PL170079B1

PL170079B1 - Sposób odksztalcania przedmiotu obrabianego i urzadzenie do odksztalcania przedmiotu obrabianegogowo sterownik (50) i zasilacz (52) do cewki w ukladzie sprzezenia zwrotnego regulacji napiecia PL

Info

Publication number: PL170079B1
Application number: PL93304691A
Authority: PL
Inventors: William F Weldon; Sulekh C Jain
Original assignee: Gen Electric; Univ Texas
Priority date: 1992-01-23
Filing date: 1993-01-22
Publication date: 1996-10-31
Also published as: AU3589893A; ATE168599T1; WO1993014895A1; US5515705A; EP0623064A1; JPH07503186A; CA2128627A1; EP0623064B1; DE69319891D1

Abstract

1. Sposób odksztalcania przedmiotu obra- bianego, przy pomocy pary przewodzacych elektry- cznie tloczników, podczas którego poddaje sie ksztaltowaniu przedmiot obrabiany pomiedzy tlo- cznikami równoczesnie z ogrzewaniem oporowym tloczników i przedmiotu obrabianego i utrzymuje sie tem perature przedmiotu obrabianego na stalym poziomie, znamienny tym, ze podczas ogrzewania oporowego przepuszcza sie impulsowy prad staly poprzez tloczniki (12) i poprzez cala mase przed- miotu obrabianego (14) podczas ksztaltowania. 4. Urzadzenie do odksztalcania przedmiotu obrabianego, zawierajace dwa przewodzace ele- ktrycznie tloczniki dociskane do przeciwleglych po- w ierzchni czolowych m etalowego przedm iotu obrabianego, elektrody dolaczone elektrycznie do tloczników, miedzy którymi jest wlaczone szerego- wo zródlo pradu i czujnik temperatury przedmiotu obrabianego, znamienne tym, ze czujnik tempera- tury (20) jest dolaczony poprzez polaczone szere- gowo sterownik (50) i zasilacz (52) do cewki (54) w ukladzie sprzezenia zwrotnego regulacji napiecia zródla (18) pradu stanowiacego pradnice jednobie- gunowa. FIG. 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odkształcania przedmiotu obrabianego i urządzenie do odkształcania przedmiotu obrabianego, w których wykorzystuje się regulację temperatury tłoczników i przedmiotu obrabianego, umieszczonego pomiędzy tłocznikami.

Znane są sposoby odkształcania wykorzystujące ogrzewanie przedmiotu obrabianego przed i/lub podczas operacji kształtowania lub prasowania. Jeżeli przedmiot obrabiany jest ogrzewany powyżej temperatury rekrystalizacji, proces odkształcania jest zwykle określany jako obróbka na gorąco, na przykład walcowanie, kucie, wytłaczanie, walcowanie z ciągnieniem. Niezależnie od rodzaju odkształcania, znane procesy obróbki na gorąco wykorzystują zwykle ogrzewanie wstępne przedmiotu obrabianego przez urządzenie oddzielne niż to, które dokonuje podstawowej operacji kształtowania lub prasowania. Przy ogrzewaniu elektrycznym indukcyjnym wykorzystuje się cewki indukcyjne zasilane z różnymi częstotliwościami i amplitudami prądu. Prąd indukowany w przyrządzie obrabianym powoduje ogrzewanie tego przedmiotu na głębokości wnikania prądu. Przy bezpośrednim ogrzewaniu wykorzystuje się często transformator obniżający napięcie, którego uzwojenie wtórne jest dołączone elektrycznie do przedmiotu obrabianego. Prąd przemienny z transformatora nie powoduje ogrzewania całej masy przedmiotu obrabianego, a jego prądy wyjściowe są ograniczone praktycznymi założeniami do 100 000 amperów lub mniej, co z kolei ogranicza szybkość ogrzewania. Temperatura powierzchni zewnętrznej przedmiotu obrabianego jest znacznie wyższa niż temperatura części wewnętrznej. W przypadku zastosowania prądnic jednobiegunowych ogrzewanie oporowe występuje równocześnie na całym przekroju poprzecznym przedmiotu obrabianego, zamiast od powierzchni do wewnątrz.

