Устройство для прессования изделий

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК П А ТЕНТУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимый от патентаЗаявлено 09.Х 11.1969 ( 1383838/25-27) М. Кл. В 211 5/00 8,5849368, от 21.1.1969,по п,5 от ритания; по 6/69, Велико,Х 11,1 п 6 риоритет по пп, 1, 2 от 9Великобритания; по3489 у 69, Великобр29.1.1969,4996/69,пп. 3, 4 от 3,1 Х,1969,британия тания;Великоб4371 Комитет по делам изооретений и открытий при Совете Министров СССРУДК 621 777 4(088 8 Опубликовано 22.И,1972, БюллДата опубликования описания ень20Х 11,1972 второбретения ИностранецДерек Грин(Великобритания)Иностранная фирмаКиндэм Атомик Энерджи Асорит(Великобритания) Заявитель Юнай ЗДЕЛИЙ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕССОВАН Изобретение относится к области обрабогки материалов давлением, в частности к прессованию изделий из заготовки через очко матрицы.Известные устройства аналогичного назначения содержат контейнер с заготовкой, выдавливаемой из контейнера через отверстие матрицы, формообразующее поперечное сечение изделия. Давление на заготовку может прилагаться посредством штемпеля или жидкостью высокого давления.Недостатком таких устройств является ограгоиченная величина коэффициента вытяжки, который определяется отношением площади поперечного сечения заготовки к площади поперечного сечения выдавливаемого изделия. Для повышения коэффициента требуется значительно увеличивать рабочее давление на заготовку, что ограничено техническими возможностями.Для снижения рабочего давления без уменьшения коэффициента вытяжки предлагаемое устройство снабжено инструментом, обеспечивающим дополнительное сжимающее усилие в локализованном участке заготовки, в результате чего материал заготовки выпрессовывается через отверстие матрицы, определяющее поперечное сечение изделия. Инструмент расположен на контейнере вблизи отверстия матрицы. При этом полость контейнера выполнена суживающейся по направлению к инструменту.Инструмент может быть выполнен в видевращающегося вала с торцевым выступом с 5 наклонной к оси вала рабочей поверхностью,площадь которой меньше площади сечения за.готовки.На валу может быть выполнено нескольковыступов и расположено соответственно такое 0 же число матриц.Для уменьшения силы треш 1 я между инструментом и заготовкой вал выполнен полым и установлен концентрично на закрепленном одним концом на неподвижном основании 5 стержне, второй конец которого заострен иконтактирует с торцом заготовки.Для обеспечения возможности прессованияиз полой заготовки устройство снабжено стержнем, установленным коаксиально в от верстии контейнера и закрепленным однимконцом на нем, при этом вращающийся вал выполнен полым для размещения свободного конца стержня.Инструмент может быть выполнен в виде 5 установленного с возможностью возвратнопоступательного движения пуансона.На фиг. 1 показан один из вариантов устройства, продольный разрез и вид по стрелке А; на фиг. 2 - второй вариант устройства, 0 продольный разрез; на фиг, 3 - третий ва.3риант устройства, продольный разрез; на фиг, 4, 5 и 6 четвертый вариант устройства, продольный разрез; на фиг, 7 - пятый вариант устройства, продольный разрез; на фиг. 8 - модификация этого устройства; на фиг. 9, 10 и 11 - различные конструктивные вариачты устройства, продольные разрезы; на фиг. 12, 13 и 14 - конструктивные варианты устройства в продольных разрезах в изометрическом изображении; на фиг. 15, 16, 17, 18 и 19 показаны элементы устройства, изображенного на фиг. 14, в различных конструктивных воплощениях.В контейнере 1 устройства имеются отверстия 2 и 3 для установки заготовки и инструмента. Суживающаяся часть 4 контейнера может быть конической формы, искривленно-вогнутой или искривленно-выпуклой. Инструмент выполнен в виде вращающегося трубчатого вала 5, который удерживается в отверстии 3 массивным упорным подшипником, укрепленным на гидравлическом ползуне (не показан) так, что вал 5 может перемещаться в отверстии 3 возвратно-поступательно. Вал 5 снабжен приводом вращения. Пуансонный блок 6 смонтирован в верхней части вала 5, имеет поперечную шпонку 7, которая входит в пазы 8. На торцевой поверхности блока 6 имеется выступ 9 с наклонной к оси вала рабочей поверхностью 10. В отверстии 11 выступа 9 установлена матрица 12. Матрица имеет конический ввод в углубление 13 от поверхности 10 выступа 9 к горловине матрицы 12, соединяющейся с расточным отверстием вала 5 