Устройство для гидростатической деформации проволоки

(5 ИЕ ИЗОБРЕТ ОПИ е ститут кая и ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 707640, кл. В 21 С 25/00, 1977.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРОВОЛОКИ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением; в частности к гидростатической обработке проволоки. Сущностьизобретения: устройство для гидростатиче. Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к гидростатической обработке проволоки.Цель изобретения - увеличение производительности и упрощение конструкции устройства.На фиг. 1 изображено устройство для гидростатической деформации проволоки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б на фиг. 2.Устройство для гидростатической деформации проволоки содержит контейнер высокого давления 1 в цилиндрической внутренней полости которого размещены барабаны 2 и 3 на приводных валах, соответственно, 4 и 5, механизмы раскладки 6, регулируемые приводы вращения 7 и 8, матрицы (волоки) 9 и 10 с опорными элементами 11, опорный узел 12 приводных валов,ской деформации проволоки содержит кон-тейнер с герметичной полостью под высокое давление жидкости, две волоки, установленные в стенке контейнера по разные стороны от оси, установленные по оси контейнера два вала с отдельными приводами вращения, размещенные на валах барабаны с проволокой, приводной цилиндрический кулачок, установленный саосно барабанам. В герметичной полости па разные стороны от оси контейнера установлены механизмы раскладки проволоки в виде цилиндрических штанг, одними концами взаимодействующих с торцевой копирной поверхностью цилиндрического кулачка. 3 ил. фланец 13 контейнера с уплотнительными элементами 14, байонетный затвор 15, индикатор давления 16, размоточно-приемные механизмы 17 и 18,Механизм раскладки 6 содержит цилиндрические штанги-проволоководители 19, проходящие сквозь корпус контейнера за его пределы, уплотненные по концам элементами 20, пружины 21, цилиндрический кулачок 22 с торцевой копирной поверхностью 23, взаимодействующей со штангами, привод вращения 24 кулачка, Штанги 19 выполнены с возможностью перемещения в осевом направлении. и в зоне обслуживаемого барабана снабжены цилиндрическими штифтами-проволокоделителями 25. расположенными перпендикулярно оси штанг.Камера контейнера содержит боковые карманы (радиальные расточки) 26, выпол10 20 25 30 35 40 45 50 55 ненные вдоль ее рабочей части. Боковыекарманы 26 соединены с матричной областью в стенке контейнера 1 коническимиканалами 27, больший раструб которого соответствует по величине длине рабочей части барабанов 2, 3,Приводной вал 5 барабана 3 выполненполым 1 с кольцевым поперечн ь м сечениеми размещен коаксиально другому валу 4 барабана 2 со сплошным сечением круга.На входном участке приводные валы барабанов имеют коническую форму с одинаковой конусностью сопряженныхповерхностей, с уклоном в сторону камерывысокого давления, при этом они наделенывозможностью осевого перемещения привзаимодействии с гайками опорного узла12.Позицией 28 обозначен дроссельнцйкран, через который манометр 16 соединенс камерой высокого давления-.На фиг. 1, 2 барабан 3 показан как втягивающий заготовку 29 и создающий в результате чего высокое давление в камереконтейнера 1, а барабан 2 изображен какотдающий заготовку в очаг деформации.При этом волока 9 является уплотнительной, а волока 10 рабочей деформирующей.Позицией 30 обозначено деформированное иэделие.Камера контейнера 1 герметизированапо торцам уплотнительнцми элементами 14фланца 13 с одной стороны, коническим со пряжением приводных валов и контейнерас другой стороны, вход проволоки в контейнер и выход из него уплотняется самим материалом обрабатываемой проволоки.Контейнер 1 в торцевой части с одной стороны имеет три секторных выступа для байонетного соединения с фланцем 13 ипосадочные гчеэда для уплотнений 20штанг 19 механизма раскладки, С другойстороны - ааоине посадочные гнездадля уплотнений 20, коническую расточкудля сопряжений с входным участком приводного вала 5, резьбовые растопки дляопорного узла 12 и боковые окна для приводных элементов привода 7, 8 и 24.. Барабаны 2 и 3 выполнены с одинаковыми параметрами рабочей части, т.е, имеютравные по величине длину укладки, диаметры намотки и тд,Высота подъема копирной поверхностикулачка механйэма раскладки, представляющей два полувитка винтовой поверхностипротивоположного направления, соответствует ходу штанги-проволоководителя и равна по величине рабочей части барабана.Согласно графическим материалам механизма 17 является раэмоточным, отдающим проволоку, механизм 18 - приемным, тянущим проволочное деформированное изделие,Как вариант исполнения устройство может быть выполнено с количеством барабанов, втягивающих и отдающих, большим двух.