Te znane, opisane powyżej sposoby są przedstawione na przykład w publikacji

Keitha i in. pod tytułem Electrical Heating of Forging Billets, dotyczącej ogrzewania elektrycznego elementów obrabianych plastycznie, w wydawnictwie Electrical Power

170 079

Research Institute, Projekt 1201-18, Raport końcowy z listopada 1982 oraz w publikacji Aanstoosa i in. pod tytułem Heating and Forming Billets Using the Pulsed Homopolar Generator”, dotyczącej ogrzewania i obróbki plastycznej elementów pizy użyciu impulsowej’ prądnicy jednobiegunowej w wydawnictwie Center for Electromechanics, Uniwersytet Teksasu w Austin, końcowy raport z 31 października 1982. Ogrzewanie oporowe przed prasowaniem lub ogrzewanie w układzie otwartym przy użyciu prądnic jednobiegunowych daje bardziej jednorodny gradient temperatury w ogrzewanym przedmiocie obrabianym, lecz nie zapewnia dokładnej regulacji temperatury podczas procesu.

Szczegółowe parametry konstrukcyjne prądnicy jednobiegunowej, wykorzystywanej do ogrzewania przedmiotów obrabianych do temperatury kucia są omówione w publikacji Keitha i in. pod tytułem The Homopolar Pulse Billet Heating Process, dotyczącej impulsowego procesu ogrzewania elementów, Nr PN-75, w wydawnictwie Center for Electromagentics, Uniwersytet Teksasu w Austin, z 4-7 kwietnia 1982.

Znane jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 988 914 urządzenie do obróbki plastycznej metali, zawierające dwa narzędzia kształtujące odkształcany przedmiot i przewodzące prąd elektryczny, z którymi są połączone elektrody. Pomiędzy elektrodami jest włączone szeregowo źródło prądu i czujnik temperatury przedmiotu obrabianego, połączony poprzez regulator prądu ze źródłem prądu. Znany jest również sposób kształtowania przedmiotu za pomocą pary narzędzi przewodzących prąd elektryczny, w którym kształtowanie przedmiotu metodą obróbki plastycznej jest dokonywane równocześnie z ogrzewaniem oporowym narzędzi i przedmiotu obrabianego przy użyciu prądu stałego, przy czym temperatura jest utrzymywana na stałym poziomie. W sposobie tym przeprowadza się pomiar temperatury przedmiotu obrabianego i regulację prądu ogrzewania.

Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 399 290 sposób kucia przedmiotów metalowych z równoczesnym ich ogrzewaniem oporowym.

W sposobie według wynalazku podczas ogrzewania oporowego przepuszcza się impulsowy prąd stały poprzez tłoczniki i poprzez całą masę przedmiotu obrabianego podczas kształtowania.

W korzystnym przykładzie wykonania ogrzewa się oporowo tłoczniki i całą masę przedmiotu obrabianego również przed kształtowaniem.

Reguluje się impulsowy prąd stały w układzie sprzężenia zwrotnego regulacji temperatury przedmiotu obrabianego i tłoczników.

W urządzeniu według wynalazku czujnik temperatury jest dołączony poprzez połączone szeregowo sterownik i zasilacz do cewki w układzie sprzężenia zwrotnego regulacji napięcia źródła prądu, które stanowi prądnicę jednobiegunową.

Zaletą wynalazku jest zapewnienie utrzymania przedmiotu obrabianego w optymalnej temperaturze roboczej podczas całej operacji odkształcania, a także zapewnienie minimalnego ogrzewania tłoczników względem przedmiotu obrabianego. Wynalazek zmniejsza liczbę cykli ogrzewania i prasowania i/lub kształtowania, umożliwia odkształcanie części dokładniej, do końcowych wymiarów, oraz zmniejsza straty.

