PL110153B1 - Method and apparatus for fluid and semifluid pressing - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób plynnego i pólplynnego tloczenia i urzadzenie do wykony¬ wania tego sposobu. Wynalazek ma zastosowanie przy tloczeniu wyrobów i pólfabrykatów wykorzy¬ stywanych w budowie -maszyn.Znane sa dwie podstawowe odmiany tego spo¬ sobu tloczenia w zaleznosci od sposobu ograni¬ czania suwu roboczego górnej czesci matrycy. Gdy suw roboczy górnej czesci matrycy ograniczany jest nominalnym naciskiem osiaganym przez pra¬ se i przy tym matryca znajdzie sie w zamknietym polozeniu przed ostatecznym zestalaniem mate¬ rialu, wtedy zapewnione zostaja korzystne warun¬ ki dla wyrównania naturalnej kurczliwosci mate¬ rialu przy krzepnieciu, dzieki czemu otrzymuje sie wyrób o wlasciwej strukturze, poniewaz krze¬ pniecie nastepuje pod stalym dzialaniem nacisku.Istotna wada tego sposobu jest koniecznosc bardzo dokladnego dozowania materialu, którym wypelnia sie matryce, poniewaz nieuniknione nie¬ dokladnosci w dozowaniu powoduja odchylenia w zadanej wysokosci tloczonych wyrobów. Z po¬ wodu tej wady sposób ten nie znalazl szerszego zastosowania. Wada urzadzenia do wykonywania tego sposobu sa nadzwyczaj skomplikowane zrza¬ dzenia dozujace, które nie sa w stanie zagwaran¬ towac dostatecznej dokladnosci dozowania mate¬ rialu, którym wypelnia sie matryce.Dokladne wymiary tloczonych elementów otrzy¬ muje sie przez ograniczenie suwu roboczego gór- 10 25 nej czesci matrycy, to znaczy po osiagnieciu zada¬ nego polozenia górna czesc matrycy opiera sie o twardy ogranicznik. Przy tym sposobie plynny lufb pólplynny material wypelniajacy matryce do¬ zuje sie z okreslonym naddatkiem, który w mo¬ mencie gdy górna przesuwna czesc matrycy do¬ chodzi do ogranicznika wypierany zostaje z ma¬ trycy waskimi kanalami w specjalnie do tego celu przygotowane komory kompensacyjne.Wada tego sposobu jest to, ze nie gwarantuje on zawartosci i jednorodnosci struktury tloczo¬ nych elementów. Gdy górna czesc matrycy osiaga ogranicznik oddzialowuje ona jeszcze z duza sila. na pólplynny material znajdujacy sie w formie, poniewaz kanaly laczace formy z komorami kom¬ pensacyjnymi posiadaja niewielki przekrój. W wy¬ niku tego, ze z jednej strony ciekly mateTial jest niescisliwy, a z drugiej zmniejsza on swe rozmiary przy krzepnieciu, bardzo szybko po osiagnieciu przez przesuwna czesc formy ogranicznika, nacisk oddzialywujacy na krzepnacy material obniza * sie i nastepuje swobodne krzepniecie materialu. W zwiazku z tym, w tloczonym elemencie powstaja znane w odlewnictwie defekty strukturalne — koncentracja pecherzy, osiowa porowatosc i pory gazowe w wyniku wydzielania gazu przy krzep¬ nieciu.Istotna wada urzadzen stosowanych do realizacji tego sposobu jest to, ze nie gwarantuja one od¬ powiedniej wielkosci nacisku, który móglby kom- 110 1533 ... < ' ' ; - 4 pensowac kurczliwosc wyrobu do momentu zakon¬ czenia procesu krzepniecia. Oba sposoby plynnego i pólplynnego tloczenia li urzadzenia do wykony¬ wania tych sposobów maja wspólna wade; tloczo¬ ny wyrób w momencie zakonczenia suwu robo¬ czego górnej przesuwnej czesci matrycy jest za¬ kryty na calej powierzchni metalowymi, chlodza¬ cymi czesciami matrycy. W tych warunkach krzepniecie przebiega od powierzchni w glab wy¬ robu co powoduje powstawanie wewnetrznych de¬ fektów strukturalnych.Tlocziac wedlug sposobu z ograniczona sila na¬ cisku dla zmniejszenia tych defektów stosowac nalezy duze na*i*ki*konieczne dla deformacji obje- tosfeiowej -twarzywa5 ograniczonego zakrzepla po¬ wierzchnia, natomiast przy sposobie tloczenfa z ograniczeniem fsówu roboczego górnej czesci matfycy liikwjdacja tych defektów w ogóle nie j#si-mozliwa. '','¦¦ Celem niniejszego wynalazku jest stworzenie sposobu plynnego i pólplynnego tloczenia oraz urzadzenia do wykonywania tego sposobu, który pozwoli zlikwidowac wady