Устройство работает следующим образом. В камеру контейнера 1 размещают барабан 3, закрепляя его, соответственно, на приводном валу 5, Готовят проволочную эаготовку 29, катушку с которой устанавливают на размоточном механизме 17,предварительно пропускают ее конец через опору 11, матрицу 9 и закрепляют на барабане 3, например, вставляя конец в прорезь, выполненную на рабочей части барабана. Затем берут барабан 2 с предварительно намотанной заготовкой., подлежащей деформации, и закрепляют на приводном валу 4, Объем заготовки который укладывается на барабан, составляет 0,8 от полного объема вмещаемого его рабочей частью,Конец заготовки острят до размера изделил 30, пропускают через матрицу 10,.опору 11 л закрепляют на приемно-тянущеммеханизме.18, Уагрицы 9 и 10 фиксируют вконтеинере опорами 11. После чего камеру заполняют рабочей жидкостью (заливают касторовое или тонасформаторное масло), закрывают фланцем 13, который в свою очередь фиксируют байонетным затвором 15, скрепляющим фланец-с контейнером. Таким образом устройство подготовлено к работе.Подготовив устройство к работе, вклю-. чают привод 8, приводящий во вращение барабан 3, который начинает втягивать заготовку 29 вовнутрь контейнера, и привод 24 механизма раскладки 6, который равномерно и плотно укладывает заготовку на барабан. Втягиваемый металл заготовки, которая уплотняется на входе самим металлом втягиваемой заготовки, при этом степень обжатия заготовки 29 в матрице 9 составляет в пределах упругой деформации0,01-0,1;4, создает давление жидкости, необходимое для гидростатической обработки, Величина давления, создаваемого в камере, определяется объемом втянутого металла, т.е. определенной длины проволочной заготовки, сматываемой с размоточного механизма 17,При достижении необходимого для обработки давления, контролируемого по индикатору давления (манометру высокого давления 16), включают привод приемно-тянущего механизма 18, привод 7 вращения барабана 2 и осуществляют гидростатическую деформацию заготовки с барабана 2 по определенной заранее схеме деформации. Постоянство величины давления в процессе обработки поддерживают и регулируют скоростью вращения привода 8, т.е. скоростью вращения барабана 3 и объемом материала заготовки, втягиваемого в замкнутую камеру в единицу времени; Соотношения объемов выпрессовываемой проволоки и втягиваемой рассчитывают таким образом, чтобы к моменту полного заполнения рабочей части барабана 3 заготовкой 29, процесс деформации проволоки 30 с катушки 2 закончился,По мере приближения процесса деформации к завершению останавливают привод приемно-тянущего механизма 18, привод вращенЪя 7 барабана 2, привод вращения 8 барабана 3, сбрасывают давление. Сброс давления осуществляют реверсированием привода 8 и 17 и смоткой на катушку механизма 17, вытягивания части проволочной заготовки; в обратном направлении, из камеры высокого давления, или при необходимости ускоренного сброса осуществляют через дроссельный кран 28,Следующий цикл гидростатической обработки может быть реализован по различным технологическим регламентам. с разгерметизацией контейнера путем снятия фланца и повторением упомянутых подготовительных и рабочих операций, и без разгерметизации контейнера с изменением функций работы барабанов 2 и 3, а также механизмов 17 и 18.По второй схеме: меняют матрицу деформирующую 10, не извлекая барабаны и не открывая фланец контейнера, на уплотнительную 9; приемно-тянущий механизм 18 переводят в режим размоточного, на который при этом размещают катушку исходной проволочной заготовки 29, конец ее пропускают через уплотнительную матрицу, через конический канал 27 заводят в барабай 2, скрепляя его с ним, фиксируют матрицу в контейнере. Затем извлекают матрицу у барабана 3 и заменяют ее на деформирующую 10, размоточный механизм 17 переводят в режим приемно-тянущего, острят конец заготовки до размера изделия, пропускают его через деформирующую матрицу, которую после чего фиксируют, конец закрепляют на катушке приемно-тянущего механизма. Включают, предварительно изменив направление вращения, привод 7 вращения барабана 2 и привод 24 механизма раскладки. При этом проволочная заготовка, уплотняясь в матрице, будет втягиваться вовнутрь контейнера, наматываясь равномерно уже на барабан 2, 10 с барабана 3. Далее циклы подготовки иработы повторяются.В качестве втягиваемой исходной проволоки, создающей давление жидкости в замкнутой рабочей камере, может быть ис 20 применяемой,50 и деформируемых, соответственно, с по 30 35 создавая пропорционально втягиваемому объему проволоки давление жидкости в замкнутой рабочей камере. Достигнув величины рабочего давления включают привод 8 вращения барабана 3 и механизма 17, выполняющего уже только функцию приемно- тянущего механизма, осуществляют гидростатическую деформацию по выбранным условиям (схемы и режимам) проволоки пользована паразитная заготовка более высокой прочностью материала, позволяющая поднять уровень создаваемых давлений до более высоких значений по отйошению к пределу прочности деформируемой заготовки. Следует отметить, что максимальный уровень создаваемых предлагаемым способом в устройстве давлений ограничивается пределом прочности материала втягиваемой заготовки, при повышении указанного предела дальнейшее втягивание заготовки приводит к ее обрыву с отстрелом из матрицы и разгерметизацией контейнера. Паразитная заготовка может. быть многократно Устройство обеспечивает осуществление обработки при весьма различных вариантах работы:1 - без разгерметизации контейнера, с использованием многократно используемой паразитной заготовки, наматываемой на один из барабайов. В этом случае на другой барабан предварительно наматывается проволока, подлежащая деформации, и после подготовительных работ начинают рабочий цикл обработки. Паразитную заготовку, ее необходимый для создания давления объем, перед этим предварительносматывают. 