Способ непрерывного экструдирования проволоки и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социвиистических Республик(23) Приоритет - (32) 08. 03. 7 б,(51) М. Кл. В 21 С 23/08 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(3 ) бб 4 б 11 88) США Опубликовано 050379, Бюллетень9 Дата опубликования описания 050379(72) Автор изобретения ИностранецФрэнсиз Джозеф Фукс (США) Иностранная фирма Вестерн Электрик Компани, Инкорпорейтед(54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЭКСТРУДИРОВАНИЯ ПРОВОЛОКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к обработкеметаллов давлением методом. экструдирования и может быть использованодля производства проволокиИзвестен способ непрерывного экс 5трудирования проволоки, заключающийся в том, что прутковую заготовку неограниченной длины активным усилиемвнешнего трения тангенциально вводятв полость вращаемого инструмента, об 10жимают в нем и выдавливают черезнеподвижную матрицу 11,Недостатком этого способа является то, что активное усилие внешнеготрения прикладывают лишь к части наружной поверхности заготовки, находящейся в полости, а на остальнуючасть поверхности заготовки действует реактивное усилие внешнего трения, значительно уменьшающее общееусилие экструдирования.Целью изобретения является увеличение усилия экструдирования,Указанная цель достигается тем,что активное усилие внещнего тренйяприкладывают по всей наружной поверхности заготовки, находящейся в полости,Способ может быть осуществлен спомощью устройства, содержащего вращаемый валок с профильной кольцевойрабочей канавкой, установленную неподвижно в канавке матрицу и упорныйинструмент, образующий совместно срабочей канавкой полость для обжимаметалла,Упорный инструмент выполнен в виде вращаемого дискового ротора, взаимодействующего с валком,На фиг, 1 представлено устройствонепрерывного экструдирования проволоки, общий виду на фиг, 2 - сечениеА-А фиг, 1 (штрих-пунктирная линияпоказывает положение верхнего ротораотносительно нижнего); на фиг, 3участок заготовки, находящейся в рабочей зоне устройства; на фиг. 4 и5 - продольные сечения участковдвух роторов аппарата.Устройство содержит ротор 1 ивращаемый валок 2, Они установленыдля вращательного движения вокругвертикальных осей. Ротор имеет радиальную поверхность 3, обращеннуюк радиально расположенной поверхности 4 валка. Кольцевая рабочая канавка 5 проходит по поверхности валка.Она может иметься -образное поперечное сечение и использоваться длядеформации удлиненной заготовки651664 65 неопределенной длины, например прутка 6. Пруток имеет полукруглый участок 7 сечения и прямоугольный участок 8 сечения.Ротор 1 и валок 2 устанавливаются на соответствующих осях эксцентрично один относительно другого. Диаметр ротора значительно меньше диаметра валка. В любом положении при их одновременном вращении первый дуговой участок кольцевой канавки 5, а именно участок, показанный слева на фиг. 2, заполненный воском 9, перекрывается радиальной поверхностью 3 ротОра 1, в то время как второй дуговой участок кольцевой канавки 5, а именно участок, показанный справа на фиг. 2 и изображенный на фиг. 4, ею не перекрывается, Пруток б должен оставаться внутри перекрытого первого участка кольцевой канавки 5 так, чтобы его плоская поверхность 10, 20 образующая кромку прямоугольного участка 8 сечения, была наиболее удалена от полукруглого участка 7 сечения, перекрывающего поверхность 3,Матрица 11 с одним или нескольки ми очками установлена на изогнутом стебле 12, крепящемся к неподвижному опорному элементу 13, Матрица и ее стебель 12 входят в кольцевую канавку 5 и проходят через части ее закрытого 30 первого и незакрытого второго дуговых участков, Ротор и валок вращаются вокруг своих осей. При этом пруток б втягивается в кольцевую канавку 5 вдоль правой ее стороны и проходит поЗ 5 дуговому участку, пока не захватится ротором 1 и валком 2 и не пройдет через матрицу 11, чем и осуществляется экструзия одной или нескольких проволок 14 неопределенной длины.