каналом 14,При применении такого устройства заготовка 15 устанавливается в контейнер. Гидравлическая жидкость в промежутке 16, окружающем заготовку 15, сжимается для приложения предельного сжимающего усилия на заготовку 15 так, что конец заготовки выпрессовывается в сужающуюся часть 4. Вал 5 вращается и приводит в движение пуансонный блок 6, Материал заготовки выдавливается через матрицу 12 под действием суммарного сжимающего усилия, приложенного к заготовке созданием давления гидравлической жидкости вокруг заготовки и локализованного добавочного сжимающего усилия, которое передается поверхностью 10 выступа 9. Выдавленное изделие проходит из матрицы 12 через перепускной канал 14 и выходит наружу через расточное отверстие вала 5,Чтобы предупредить вращение заготовки 15 в контейнере, суживающаяся часть 4 может быть выполнена с канавками 17 (см. фиг. 1).Другие конструктивные варианты рассмотрены ниже.В контейнер 18 (фиг, см. 2) с отверстием 19 ввертывается матрица 20, которая уплотняечся в отверстии медным скошенным под углом 45 кольцом 21 и резиновым О-образным кольцом 22. Полый вращающийся пуансонныи блок 23 надевается на стержень 24. Часть 25 блока имеет уменьшенный диаметр и входит4в отверстие 26 матрицы 20. Выступ 27 на валу 23 выходит за пределы кольцевой торцевой поверхности 28 пуансонного блока 23. Отверстие 29 выступа 27 соединено с перепускным каналом 30, проходящим через блок 23. Неподвижный стержень 24 имеет заостренный конец 31 с гранями 32. Стержень 24 закреплен на неподвижном основании устройства, а блок 23 крепится с возможностью вращения на неподвижном стержне 24 посредством массивного опорного подшипника (на чертеже не показан).При применении такого варианта устройства заготовка 33 подвергается давлению ок 15 ружающей жидкости 34. Таким образом заготовка подвергается общему воздействиюсистемы сжимающего усилия и профильногоусилия и принудительно вдавливается в матрицу 20, Пуансонный блок 23 приводится во20 вращение на неподвижном стержне 24, высгуп27 входит в материал заготовки, который выдавливается через отверстие 29.Изделие, выдавленное через отверстие 32,проходит через перепускной канал 30 в пуан 25 сонном блоке 23 и сматывается на моталку,концентричную с неподвижным стержнем 24.Под давлением жидкости заготовка 33 непрерывно вводится в матрицу 20, чтобы заместить материал заготовки, который выдавли 30 вается через отверстие 29, Заостренный конец31 неподвижного стержня 24 действует какрассекатель, направляя материал заготовки взону кольцевой торцевой поверхности 28 блока, 38, Взаимодействие граней 32 на заострен 35 ном конце 81 неподвижного стержня 24 с за.готовкой ЗЗ предотвращает вращение заготов.ки, Часть пусковой нагрузки, приложенной кблоку 23, используется на преодоление трениямежду кольцевой торцевой поверхностью 2840 пуансонного блока 23 и материалом заготовки, Выполнение пуансонного блока 23 кольцевым уменьшает силу трения, а следовательно, и пусковую нагрузку, прилагаемую к этомублоку,45 На фиг, 3 показано устройство, также содержащее контейнер 35 с отверстием 36матрицу 37, ввернутую на резьбе в отверстие36. Матрица 37 уплотняется в отверстии медным скошенным под углом 45 кольцом 88 и50 резиновым О-образным кольцом 39. Полыйвращающийся пуансонный блок 40 имеетчасть 41 уменьшенного диаметра для ввода вотверстие 42 матрицы 37. Элемент 43 выступает за пределы кольцевой торцевой поверх 55 ности 44 блока 40. Отверстие выступа 45 вэлементе 43 соединяется с перепускным каналом 46, проходящим через блок 40, Другойконец отверстия 86 контейнера 35 заглушенпробкой 47, которая уплотняется медным ско 60 шенным под углом 45 кольцом 48 и резиновым О-образным кольцом 49. Стержень 50,соединенный жестко с пробкой 47, коаксиально проходит через отверстие 36. Нижний конец стержня 50 входит в отверстие 51 бло 65 ка 40.510 15 гогь зо 35 40 45 50 55.60 65 5В этом устройстве полая заготовка 52 устанавливается на сердечник в отверстие 36контейнера 35. Жидкость 53, окружающаязаготовку 52, действует на нее и заталкиваетв конус матрицу 41, Вращающийся блок 40приводится в действие, и выступ 43 внедряется в материал заготовки.