Równocześnie ogrzewanie tłoczników i przedmiotów obrabianych podczas odkształcania, to jest podczas walcowania, kucia, wytłaczania, kucia profilowego, wykrawania otworów, wyoblania, zasadniczo zapobiega odprowadzaniu ciepła z przedmiotu obrabianego i skutkiem tego zapewnia lepszą regulację temperatury przedmiotu obrabianego zarówno podczas początkowego ogrzewania jak i następnych cykli prasowania i/lub kształtowania. Wynalazek zapewnia 'ogrzewanie przedmiotu obrabianego przez to samo urządzenie, które dokonuje prasowania. Tak więc przedmiot obrabiany nie musi być usuwany z urządzenia do ogrzewania i umieszczany w urządzeniu do prasowania, dając przez to czas na schłodzenie przed cyklem prasowania.

Zaletą wynalazku jest dokładna regulacja temperatury, którą można uzyskać w wyniku nastawienia poziomu energii w prądnicy jednobiegunowej lub w wyniku sterowania ze sprzężeniem zwrotnym prądnicy jednobiegunowej przez termoelement, pirometr lub inny przyrząd czuły na temperaturę. Dokładna regulacja temperatury eliminuje potrzebę

170 079 zastosowania zewnętrznych układów ogrzewania tłoczników, poprzez indukcję, płomień, grzejnych zamontował podczerwień i tym podobne, lub zastosowania elementów grzejnych zamontowany kanałach wewnątrz tłocznika. Duża szybkość procesu ogrzewania przy użyciu impulsowej prądnicy jednobiegunowej umożliwia zmniejszenie do minimum czasu, w którym tłocznik i element obrabiany znajdą się w podwyższonej temperaturze, co jest szczególnie pożądaną cechą przy kuciu stopów czułych na temperaturę. Sposób umożliwia obróbkę w stałej temperaturze, co eliminuje konieczność zastosowania wielu powtarzanych etapów ogrzewania i kształtowania. Ważne dla wynalazku jest to, że ogrzewanie oporowe jest osiągane nie tylko podczas ogrzewania początkowego, lecz także podczas następującego po nim prasowania i kształtowania, to jest przynajmniej podczas części całej operacji odkształcania. Ponadto jest ważne, że ogrzewanie oporowe jest osiągane przy użyciu tego samego urządzenia, które dokonuje prasowania i że przedmiot obrabiany nie musi być przesuwany fizycznie po początkowym ogrzaniu i przed następnym prasowaniem lub kształtowaniem.

Stosowany tutaj termin: odkształcanie obejmuje początkowe ogrzewanie i następną operację prasowania i/lub kształtowania. Początkowe ogrzewanie można utrzymać i regulować podczas operacji prasowania.

Stosowany tutaj termin: tłoczniki obejmuje matryce kuźnicze, walce, walce ciągnące, bloki/matryce do wyciskania, matryce do kucia i człony do prasowania lub kształtowania.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku tłoczniki ogrzewane oporowo i przedmiot obrabiany podczas operacji odkształcania, fig. 2 - w widoku urządzenie do odkształcania wraz ze źródłem prądu do ogrzewania oporowego tłoczników i przedmiotu obrabianego podczas operacji kucia w matrycach zamkniętych, fig. 3 - w widoku inne urządzenia do odkształcania wraz ze źródłem prądu do ogrzewania oporowego tłoczników i przedmiotu obrabianego podczas operacji kucia w matrycach zamkniętych, fig. 4 - przebiegi prądu, energii, napięcia i temperatury w funkcji czasu oporowego ogrzewania przedmiotu obrabianego i fig. 5 przebiegi siły prasowania, temperatury tłocznika, temperatury przedmiotu obrabianego i prądu prądnicy w funkcji czasu podczas początkowego ogrzewania i następującego po nim prasowania przedmiotu obrabianego.