На фиг. 4 и 5 кольцевая канавка 5 располагается в сменном узле вкладыша, образованном из базового вкладыша 15 и поверхностного элемента 16. Каждый из них имеет форму кольцевого элемента в основном с 11 -образным 45 поперечным сечением, причем поверхностный элемент 16 удерживается внутри впадины вкладыша 15, например, посредством пайки. Узел вкладыша устанавливается по горячей посадке 50 в кольцевую выемку 17 валка 2, что обеспечивает создание предварительного сжимающего усилия внутри вкладыща.Радиально смещаемый плоский кольцевои узел содержит базовый вкладыш 55 18 и поверхностный элемент 19, Каждый из них имеет форму плоского кольца, причем базовый вкладыш утоплен с на- тягом по горячей посадке в кольцевой выемке 20 ротора 1, а поверхностный элемент 19 удерживается, например, посредством пайки в контакте с базовым вкладышем 18, Базовый вкладыш 18 и поверхностный элемент 19 стремятся несколько изогнуться наружу в их центральной части вдоль участков плоского кольца, которые не перекрываются кольцевой канавкой валка 2.Однако там, где кольцевая канавка 5перекрывается наклонным ротором 1Рнижняя поверхность элемента 19 служит для перекрывания кольцевой канавки, причем каждый элемент узлавкладыша и плоского кольцевого кольца вжимается в их соответствующиевыемки 17 и 20 и вследствие наклонадеформируется сжимающими усилиямивдоль поверхностных элементов 16 и .19. За счет этого ротор 1 и валок 2и обеспечивают экструзию металлачерез матрицу 11. При этом относительно слабые растягивающие усилияимеют место в периферийных поверхностях базовых вкладышей 15 и 18,В это время узел вкладыша и плоскоекольцо создают эффективное уплотнение вокруг прутка б внутри кольцевойканавки 5,При работе устройства пруток 6первоначальной длины может быть предварительно покрыт составом, передающим касательные напряжения. Прутокпоцается вручную в кольцевую канавку 5 так, чтобы он вышел в постепенноуменьшающийся зазор под нижней частьюрадиально расположенной поверхности3 ротора 1. Последовательные элементы прутка б могут также покрыватьсясоставом, передающим касательные напряжения, Состав представляет собойтекучий материал высокой вязкостии прочности на срез, Он должен смазывать матрицу 11, а его вязкостьможет изменяться в. зависимости отизменения давления, температуры искорости выдавливания лишь минимально. Этим условиям отвечает воск,Гидродвигатель 21 приводится вдействие, передавая вращение ведущейшестерне 22, кольцевым шестерням 23и 24. Вращение кольцевой шестерни23 передает вращение полому валу 25и валку 2 вокруг своей вертикальнойоси. При этом кольцевая шестерня 24заставляет вращаться шестерню 26, аот нее ротор 1 вокруг своей наклонной оси. Скорости вращения ротора 1и валка 2 разные, однако их тангенциальные скорости одинаковы вблизиместа входа прутка 6 в матрицу 11.Одновременно вращение ротора 1 и валка 2 заставляет пруток б продвигатьсяк матрице 11 и через нее, тем самымобеспечивая непрерывный процесс экструзии.Работает устройство следующим образом,Пруток б покрывается воском и затемзадается в рабочую канавку 5 валка 2.Затем он перемещается по дуге соответствующего сегмента кольцевой канавки 5к матрице 11 за счет вращения валка.При этом поверхность 3 ротора 1 иповерхность 4 валка 2 сближаются другс другом благодаря наклону оси ротора 1, Таким образом, нижняя плоскостьповерхностного элемента 19 входит вконтакт с общей верхней поверхностьюбазового вкладыша 15 и его поверхностного элемента 16При этом соответствующие поверхности элементов 19 и 16окружают восковое покрытие на данномэлементе прутка б,При вращении ротора 1 и валка 2вокруг их осей оба узла(узел плоского кольца и узел вкладыша) начинаютдеформироваться под влиянием продоль- Юных сил, возникающих в полости междурадиально расположенными поверхнос тями 3 и 4 ротора 1 и валка 2, В результате достигается положение; прикотором контактирующие поверхностиузла вкладыша и узла плоского кольцадеформируются в плоскостные элементы.