В устройстве, изображенном на фиг. 4, контейнер 54 с отверстием 55 устанавливаетсявертикально на плите основания 56 посредством фланца 57, который навертывается навыступ 58 в основании контейнера. Этот фланец 57 крепится к плите шпильками 59. Матрица 60 располагается в верхней части отверстия контейнера. Вокруг внешней частиматрицы 60 проходит периферийная канавка61 с О-образным кольцом 62, которое уплотняет матрицу в контейнере. Матрица 60 опирается на упорную втулку 63, которая ввертывается на резьбе в верхнюю часть 64 отверстия контейнера до упора внешнего фланца 65 втулки 63. Несущая плита 66 установлена с возможностью вращения в верхнемконце контейнера, (67 - упорный подшипник,68 - держатель для вращающегося пуансонного блока 69).На фиг. 5 матрица 60 имеет отверстие 70,а вращающийся пуансонный блок 69 - конец 71 уменьшенного диаметра, входящий вотверстие 70 матрицы 60.Несущая плита 66 круглая, имеет внешнийобод 72, заключающий внешнюю обойму 73упорного подшипника 67. Внутренняя обойма74 устанавливается в периферийном уступе75. Держатель 68 с центральным сверлением76 снабжен наружной резьбой, которая входитв центральное отверстие 77 несущей плиты 66.Блок 69 устанавливается в зенкованном отверстии 78, имеет глухое отверстие 79, сообщающееся со сверлением 76. Наклонное сверление 80 в нижнем конце рабочей поверхности 81 блока. 69 имеет матрицу 82, котораячастично выступает из поверхности 81 вращающегося пуансонного блока 69. Отверстие83 соединяется с отверстием 79 блока 69.Соединение отверстия 55 контейнера 54 струбопроводом 84 для подачи жидкости подвысокое давление обеспечивается перепускным каналом 85,Дисковые балласты 86 набираются на несущую плиту 66, самый нижний балласт садится на уступ 87.Устройство для поддержания заготовки 88в контейнере имеет гильзу с глухим концом89, поддерживаемую спиральной пружиной90, которая устанавливается в контейнере 54на упор 91,Вращающийся пуансонный блок 69 можетбыть выполнен со сквозным сверлением 92,диаметр которого соответствует диаметру неподвижного стержня 93, который устанавливается на раме устройства (на чертежах непоказывается).Сверление 92 блока 69 имеет зенкованноеотверстие 94, сообщающееся с центральным 6отверстием 76 в держателе 68, Перепускнойканал 95 соединяет матрицу 82 с отверстием94. Нижний конец 96 неподвижного стержня93 заостряется.В устройстве, показанном на фиг. 4, жидкость 97, окружающая заготовку 88, подвергает ее направленному вверх осевому давлению так, что верхняя часть заготовки принудительно вводится в матрицу 60. Балласты 86нагружают несущую плиту 66 и удерживаютблок 69 от направленного вверх осевого давления заготовки 88. Сборка несущей плиты66, блок 69 и балласты 86 вращаются вместе,Несущая плита, 66 может приводиться в движение клинообразным ремнем 98 и имеющимЧ-образную канавку кольцом 99, надетым наобод 72 несущей плиты 66. Материал заготовки выдавливается через матрицу 82, изделиевыходит из матрицы через отверстия 83, 79и 76,При вращении пуансонного блока 69 заготовка 88 подается вверх в матрицу 60, чтобызаместить материал, выдавленный в ходекаждого оборота пуансонного блока 69.Устройство, показанное на фиг, 6, работаетаналогично, но вращающийся пуансонныйблок 69 вращается на неподвижном стержне93, нижний заостренный конец 96 которогопроходит через торец заготовки 88. Здесь трение скольжения между кольцевым торцомвращающегося пуансонного элемента и поверхностью заготовки 88 меньше, чем в устройстве, изображенном на фиг. 4. Кроме того,в,этом устройстве (см. фиг. 6) нижний заосгренный конец 96 неподвижного стержня 93направляет материал заготовки в контур матрицы 82.На фиг. 7 показан контейнер 100 с отверстием 101, заканчивающимся конусом 102,Плунжер 103 входит в отверстие 101 контейнера 100 и уплотняется медным скошеннымпод углом 45 кольцом 104 и резиновым О-образным кольцом 105. Имеющий возвратнопоступательное движение пуансон 106 установлен в контейнере с противоположной стсроны и имеет канал 107 с калибрующим пояском 108,Жидкость 109, окружающая заготовку 110,сжимается плунжером 103 и выдавливает конец заготовки в коническую часть отверсгияконтейнера до самой торцевой поверхностипуансона 106. Материал заготовки 110 выдавливается через отверстие. 