HU176261B - Method and apparatus for pressing metals being in liquid or semi-liquid condition - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés fémek folyékony vagy félfolyékony állapotban történő sajtolására, alkatrészek vagy félkésztermékek előállítása során a gépgyártás területén.

Fémek folyékony és félfolyékony állapotban történő sajtolására eljárások több csoportja ismert. Felosztásuk attól függ, hogy milyen módon van a felső süllyesztők mozgásának határolása megoldva.

Ha a sajtoló művelet a felső süllyesztek munkaképességének kimerülésekor véget ér (kötött munkaképességű berendezés) és a süllyesztők zárva marad egészen a megmunkálandó anyag teljes megkeményedéséig, akkor a lehűlés és megdermedés során fellépő szükségszerű zsugorodás kedvező körülmények között megy végbe. Ekkor a dermedés során az anyagra egyenletes és állandó nyomóerő hat, így a zsugorodás kompenzálódása következtében kedvező szövetszerkezet alakul ki.

A fenti megoldás jelentős hátránya, hogy a poxitosan meghatározott mennyiségű anyagot kell a szerszámba juttatni. Az anyagnak a süllyesztek alsó részébe történő adagolásakor azonban elkerülhetetlenül pontatlanságok lépnek fel, amelyek következtében a munkadarab magassági méretei szórnak. Ez az oka annak, hogy ez a módszer a gyakorlatban nem teijedt el.

A fenti eljárás foganatosítására szolgáló berendezés felépítése rendkívül bonyolult, ennek ellenére nem tudja biztosítani, hogy mindig az előírt anyagmennyiség kerüljön.

Ha a felső süllyesztek löketét a berendezés szerkezeti kialakítása szabja meg, azaz a munkadarab nagyságának, illetve méretének megfelelően ütköző van elhelyezve (kötött löketű berendezés), a megmunkálandó anyagot az ismert egyszerű módon juttatjuk az alsó süllyesztőkbe. Az anyag beadagolása feleslegesen történik, és a felső sülylyeszték lefelé történő mozgása során a fölösleges anyagot soijacsatomákon át speciális kompenzáló üregekbe nyomja.

Ennek a megoldásnak viszont az a hátránya, hogy az előállított munkadarab szerkezeti homogenitása és sűrűsége nem kielégítő. Amikor a felső süllyesztők eléri az ütközőt, rendkívül nagy erővel hat a süllyesztőkben levő félfolyékony anyagra, minthogy a soijacsatomák keskenyek. Tekintettel arra, hogy a süllyesztőkben levő anyag összenyomhatatlan és a dermedés során az anyag térfogata csökken, nem sokkal azután, hogy a felső süllyesztek elérte az ütközőt, a süllyesztőkben levő anyagra ható nyomás csökken. így azután már az anyag nem nyomás alatt, hanem szabadon dermed. Ennek eredményeképpen az anyagban a kohászatban ismert szerkezeti hibák jelentkeznek: koncentrált kagylósodás, valamint a dermedés során felszabaduló gázok által létrehozott pórusosság és tengelyirányú lunkeresedés.

A fenti eljárás foganatosítására alkalmazott berendezések hátrányai tehát, hogy nem lehet velük megvalósítani olyan állandó nyomás fenntartását, amely a dermedési folyamat alatt kompenzálja a szabad zsugorodást.

Mindkét ismertetett eljárás és a foganatosításukra alkalmas berendezések további közös hátránya, hogy a munkadarab a megmunkálás és a dermedés során teljes felülete mentén fémes felülettel van érintkezésben, azaz a süllyesztek alsó és felső részének hűtő hatása érvényesül. Ennek eredményeképpen a megszilárdulás a felülettől indul meg a belső részek felé, így az eközben fellépő zsugorodás jelentős anyaghibákhoz vezethet.

A kötött lökető berendezéseknél az ilyen anyaghibák létrejöttének elkerülése érdekében rendkívül nagy alakító erőket kell biztosítani a munkadarab teljes térfogatában, amelyet már megdermedt kéreg vesz körül.

Annál a megoldásnál, ahol a felső sűllyeszték mozgását ütközők alkalmazásával határoljuk, a fenti anyaghibák létrejöttét egyáltalán nem lehet elkerülni.