Figura 1 przedstawia urządzenie 10 do odkształcania, które ma parę tłoczników 12 poruszających się w kierunku do siebie podczas operacji odkształcania. Wewnętrzna powierzchnia 12a każdego tłocznika 12 jest wprowadzana w styk z odpowiednim końcem przedmiotu obrabianego 14. Styk elektryczny pomiędzy tłocznikami 12 i przedmiotem obrabianym 14 tworzy rezystencję szeregową połączenia tłocznika i przedmiotu obrabianego, zdolnego do ustanowienia toru prądowego 16 poprzez to połączenie. Podczas operacji odkształcania przedmiot obrabiany 14 jest wprowadzany pomiędzy tłoczniki 12, które poruszają się ruchem postępowo zwrotnym do siebie i obracają się w przeciwnych kierunkach względem siebie. Wówczas gdy tłoczniki 12 poruszają się razem i/lub obracają się, przedmiot obrabiany 14 jest ściskany pomiędzy tłocznikami 12, dając odkształcany przedmiot obrabiany.

Urządzenie 10 do odkształcania posiada tłoczniki 12 do walcowania, kucia, wytłaczania lub wytłaczania z ciągnieniem przedmiotu obrabianego 14, wytrzymujące wysokie temperatury w wyniku ogrzewania oporowego, równocześnie z dużymi silami ściskania. Wewnętrzna powierzchnia 12a tłoczników 12 ma kształt i kontury zależne od wymaganego zastosowania, na przykład płaskie, stosowane przy operacji kucia swobodnego do wytwarzania takich kształtów jak cylindry, spłaszczone elementy, trzpienie i wzorniki. Tłoczniki swobodne mają płaskie wewnętrzne powierzchnie 12a i są ustawione osiowo względem siebie. Ogrzewanie oporowe przeprowadza się w przypadku przedmiotu obrabianego 14 mającego różne wymiary, kształty i skład.

Figura 2 przedstawia układ sterowania ze sprzężeniem zwrotnym do regulacji prądu wyjściowego ze źródła 18 prądu doprowadzanego do tłoczników 12 podczas procesu odkształcania, na przykład procesu kucia w matrycach zamkniętych. Prąd ze źródła 18 wpływa dojednego tłocznika 12c, przepływa przez element obrabiany 14 i wypływa z drugiego tłocznika 12b torem prądowym 16.

170 079

Źródło 18 prądu jest na przykład impulsowym źródłem prądu stałego, dostarczanego przez prądnice jednobiegunową. Przy pracy impulsowej prądnica iednobiegunowa dostarcza impulsy prądowe w zakresie megaainperów, o czasie trwania kilka sekund. Końce przedmiotu obrabianego 14 stykają się z zakrzywioną, wewnętrzną powierzchnią 12f, która kształtuje przedmiot obrabiany 14 w procesie kucia w matrycach zamkniętych pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami 12f, gdy tłoczniki 12b i 12c obejmują ze wszystkich stron przedmiot obrabiany 14. Jeżeli konfiguracja przestrzenna jest utrzymana, można użyć dowolnego zasilania impulsowego, zakładając, że wybrany zasilacz energii wytwarza prąd od 500 kA do 1,5 MA i energię wy'ściową od 1 do 10 MJ na impuls, zależnie od wymiarów, kształtu lub składu przedmiotu obrabianego 14. Wymiary przedmiotu obrabianego 14 są dobrane tak, aby całkowicie wypełniać przestrzeń pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami 12f, gdy tłoczniki 12b i 12c są ściśnięte. Wypływka przy wytłaczaniu, czyli nadmierna objętość przedmiotu obrabianego 14, wychodzi prostopadle do osi ściskania tłoczników 12b i 12c.