istniejacych sposobów plynnego i pólplynnego tloczenia i zagwrahtuje równomierna, scisla strukture j dokladne wymia¬ ry gotowych wyroJbów przy praktycznie dostatecz¬ nej swobodzie w dozowaniu materialu.Zadaniem wynalazku jest stworzenie takich wa- - runków, aby w momencie osiagniecia zadanego polozenia przez górna czesc matrycy na krzepnace tworzywo w dalszym ciagu dzialal nacisk kom¬ pensujacy kurczliwosc materialu podczas krzep¬ niecia, oraz gwarantujacych istnienie stref na powierzchni wyrobu które beda krzeply ostatnie.Zadanie wedlug wynalazku rozwiazuje sie w ten sposób, ze podczas poczatkowego tloczenia plyn¬ nego lub pólplynnego materialu wypelniajacego forme, w specjalnych komorach górnej, czesci matrycy zamkniete zostaje tlocznym materialem powietrze lub inny gaz. Gdy górna czesc matrycy dojdzie do zadanego polozenia i zatrzyma sie, na tloczony material w dalszym ciagu oddzialywac bedzie nacisk sprezonego powietrza lub innego gazu zamknietego w komorach górnej czesci ma¬ trycy.Urzadzenie do wykonywania sposobu wedlug wynalazku sklada sie z górnej czesci matrycy w której przewddziaino jedna lub kilka komor otwar¬ tych w kierunku górnej lub bocznej powierzchni tloczonych elementów tak, aby zamykaly sie pra¬ sowanym materialem podczas poczatkowego suwu roboczego. Górna czesc matrycy moze. byc polaczo¬ na z tloczacym mechanizmem prasy za pomoca pneumatycznego tloka, a komory 'pochlaniajace gazy i komora sprezen przed tlokiem laczy sie ze soba regulowanym zaworem zwrotnym. Pneuma¬ tyczny tlok moze byc równiez umieszczony w sta¬ lej czesci prasy.Zaleta sposobu plynnego lub pólplynnego tlo* czenda jest to, ze otrzymuje sie równomierna i scisla strukture wyrobów przy praktycznie do¬ statecznej swobodzie dozowania materialu i sto¬ sunkowo niskich wielkosciach nacisków przy tlo¬ czeniu.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony przy¬ kladowo na rysunku, na którym fig. I i 2 przed¬ stawiaja górna i dolna matryce w przekroju sche¬ matycznym. Dolna, stala czesc matrycy 1, wyko¬ nana w znany..sposób, nadaje ksztalt wyrobu 2.Górna, przesuwna czesc matrycy 3 wykonuje sie tak, aby zakrywala stala czesc .formy 1 opierajac sie na ograniczniku 7 i tym sposobem gwaranto¬ wala zadana wysokosc tloczonego elementu.Oprócz tego w górnej czesci matrycy przewidzia¬ ne sa - jedna lub kilka komór 4 otwartych do gór¬ nej lub bocznej powierzchni elementu, umieszczo¬ nych najczesciej nad nim.Juz na poczatku suwu roboczego miedzy górna czescia matrycy 3, a tloczonym' materialem 2 w komorze 4 zamkniete zostaje znajdujace sie tam powietrze lub inny gaz. Ze wzrostem nacisku na pólplynna mase znajdujaca sie w matrycy odpo¬ wiednio podnosi sie cisnienie gazu w komorze 4.Kiedy matryca zamknie sie ostatecznie i nacisk górnej czesci matrycy ustanie na skutek kurczli- wosci krzepnacego materialu, sprezone w trakcie tloczenia powietrze lub inny gaz w komorze 4 wywiera nacisk na material i w ten sposób gwa¬ rantuje uzyskanie zwartej struktury tloczonego materialu. Poniewaz, izamfleniete w komorze spre¬ zone powietrze odgrywa role termoizolatora tym samym opóznia ono krzepniecie materialu, na który bezposrednio oddzialowuje. Dzieki temu sku¬ tecznosc oddzialywania tego cisnienia na tworze¬ nie wlasciwej struktury materialu jest bardzo duza. Komora 4 sluza nie tytlto do sprezania po¬ wietrza* i termoizolacji lecz spelniaja równiez role komór kompensacyjnych w których zbiera sie nadwyzka materialu podana do matrycy.W wariancie pokazanym schematycznie na fig« 2. sila nacisku przekazywana jest górnej czesci ma¬ trycy przy pomocy pneumatycznego #oka 6. Ko¬ mora sprezen przed tlokiem 6 i komory kom¬ pensacyjne 4 polaczone sa ze soba regulowanym zaworem zwrotnym 5, który' otwiera sie pod dzia¬ laniem cisnienia gazu sprezonego tlokiem 6 w kierunku od komory sprezen przed tlokiem 6 do komór kompesacyjnych 4. Sposób ten moze byc zastosowany