A jelen találmánnyal olyan eljárás kialakítása a célunk, fémek folyékony, illetve félfolyékony állapotban történő alakítására, amellyel pontos méretű, tömör és egyenletes szerkezetű munkadarabok állíthatók elő, és az alsó süllyesztőkbe bevitt anyag mennyiségét nem kell a szokásosnál pontosabb értéken tartani.

Célunk továbbá a jelen találmánnyal olyan berendezés kialakítása, amellyel a fenti eljárás foganatosítható.

A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy a süllyesztőkbe öntött folyékony vagy félfolyékony anyag elsődleges alakítását a felső süllyesztők mozgatásával végezzük, majd amikor a felső süllyesztők elérte az alsó holtpontot és megállt, a felső süllyesztőkben kialakított üregekbe a művelet kezdetén bevezetett sűrített levegő vagy egyéb gáz segítségével nyomást fejtünk ki az alakítandó anyag felületére.

A találmány szerinti berendezés szerszámjában a felső süllyesztéknek az alakítandó anyaggal érintkező felületén az alakítandó anyag felé nyitott egy vagy több üreg van kialakítva. A süllyesztek felső része pneumatikus munkahengerben mozgó dugatytyú közvetítésével lehet a berendezéssel Összekapcsolva és a felső süllyesztőkben kialakított üregek a pneumatikus munkahenger munkaterével járatokon át vannak összekapcsolva. A járatok legalább egy, a pneumatikus munkahenger munkaterétől az üregek felé nyitó nyomáskiegyenlítő szeleppel vannak összekapcsolva.

A pneumatikus munkahenger ki lehet alakítva a süllyesztők alsó vagy felső részében.

A találmány szerinti megoldásnál olyan körülményeket biztosítunk, hogy amikor a felső süllyesztők eléri a szélső helyzetét, az anyag megdermedése továbbra is olyan nyomás alatt történjék, amely kompenzálja az anyag zsugorodását. Ennek megfelelően a munkadarab felszínén olyan zónákat hozunk létre, amelyek utoljára szilárdulnak meg a művelet során.

A találmány szerinti eljárás és berendezés jelentős előnye, hogy az előállított munkadarabok tömörek, egyenletes szerkezetűek és anyaghibától mentesek. Az anyag adagolása a szokásos módon, az eddig alkalmazott pontossággal történhet, és az alakításhoz szükséges végső nyomás viszonylag alacsony lehet.

A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1, ábra a találmány szerinti berendezéshez tartozó szerszám egy kiviteli alakja metszetben, a

2. ábra a szerszám egy másik kiviteli alakja ugyancsak metszetben.

Az 1. ábrán látható szerszámban az 1 alsó süllyesztek hasonló a jelenleg alkalmazott megoldásokhoz. Ebbe az 1 alsó süllyesztőkbe kerül az alakítandó anyag, amelyből a 2 munkadarab készül. A 3 felső süllyesztők úgy van kialakítva, hogy 7 váltakkal ütközik fel az 1 alsó süllyesztők hasonló váííain, és ezzel határozza meg a munkadarab ,2 magassági méreteit. Ebben a 3 felső süllyesztőkben egy vagy több 4 üreg van kialakítva. Ezek a 4 üregek a megmunkálandó anyag, illetve a 2 munkadarab felső vagy oldalsó lapja felé nyílnak, de célszerűen a 2 munkadarab fölött vannak elhelyezve.