108 в пуансон 106под действием суммарного напряжения присжатии, приложенного в заготовке посредствомдавления жидкосги, и локализованногодобавочного сжимающего усилия, приложенного к заготовке пуансоном 106. Пуансон продвигается вперед, затем назад, при этом поддавлением жидкости заготовка подается понаправлению к пуансону 106 и заполняет полость, освобожденную пуансоном, Такой циклповторяется до израсходования большей части заготовки,10 На фиг. 8 изображена модификация устройства, где за конусным отверстием 102 контейнера 100 выполнено цилиндрическое отверстие 111,На фиг. 9 - 14 изображают варианты устройства, показанного на фиг. 7,В контейнере 112 (см, фиг. 9) с отверстием 113 установлена матрица 114, ввернутая на резьбе в один из концов отверстия 113; коническая горловина сообщается с цилиндрическим отверстием 115 и радиальным перепускным каналом 11 б, ведущим от цилиндрического отверстия 115 матрицы 114 к соответствующему радиальному каналу 117 в контейнере 112, Отверстие 11 б имеет калибрующий поясок 118. Возвратно-поступательно перемещающийся пуансон вводится в цилиндрическое отверстие 115 матрицы 114.Диаметр возвратно-поступательно перемещающегося пуансона 119 (см, фиг. 10) может быть меньше внутреннего диаметра цилиндрического отверстия 120 матрицы 121, Это позволяет прессовать трубные изделия.Возвратно-поступательно движущийся пуансон 122 (см. фиг. 11) может быть вставлен в радиальное сверление 123 в матрице 124, В контейнере 125 имеется сообщающееся радиальное сверление 12 б для прохода хвостовика 127 пуансона 122. Пуансон 122 имеет отверстие 128 с калибрующим пояском 129, через который выпрессовывается изделие 130.В устройстве, показанном на фиг, 12, имеющий возвратно-поступательное движение пуансон 131 вставляется в радиальное сверление 132 матрицы 133 и радиальное сверление И 4,Материал заготовки из суженного отверстия 135 матрицы И 3 выдавливается через отверстие 13 б, выполненное в дне. матрицы И 3.На фиг. 13 изображен вариант устройства, обеспечивающего прессование полых изделий прои радиальном расположении пуансона 137На фиг. 14 показано устройство с вращающимся валом И 8, установленным на неподвижном стержне 139, Рабочая выступающая поверхность 140 образована вертикальная уступом 141 по кольцевой торцевой поверхности 142 вала 138. Перед этим уступом выполнена наклонная поверхность 143. Матричное отверстие 144 образовано в кольцевой поверхности 142 вала 138 впереди поверхности 141,Сверление 145 проходит через вал 138 и ведет к поверхности 143. Через это отверстие подается смазка между материалом загоговки и поверхностью 143.фиг. 15 и 16 показывают модификации устройства, изображенного на фланг. 14. 20 25 30 35 40 45 50 55 8На фиг. 15 вал имеет три упорных элемента на кольцевой рабочей поверхности 147 вала 148. Впереди каждого из упорных элементом 14 б расположена матрица 149, Таких матриц может быть перед каждым упорным элементом несколько (см. фиг, 16),На фиг. 17:и 18 показаны устройства такого типа для производства трубчатых изделий; на фиг, 19 - устройство для производства плакированной проволоки. Предмет изобретения 1, Устройство для прессования изделий, содержащее контейнер с отверстием для заготовки, механизм передачи давления на заготовку и матрицу с формообразующим отверстием, отличающееся тем, что, с целью снижения рабочего давления без уменьшения коэффициента вытяжки, оно снабжено инсгрументом, дополнительно воздействующим на заготовку и расположенным на контейнере вблизи отверстия матрицы, прои этом полость контейнера на части своей длины выполнена суживающейся по направлению к упомянутому инструменту.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инструмент выполнен в виде вращающегося вала, несущего матрицу, снабженного торцевым выступом с наклонной к оси вала рабочей поверхностью, имеющей площадь, меньшую площади сечения заготовки.3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что на торце вала выполнено несколько выступов и расположено соответственно такое же число матриц..14. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью уменьшения силы трения между инструментом и заготовкой, вал выполнен полым и установлен концентрично на закрепленном одним концом на неподвижном основанная стержне, второй конец которото заострен и контактирует с торцом заготовки,5. Устройство по пп. 1 - 3, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности прессования изделия из полой заготовки, оно снабжено стержнем, установленным коаксиально в отверстии контейнера и закрепленным одним концом на нем, при этом вращающийся вал выполнен полым для размещения свободного конца стержня.6, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инструмент выполнен в виде установленного с возможностью возвратно-поступательного движения пуансона, несущего матрицу.ипография, пр, Сапунова, 2 аз 2161/15 Изд,915ИИПИ Комитета по делам изобретенийМосква, Ж, Рауш Тираж 406 Подписное ткрытий при Совете Министров СССР ая наб., д, 4/5