i przy innych konstrukcyjnych wa¬ riantach urzadzen lacznie z takimi, w których ograniczenie suwu roboczego górnej czesci matry¬ cy uzaleznione jest od sily nacisku prasy, w tym wypadku utrzymane zostaja wyzej opisane cha¬ rakterystyczne cechy urzadzenia. W tym celu wy¬ starczy w górnej czesci matrycy , 2 usunac ogra¬ niczniki, którymi ona opiera sie o dolna czesc ma¬ trycy 1. Pneumatyczny tlok mozna tez umieszczac w stalej czesci matrycy, zalezne to jest od ksztaltu tloczonego elementu i konstrukcji matrycy. TfT tym wypadku dla napedu pneumatycznego ^ftoka wykorzystana bedzie sila nacisku prasy.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób plynnego i pólplynnego tloczenia, zna¬ mienny tym, ze poczatkowe tloczenia plynnego lub pólplynnego materialu wypelniajacego matry¬ ce osiaga sie przez przemieszczanie górnej, prze- suwnej czesci matrycy, a gdy ona osiaga skyajne 10 15 20 25 20 35 40 45 50 55 60110 153 polozenie i zatrzyma sie, na material w dalszym ciagu odzialywuje sie cisnieniem sprezonego gazu zamknietego w komoTach górnej, przesuwnej czes¬ ci matrycy miedzy tloczonym materialem i ma¬ tryca jeszcze podczas poczatkowego suwu robo¬ czego. 2. Urzadzenie do plynnego i pólplynnego tlocze¬ nia znamienne tym, ze w górnej przesuwnej czesci (3) matrycy ma przynajmniej jedna komore (4) otwarta w kierunku powierzchni tloczonego de¬ talu i wchodzaca w kontakt z tloczonym materia¬ lem w poczatkowej fazie ruchu roboczego. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze górna, przesuwna czesc (3) matrycy jest pola- 10 6 czona z mechanizmem nacisku prasy przy pomocy pneumatycznego tloka (6), a komory (4) i komora sprezen przed tlokiem (6) polaczone sa ze soba przewodem gazowym z przynajmniej jednym re¬ gulowanym zaworem zwrotnym (5) otwierajacym sie w kierunku od komory sprezen przed pneu¬ matycznym tlokiem (6) do komór (4). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 2 lub 3, znamienne tym, ze pneumatyczny tlok (6) umieszczony jest w cylindrze wykonanym w górnej, przesuwnej czesci matrycy(3). » 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 2 lub 3, znamienne tym, ze pneumatyczny tlok (6) umieszczony jest w cylindrze wykonanym w stalej czesci formy (1). fig. 1 fig. 2 PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób plynnego i pólplynnego tloczenia, zna¬ mienny tym, ze poczatkowe tloczenia plynnego lub pólplynnego materialu wypelniajacego matry¬ ce osiaga sie przez przemieszczanie górnej, prze- suwnej czesci matrycy, a gdy ona osiaga skyajne 10 15 20 25 20 35 40 45 50 55 60110 153 polozenie i zatrzyma sie, na material w dalszym ciagu odzialywuje sie cisnieniem sprezonego gazu zamknietego w komoTach górnej, przesuwnej czes¬ ci matrycy miedzy tloczonym materialem i ma¬ tryca jeszcze podczas poczatkowego suwu robo¬ czego.
2. 2. Urzadzenie do plynnego i pólplynnego tlocze¬ nia znamienne tym, ze w górnej przesuwnej czesci (3) matrycy ma przynajmniej jedna komore (4) otwarta w kierunku powierzchni tloczonego de¬ talu i wchodzaca w kontakt z tloczonym materia¬ lem w poczatkowej fazie ruchu roboczego.
3. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze górna, przesuwna czesc (3) matrycy jest pola- 10 6 czona z mechanizmem nacisku prasy przy pomocy pneumatycznego tloka (6), a komory (4) i komora sprezen przed tlokiem (6) polaczone sa ze soba przewodem gazowym z przynajmniej jednym re¬ gulowanym zaworem zwrotnym (5) otwierajacym sie w kierunku od komory sprezen przed pneu¬ matycznym tlokiem (6) do komór (4).
4. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 2 lub 3, znamienne tym, ze pneumatyczny tlok (6) umieszczony jest w cylindrze wykonanym w górnej, przesuwnej czesci matrycy(3). »
5. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 2 lub 3, znamienne tym, ze pneumatyczny tlok (6) umieszczony jest w cylindrze wykonanym w stalej czesci formy (1). fig. 1 fig. 2 PL