Az alakítási művelet megkezdése előtt az üregekbe levegő vagy egyéb gáz kerül. Amikor a 3 felső süllyesztők, mozgása során eléri az 1 alsó süllyesztőkben levő anyagot, megnövekszik a nyomás a folyékony vagy félfolyékony fémben, és ennek következtében a 4 üregekben elhelyezkedő levegő- vagy gázpámában is. Amikor a 3 felső süllyesztők az 1 alsó süllyesztőkén felfekszik, és a nyomás a fémolvadékban nem növekszik tovább, az anyag dermedése megindul. Ezzel egyidejűleg fellép a zsugorodás is. A 4 üregekben levő gázokban azonban az összenyomódás következtében nyomásnövekedés lép fel, és az a nyomás a dermedés során fellépő zsugorodást kompenzálja. Ennek következtében a kész munkadarab anyaghibáktól mentes és tömör lesz. Ugyanakkor a 4 üregekben levő gázok nem csupán a zsugorodás kompenzálását végzik el, hanem hőszigetelőként is működnek, és a velük érintkezésben levő részeken csökkentik a dermedés sebességét, azaz késleltetik a megszilárdulást a többi részhez viszonyítva. Ez tovább fokozza a nyomás kompenzálásával a kedvező szerkezet kialakulására irányuló hatást.

A 4 üregek ezenkívül nem csupán a nyomáscsökkenést kompenzáló és a dermedést késleltető gázok befogadására szolgálnak, hanem egyidejűleg a feleslegben adagolt anyagot is befogadják.

A 2. ábrán bemutatott megoldásnál az alakító erő átadása pneumatikus munkahengerben mozgó 6 dugattyú segítségével történik. A pneumatikus munkahenger munkatere járatok segítségével van öszszekötve a 3 felső süllyesztékben kialakított 4 üregekkel. Ezekhez a járatokhoz legalább egy 5 nyomáskiegyenlítő szelep tartozik. Az 5 nyomáskiegyenlítő szelep a 6 dugattyú által létrehozott nyomás hatására nyitja a pneumatikus munkahenger munkatere és a 3 felső süllyesztők gázgyűjtő üregei. közötti járatokat.

Jóllehet a bemutatott szerszám kötött löketű berendezésekben alkalmazható, megoldható az eljárás szerint történő alakítás olyan berendezésekben is, amelyeknél a felső süllyesztők mozgását nem ütközők, hanem erőhatás, illetve munkaképesség határolja. Ilyen szerkezet is kialakítható a leírt módon. Elegendő ehhez a bemutatott szerszám néhány részének átalakítása. El kell távolítani például a felső süllyesztőkén kialakított vállakat, amelyek segítségével az az alsó süllyesztőkén felütközik. A pneumatikus munkahengert is el lehet helyezni a süllyesztek álló részében, a berendezés, illetve a szerszám kialakításától függően. Működtetése ez esetben is az alakító erővel történik.

Claims (5)

1. Eljárás fémek folyékony vagy félfolyékony állapotban történő sajtolására, azzal jellemezve, hogy alsó süllyesztőkbe (1) öntött folyékony vagy félfolyékony anyag elsődleges alakítását felső süllyesztők (3) mozgatásával végezzük, majd amikor a felső süllyesztek (3) elérte az alsó holtpontot és megállt, a felső süllyesztőkben (3) kialakított üregekbe (4) a művelet kezdetén bevezetett sűrített levegő vagy egyéb gáz segítségével nyomást fejtünk ki az alakítandó anyag felületére.

2. Berendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására, gépállvánnyal és alsó, illetve felső süllyesztésből álló szerszámmal, azzal jellemezve, hogy a felső süllyesztőkének (3) az alakítandó

5 anyaggal érintkező felületén az alakítandó anyag felé nyitott egy vagy több üreg (4) van kialakítva.

3. A 2. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a felső süllyesztők

10 (3) pneumatikus munkahengerben mozgó dugattyú (6) közvetítésével van kapcsolatban a gépállvánnyal, és a felső süllyesztőkben (3) kialakított üregek (4) a pneumatikus munkahenger munkaterével járatokon át vannak összekapcsolva, a járatok legalább 15 egy, a pneumatikus munkahenger munkaterétől az üregek (4) felé nyitó nyomáskiegyenlítő szeleppel (5) összekapcsolva.

4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a pneuma-

20 tikus munkahenger a felső süllyesztőkben (3) van kialakítva.

5. A 2. vagy 3. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a pneumatikus munkahenger az alsó süllyesztőkben (1) van

25 kialakítva.

1 rajz

A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója

814082 - Zrínyi Nyomda, Budapest

Nemzetközi osztályozás:

B 21 J 5/04, 9/02, .

B 22 D 27/12 4//f

Fig.1

Fig.2