Устройство для выдавливания длинномерных изделий

/08, В 21 ) 5/04 П 5 В 2 Е РЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Институт горного дела СО АН СССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 1454536, ко, В 21 С 23/08, 1986, .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДАВЛИВАНИЯДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Использование: в оснастке для выдавливания, Сущность изобретения: устройствосодержит контейнер с матрицей, каретку сИзобретение относится к устройствам,предназначенным для гидроэкструэии материалов, в частности металлов, и можетбыть использовано в металлургической, хи. мической промышленности для производства полых или сплошных цилиндрическихизделий,Целью изобретения является повышение качества получаемых изделий,На фиг.1 изображен продольный разрезустройства для прессования длинномерныхизделий; на фиг,2 - поперечный разрез А - Ана фиг.1; на фиг.З - вид сверху на матрицу слинзовидными выступами; на фиг,4 - разрезБ-Б на фиг,З; на фиг,5 - продольный разрезобщего вида контейнера с размещенной биметаллической заготовкой и инструментом;на фиг,6 - продольный разрез устройствадля прессования длинномерных изделий сосплошным поперечным сечением; на фиг.7- разрез В - В на фиг.5.Устройство (фиг.1) для выдавливаниядлинномерных изделий (гидромеханическогО прессования) содержит контейнер 1. мат 1810155 А захватом и гидроцилиндр перемещения каретки, Последняя установлена на связанных с контейнером направляющих, Захват имеет возможность поворота относительно каретки. На поверхности матрицы выполнены линзовидные выступы. На рабочей поверхности захвата выполнены выступы, Заготовка устанавливается в контейнер и выдавливается через матрицу, Захват связывается с выходящим концом заготовки и при перемещении каретки закручивает выходящую часть вокруг своей оси, 7 ил,рицу 2 с рабочим отверстием, заходным ко нусом и с уплотнительным кольцом 3, расположенную соосно с контейнером и жестко связанную с ним, опорное кольцо 4, пресс- штемпель 5, заготовку 6 из мономатериала в исходном состоянии через шайбу 7 траверсами 8 и 9,жестко соединенными цилиндрическими направляющими 10 с установленной на них с воэможностью поступательного перемещения параллельно оси контейнера кареткой 11, имеющей полость, на поверхности которой выполнена несамотормозящая винтовая нарезка под захват 12. установленный в полости каретки соосно с матрицей и имеющий полость для размещения конца иэделия (заготовки). а на внешней поверхности захвата выполнены выступы с роликами, входящими в винтовую нарезку каретки 11 (или соответствующая винтовая резьба), опорным подшипником 13 осуществляющим несамотормозящую винтовую нарезку каретки 11 и захвата 12, Полость в захвате 12 расположена сверху, обращена к заготовке 6, на ее рабочей поверхности выполнены радиальные углубления, ограничена конической поверхностьювтулки 14, жестко прикрепленной (напри-мер, резьбой) к захвату, предназначена длявдавливания и захвата изделия (заготовки). 5Радиальные углубления могут быть выполнены также и на внутренней рабочей поверхности втулки 14 в случае фиксации. ее вкорпусе захвата с помощью замкового соединения. Захват конца изделия может быть "0выполнен и иным образом. Устройство(фиг,1) содержит гидроцилиндр, включающий поршень 15, связанный с кареткой 11,размещенный внутри рабочего цилиндра16, оснащенного каналами 17 и 18 для впуска (выпуска) рабочего агента и жестко прикрепленного к траверсе 9 с помощью шайбы19 и гайки 20, предназначенный для перемещения каретки 11,На фиг,2 изображен поперечный разрез 20А - А на фиг.1 захвата 12, содержащего конусную часть с радиальными углублениями21, заполненными материалом заготовки 6после ее выдавливания из контейнера 1.На фиг.З изображены линзовидные выступы 22 матрицы 2.На фиг.5 изображен продольный разрезобщего вида контейнера 1 с размещеннымив нем биметаллической заготовкой из металлов, иэ которых 6 - основа,23 - плакирующий, матрицей 2, уплотнительнымкольцом 3, опорным ко 1 ьцом 4, пресс-штемпелем 5, стопором 24 матрицы 2, ограничительной шайбой 25 с продольнымиканалами, кольцевой графитовой таблеткой 3526, пресс-шайбой 27 с уплотнительнымкольцом 28,На фиг.6 изображен продольный разрезустройства для прессования длинномерныхиэделий со сплошным поперечным сечением, в котором выдавливание заготовки 6производится без пресс-штемпеля 5,На фиг.7 - поперечный разрез Б-Б на.