Do źródła 18 prądu jest dołączony czujnik 20 temperatury, na przykład pirometr optyczny, taki jak dwubarwny pirometr optyczny Vanzettiego, stosowany do pomiaru temperatur powierzchniowych przedmiotu obrabianego 14 podczas cykli ogrzewania i chłodzenia, lub termoelement. Czujnik 20 temperatury nie styka się fizycznie z powierzchnią zewnętrzną elementu obrabianego 14, natomiast przesyła optycznie odczyty termiczne z przedmiotu obrabianego 14. Czujnik 20 temperatury jest dołączony do jednego lub więcej tłoczników.

Czujnik 20 temperatury przekazuje odczyty do sterownika 50, który jest dołączony do zasilacza 52 dostarczającego prąd do cewki 54. Prąd płynący przez cewkę 54 służy do regulacji napięcia źródła 18 prądu, którym jest prądnica jednobiegunowa. Źródło 18 prądu dostarcza regulowany prąd do tłoczników 12b i 12c. Czujnik 20 temperatury wysyła do sterownika 50 sygnały zależne od temperatury przedmiotu obrabianego 14. Jeżeli na przykład przedmiot obrabiany 14 ma temperaturę niższą niż optymalna temperatura odkształcania, czujnik 20 temperatury przekazuje sygnał powodujący wzrost prądu w cewce 54, która z kolei powoduje zwiększenie prądu w torze prądowym 16. Dodatkowy prąd powoduje dodatkowe wytwarzanie ciepła w przedmiocie obrabianym 14. Odwrotnie, jeżeli przedmiot obrabiany 14 ma temperaturę wyższą niż optymalna temperatura odkształcania, czujnik 20 temperatury przekazuje sygnał powodujący spadek prądu w cewce 54, która z kolei powoduje zmniejszenie lub przerwanie prądu w torze prądowym 16. Czujnik 20 temperatury i źródło 18 prądu współpracują, tworząc zamkniętą pętlę sterowania. Elektrody 22 umieszczone na każdym tłoczniku 12b, 12c odbierają prąd ze źródła 18 prądu i dostarczają ten prąd do obu tłoczników 12b i 12c oraz do przedmiotu obrabianego 14, w zależności od temperatury wykrywanej przez czujnik 20 temperatury.

Figura 3 przestawia inne urządzenia do odkształcania wraz z układem sterowania ze sprzężeniem zwrotnym w zamkniętej konfiguracji tłoczników. Zamiast obu tłoczników ruchomych, jak na fig. 1 i 2, fig. 3 pokazuje tylko jeden ruchomy tłocznik 12d przesuwający się w kierunku nieruchomego tłocznika 12e. Wewnętrzna powierzchnia 12g nieruchomego tłocznika 12e ma wnękę o kształcie, który jest dopasowany do przedmiotu obrabianego 14 ze wszystkich stron, oprócz tej, która styka się z tłocznikiem 12d i tej, która wystaje przy powierzchni przylegania tłoczników 12d i 12e. Wytłoczona lub nadmiarowa część przedmiotu obrabianego 14 jest nazywana wypływką. Nieruchomy tłocznik 12e ma także stempel 13 o kształcie stożkowym, dopasowany suwliwie do gniazda mającego stożkowe ściany umieszczone w części nieruchomego tłocznika 12e. Stempel 13 ma wymiary dopasowane do gniazda i jest usytuowany w tej samej płaszczyźnie, co wewnętrzna powierzchnia 12g. Stempel 13 jest wykonany z dowolnego materiału, który nie przylega cały czas do tłocznika 12e i jest usuwany do wewnątrz z tłocznika 12 równocześnie z ogrzanym przedmiotem obrabianym 14. Stempel 13 jest umieszczany przed operacją kucia i usuwany równocześnie z przedmiotem obrabianym 14 po zakończeniu operacji kucia. Użycie stempla 13 zmniejsza konieczność całkowitego schłodzenia przedmiotu obrabianego 14 przed usunięciem go przez stempel 13 z urządzenia do odkształcania z matrycami zamkniętymi.

