабочего инструмента 6 в заготовке 13 дроссель 17 полностью открывается и включаеТся импульсный активатор 15. Прессовое усилие Р 45 предварительно создает высокое давление в нагнетательной полости 2, а под воздействием импульсного активатора 15 нагнетаются дополнительные порции рабочей среды с повышенным 50 давлением через радиальные каналы 8 1 63во впадины зубов 9 и осуществляется гидропластическое деформироваиие,Формула и з о б р е т ения1. Способ пластического деформирования заготовок, заключающийся в том, что в закрытое деформационное пространство подают под высоким давлением рабочую среду и осуществляют поочередное локальное воздействие ею на расположенные в этом пространстве части заготовки, которое ведут одновременно с пластическим деформированием заготовки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширениятехнологических возможностей, осуществляют импульсное нагружение расположенной в закрытом деформационномпространстве рабочей среды,2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что импульсное нагружение осуществляют через равныепромежутки времени.3. Устройство для пластическогодеформирования заготовок, содержащеематрицу и рабочий инструмент с глухим осевым отверстием и сообщающимисяс ним сквозными радиальными каналами,связанный с поршнем силового цилиндра, оснащенного приводом его осевогоперемещения и имеющего заполненнуюрабочей средой нагнетательную полость,соединенную с глухим осевым отверстием инструмента, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширениятехнологических воэможностей, оноснабжено подвижно установленным встенке силового цилиндра, ограничивающей нагнетательную полость, иуплотненным относительно нее плунжером и связанным с ним импульсным приводом.4. Устройство по п.3, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабженодросселями, установленными в радиальных каналах рабочего инструмента, поршень выполнен с осевым отверстиемдля размещения плунжера, а импульсныйпривод смонтирован на поршне..г Составитель Н.Пожидаеведактор Н.РогуличТехред М. Ходанич липенко орректо одписно Заказ 4 Проектная, 4 зводствецно-полиграфическое предприятие, г, Ужг 9 ТиВНИИПИ Госудапо делам из 13035, Москва,аж 709 ственн бретен -35, Р комитета СССРи открытийская наб., д, 4/5