фиг.6 с радиальными углублениями 21 нарабочих поверхностях захвата 12. 45Устройство, изображенное на фиг,1, работает следующим образом.Первоначально в контейнер 1 устанавливают матрицу 2, фиксируемую в нем стопором 24 (фиг,4) и уплотняемую кольцом 3, 50затем устанавливают заготовку 6 из мономатериала или из биметалла (6,23), когдаоснова 6 вложена внутрь плакирующего ма-териала 23 с открытым эаходным торцом(фиг.4) и осаживают ее внутри конуса матрицы, уплотняя зазор между заготовкой и матрицей с помощью пресс-шайбы 27. При этом заходный внутренний конус заготовки также осаживается вниз на некоторое рэсстояние, уменьшая диаметр заходного отверстия. После этого на верхний торец матрицы 2 устанавливают, опорное кольцо 4, на верхнем торце которого размещают последовательно ограничительную шайбу 25 с продольными каналами и кольцевую графитовую таблетку 26, Вместо графита может применяться его заменитель, хорошо передающий гидростатическое давление и обладающий низким коэффициентом трения,например дисульфид молибдена, хлорид серебра, нитрид бора, индий, Затем вводят в контейнер через осевые каналы таблетки 26 и ограничительной шайбы 25 во внутре.1-. нюю полость заготовки 6 или (6, 23) пресс- штемпель 5, имеющий на конце калибровочную оправку и два заходных конуса; плавно переходящих друг в друга и служащих для осадки заготовки вниз и уплотнения зазора между пресс-штемпелем и заготовкой, а на противоположной стороне - кольцевой бурт, который упирается в концедвижения пресс-штемпеля в ограничительную шайбу 25, фиксируя калибровочную оправку пресс-штемпеля относительно соответствующего калибровочного пояска матрицы. С помощью специального замка (не пОказан) заданное в конце движения полокение пресс-штемпеля 5 фиксируется, подготовив контейнер с инструментом для выдавливания заготовки через кольцевой зазор, образованный калибровочными пояском матрицы и оправкой пресс-штемпеля, с помощью гидростатического давления,развиваемого деформирующейся таблет- . кой 26 под действием усилия пресс-шайбы 27, уплотняемой в контейнере кольцом 28. Таблетка 26, деформируясь, затекает и эаполняет своим материалом имеющиеся кольцевые зазоры, между заготовкой, пресс-штемпелем, опорным кольцом 4 и все пустоты внутри контейнера; При гидро- механическом прессовании заготовка выдавливается через укаэанный кольцевойзазор с помощью жидкого агента, получаемого от таблетки 26, одновременно смаэывающего все трущиеся поверхности, улучшая однородность напряженного состояния выдавливаемого материала. Если выдавливается заготовка мономатериала, то получаем в качестве изделия трубу без планирования ее стенок, а если биметалла (6, 23), то в качестве изделия получаем трубу, стенки которой изнутри и снаружи покрытыплакируемым материалом 23. Линзовидные выступы 22 (фиг.З) матрицы 2 способствуют лучшей деформируемости материала и егопроработке в зоне усиленной деформациии.,. Кроме этого они играют роль захватов внутри контейнера 1 при прикладывании крутящего момента сил к выдавливаемомуизделию. Изделие, получаемое в результатевыдавливания заготовки из контейнера 1,своим выходящим концом попадает в полость, образованную конической поверхностью захвата 12, . радиальными 5углублениями 21 (фиг,2), выполненными пообразующим конуса, конической поверхностью втулки 14, в которой конец изделияразвальцовывается и заполняет ее при поджатой каретке 11 с помощью гидроцилиндра, включающего поршень 15, на которыйснизу подается давление рабочего агента вцилиндр 16 по каналу 18 выпуска агента надпоршнем, производимого по каналу 17.Захват 12, поджимаемый кареткой 11, 15опорным подшипником 13 и поршень 15,создает противодавление выходящему изконтейнера 1 иэделию, которое передаетсярабочему агенту в цилиндре 16 под поршнем 15, Превышение давления в цилиндре 2016 над его величиной в начальный момент,когда захват 12 упирается через опорный. подшипник 13 в каретку 11; служит сигналом для выпуска рабочего агента по каналу18 и его впуска по каналу 17, Давление, 25подаваемое на поршень 15 сверху, приводит его в движение сверху вниз, а вместе сним и каретку 11 и связанную с ней резьбовым сцеплением (нарезкой) захват 12, жес- фтко захватывающий развальцованный 30.