2 - без разгерметизации с использованием для создания давления обрабатываемой заготовки с изменением функций барабанов и осуществления при этом многопереходного деформирования двух кусков проволочной заготовки, наматываемых мощью двух барабанов,3 - без разгерметизации с использованием для создания давления обрабатываемого материала проволоки с. осуществлением одного перехода деформации (одного обжатия).4 - с разгерметизацией в комбинации вышеуказанных технологических приемов.Возможность поочередного чередования Функционального назначения барабанов. при замене деформирующей матрицы на уплотнительную, и наоборот, уплотнительной на деформирующую, когда втягивающий барабан с намотанной проволокой становится подающим для подачи ее в зону деформации, а подающий становится втягивающим, создающим и регулирующим давление э камере, позволяет сократить вспомогательное время нэ подготовку к очередному циклу работы и достичь при этом высокой производительности труда.Конструкция устройства, наличие реверсивных регулируемых приводов, позволяет создать широкие технологические воэможности с реализацией ряда технологических схем гидростатической обработки: гидростатической калибровкй проволоки с .малымй (до 10 О) обжатиями при давлениях жидкости до 200 МПа гидростатицеского волочения с обжатием до 40 О, при давлениях. жидкости величиной, соответствующей значениям предела текучести обрабатываемого: материала; гидроэкструзии с волочением с разовым обжатием более 40 О; чистой гидроэкструзии или гидроэкструзии с радиальным усилием (противонатяжением состороны отдающего барабана) при давлениях жидкости величиной, превышающей значение предела текучести обрабатываемого материала.В процессе гидростатической деформации устройства предусматривает синхронизацию скорости отдающего барабана со скоростью приемно-тянущего механизма, скорости втягивающего барабана (скорости втягивания проволоки) и скорости отдающего барабана (скорости волочения). Процесс протекает при постоянной величине давления жидкости, ограниченной пределом прочности на разрыв втягиваемой проволоки, Поскольку объем, занимаемый заготовкой в камере высокого давления в процессе работы (по условию сколько входит, сколько и выходит) остается постоянным, падение давления происходит, как показала практика. медленно, и исключительно за счет малых утечек жидкости, и его величина поддерживается на нужном уровне коррекцией - изменением скорости волочения или втягивания. Процесс гидростатической деформации ведется с катушки нэ катушку, характеризуется продолжительностью и непрерывностью, т.е, стабильностью.5 Предлагаемое решение позволяет достичь следующие технико-экономические преимущества:- повысить производительность;- упростить конструкцию за счет исклю чения металлоемкого и энергоемкого генератора высокого давления прессового типа;- снизить металлоемкость конструкцииустройства как очевидный факт при исключении прессового генератора;15 - снизить энергоемкость устройства вдесятки раз (так как мощность привода генератора определяется диаметром плунжера, создающего давление, то в предлагаемом устройстве таким плунжером 20 служит втягиваемая проволока. сечение ко-торой существенно меньше плунжера);.- уменьшить рабочую занимаемую площадь;- упростить эксплуатацйю устройства и 25 повысить его надежность в работе; Формула изобретенияУстройство для гидростатической деформации проволоки, содержащее контей 30 нер с герметичной полостью под высокоедавление жидкости, размещенные в нем двеволоки и барабан с проволокой, сидящий наприводном валу, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью увеличения производительно 35 сти и упрощения конструкции, оно снабжено вторым барабаном, установленнымсоосно с первым на полом валу и имеющимотдельный привод, и механизмами раскладки проволоки, выполненными в виде под 40 пружиненных относительно контейнерацилиндрическихштанг и приводного цилиндрического кулачка, взаимодействующего содними их концами торцевой копирной поверхностью и установленного коаксиально45 приводным валам барабанов, при этом волоки установлены в стенке контейнера, аштанги механизмов раскладки - в герметичной полости по разные стороны оси контейнера,1782684 Заказ 4475 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5. Т ССС изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Составитель Э,МедТехред М,Моргента ая Корректор Н.Буч