Узел вкладыша и узел плоского кольцавзаимодействуют теперь так, что полностью изолируют кольцевую канавку 5 2 рот выдавливания из нее воска и материала прутка б, Последний подвергается действию непрерывно возрастающихсил с момента его входа в сужающуюсяполость между ротором 1 и валком 2,за счет сжимающих усилий, возникающих из-за упругости узла вкладыша"и-плоского кольца, Величина давлениявнутри воска, окружающего пруток б,также увеличивается. Касательные на-пряжения,передаваемые прутку б воском,обеспечиваюТ продвижение материалапрутка б с покрытием к матрице 11,Благодаря непрерывному совместномувращению ротора 1 и валка 2 прутокподается по кольцевой канавке 5 к 35входу в матрицу 11, В этом положениисжимающие усилия достигают максимума,что обеспечивает гидростатическуюэкструзию материала через матрицу 11.При этом тангенциальные скорости ротора 1 и валка 2 одинаковы, что иобеспечивает максимум величины толкающей силы, действующей на материалпрутка в направлении матрицы 11.Материал прутка через очко матрицы 11 выдавливается и через изогнутый стебель 12 и опорный элемент 13 делитсяна отдельные проволоки.Упорные подшипники 27 и 28 могутвоспринимать значительное давление 50экструзии за счет противодавлениягидравлической жидкости в герметичной камере 29, передаваемого валу ротора 155Описанное устройство и способ являются иллюстрацией. предпочтительного варианта выполнения изобретения. В других вариантах заготовка иного сечения может быть экструдирована без использования промежуточной среды, передающей касательные напряжения, За счет непосредственного контакта ма-" териала заготовки с инструментом. Внедрение изобретения позволит интенсифицировать процесс непрерывного экструдирования проволоки.Формула изобретения1, Способ непрерывного экструдирования проволоки, заключающийся втом, что прутковую заготовку неограниченной длины активным усилиемвнешнего трения тангенциально ввсдятв полость вращаемого инструментаобжимают в ней и выдавливают черезнеподвижную матрицу, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью увеличения усилия экструдирования, активнсеусилие внешнего трения при введениизаготовки в полость прикладываютко всей наружной поверхности загстсвки, находящейся в полости,2, Способ по п, 1, с т л и ч а ющ и й с я тем, что заготовку передэкструдированием покрывают пластичнымматериалом,3, Устройство для осуществленияспособа по и, 1, содержащее вращаемыйвалок с профильной коЛьцевой рабочейканавкой, установленную неподвижно вканавке матрицу и упорный инструмент,образующий совместно с рабочей канавкой полость для обжима металла, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что упорныйинструмент выполнен в виде вращаемогодискового ротора, взаимодействующегос валком.4. Устройство по п. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что дисковыйротор установлен эксцентрично относительно валка с частичным перекрытиемкольцевой канавки.5. Устройство по п 3, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью плавного увеличения сбжимающего усилия,ось вращения дискового ротора размещена под углом к оси вращаемого валкаб, Устройство поп, 3,4,5, с тл и ч а ю щ е е с я тем, что валокснабжен упругим вкладышем с рабочейканавкой, утопленным в тело валкас зазором в данной части и взаимодействующим с рабочей поверхностью дискового ротора,7. Устройство по п, б, о т л и ч аю щ е е с я тем, что валок и роторвыполнены с приводами, обеспечивающими их одинаковую тангенциальную скорость в выходной части полости,8. Устройство по и. б, о т л ич а ю щ е е с я тем, что роторснабжен выполненным из упругого материала кольцевым вкладышем с натягом,утопленным в тело диска ротораи взаимодействующим с рабочей канавкой.Источники информации, принятыевс внимание При эксйертизе1. Патент Франции Р 2270021,кл, В 21 С 23/02, 1975,651664 Фаг. Фаг. иг.У Составитель М,ДорофеевТехред Л. Алферова . Корректор А,Кравченко рк ак аказ 837/5 лиал ППП 1.Патент, г,ужгород, ул,Проектная Тираж 103 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Ра Подписноекомитета СССРоткрытийшская наб., д.4/5