конец изделия с помощью радиальных углублений 21 (фиг.2)Таким образом, изделие подвергаетсядвум одновременным воздействиям при выдавливании заготовки иэ контейнера 1 - 35кручению и растяжению. Поскольку темпе-,ратура изделия по выходе иэ контейнерапорядка 600-700 С, то пластические деформации в изделии при кручении и растяжении достигаются при меньших усилиях, чем 40при температурах порядка.20 С. Поэтомупредлагаемое устройство осуществляетэнергосберегающую технологию получения.изделий. Угол кручения и скорость растяжения изделия задаются соответственно шагом резьбы винтовых линий (нарезки наповерхностях каретки 11 и захвата 12 и скоростью подачи рабочего агента в рабочийцилиндр 16. Оценка упрочнения иэделияпроизводится последующими испытаниями 50внутренним давлением или одноосным растяжением и сравнением пределов текучестиизделий, полученных без и с применениемкручения и растяжения иэделия, Влияниекручения материала на повышение его 55прочности без растяжения изделия отмечено по авт.св. СССР М 1381174,Позиции 7,8,9,10 и 20 служат для жесткого крепления рамы, образованной 8, 9 и10, к корпусу контейнера, а также крепления цилиндра 16 к траверсе 9. Позиция 10 выполняет кроме того роль цилиндрических направляющих для каретки 11, скользящей по ним, Линэовидные выступы (фиг,3) способствует лучшей деформируемости материала и играют роль захватов внутри контейнера при приложении крутящего момента,После полного выдавливания заготовки иэ контейнера 1 и сбрасывания давления в цилиндре 16 втулка 14 и изделие извлекаются. Раэвальцованная часть изделия отреза- ется на пресс-ножницах, опорное кольцо 4, пресс-штемпель 5, ограничительная шайба 25, пресс-шайба 27 извлекаются иэ контейнера 1 и производится зарядка контейнера следующей заготовкой, как это описано выше. Втулка 14 устанавливается в захват 12, который с помощью каретки 11 и поршня 15 подводится в исходноесостояние к матрице2 для приема конца заготовки (изделия) и операции повторяются (фиг,1 - 4),Сказанное выше отйосится и к прессованию длинномерных йзцелий со сплошным поперечным сечением (фиг.5,6), В этом случае пресс-штемпель не применяется и выдавливание заготовки из мономатериала осуществляется через все поперечное сечение рабочего отверстия матрицы. Благодаря выполненным радиальным углублениям на рабочей поверхности полости захвата 12 и образующемуся бурту изделия на его выходном концена начальном этапе выдавливания производят надежный захват конца изделия с возможностью осуществления его поворота .относительно каретки 11 вокруг оси матрицы и приложения растягивающего усилия от поршня 15 к каретке 11; связанной с захватом 12 несамотормозящей нарезкой.Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволяет повысить прочность линномерных изделий за счет создания в Иих пластической деформации при сложном нагружении, а так же коррозийную стойкость полых длинномерных изделий за счет плакирования их стенок антикоррозийным материалом при выдавливании биметаллических заготовок и как следствие их качество и эксплуатационную надежность,Формула изоб ретен и я Устройство для выдавливания длинно- мерных изделий, содержащее контейнер для размещения заготовки со средством создания усилия выдавливания, матрицу с заходным конусом и рабочим отверстием, расположенную соосно с контейнером и жестко связанную с ним, каретку, расположенную с воэможностью перемещенияпараллельно оси контейнера, цилиндрические направляющие перемещения каретки, жестко связанные с контейнером, гидроцилиндр перемещения каретки и захват для заготовки, установленный соосно с матрицей и имеющий полость для размещения конца заготовки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий, захват установлен с воэможностью поворота относительно каретки вокруг оси матрицы и связан с кареткой несамотормозящей нарезкой, на поверхно сти заходного конуса матрицы выполненылинэовидные выступы, а на рабочей поверхности полости захвата выполнены радиальные углубления.1810155 уСоставитель Ю.АфиногеновТехред М,Моргентал Корректор О.Густи Кузн дак СССР эдэтельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 зводств Заказ 1409 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5