170 079

Proces rozładowania prądnicy jednobiegunowej, stanowiącej źródło 18 prądu, rozpoυονι iułiuuu war

Czyna się przez doprowadzenie wirnika tej prądnicy do określonej szybko Elementy obwodu rezystancyjnego, to jest tłoczniki 12 i przedmiot obrabiany 14 są łączone elektrycznie w celu utworzenia toru przewodzenia. Prądnica jednobiegunowa jest rozładowywana w wyniku wzbudzenia jej pola elektromagnetycznego i opadnięcia jej szczotek na powierzchnię obracającego się wirnika. Uzyskany impuls prądowy jest przewodzony przez przedmiot obrabiany 14 i tłoczniki 12, przy czym jednokierunkowy prąd elektryczny zapewnia jednorodne ogrzewanie na całej powierzchni przekroju poprzecznego przedmiotu obrabianego 14. Przedmiot obrabiany 14 ogrzewa się bardzo gwałtownie do temperatury kucia, nawet w ciągu jednej do trzech sekund. Po osiągnięciu temperatury kucia, tłoczniki 12 zaczynają poruszać się w kierunku do siebie, zwykle przy pomocy elementów hydraulicznych lub mechanicznych, wytwarzając siły prasowania przedmiotu obrabianego 14 dla przetworzenia lub przekształcenia go. W zależności od tego, jak duży stopień prasowania jest wymagany, stosowane są elementy o różnych wymiarach, na przykład cylindry hydrauliczne lub zaciski, wprawiające w ruch tłoczniki 12.

Proces ogrzewania kęsów przy użyciu prądnicy jednobiegunowej powoduje wytwarzanie dużych impulsów jednokierunkowych prądu elektrycznego, dzięki czemu osiąga się jednorodną temperaturę w całym tłoczniku 12 i przekrojach poprzecznych przedmiotu obrabianego 14. Prądnice jednobiegunowe dostarczają impulsy z regulacją czasową w odpowiedzi na żądane sygnały z czujnika 20 temperatury. Wobec tego, gdy powierzchnia przekroju poprzecznego przedmiotu obrabianego 14 zwiększa się podczas prasowania, prąd dostarczany przez prądnicę jednobiegunową do przedmiotu obrabianego 14 wzrasta.

Figura 4 przedstawia związek pomiędzy sygnałami wyjściowymi prądnicy jednobiegunowej i temperaturą kucia przedmiotu obrabianego. Przebiegi z fig. 4 przedstawiają rzeczywiste dane uzyskane przy ogrzewaniu przedmiotu obrabianego wykonanego z 1 kg stali, przy użyciu źródła prądu w postaci prądnicy jednobiegunowej. Prąd 24 osiąga wartość szczytową wcześnie w procesie kucia krótko po czasie, gdy szczotki opadają na powierzchnię obracającego się wirnika prądnicy jednobiegunowej. Maksymalna wartość prądu wynosi w przybliżeniu 173,5 kA i maleje do 0 kA w ciągu około 3,5 sekund.

Spadek napięcia 26 na kęsie nadąża za prądem 24, lecz z pewnym opóźnieniem czasowym. To opóźnienie jest zależne od wzrostu przewodności właściwej wraz z temperaturą kęsa stali lub przedmiotu obrabianego. Napięcie 26 osiąga wartość maksymalną równą około 7,5 woltów w czasie krótszym niż 1 sekunda. Przebieg energii 28 wydzielanej wówczas w przedmiocie obrabianym 14 ma wartość szczytową równą około 1,02 MJ. Zasadniczo jednakowa temperatura 1580°C na krzywej temperatury 30 występuje w tym przypadku w ciągu około 2 sekund.

Figura 5 wyjaśnia sposób zapewniania kompensacji strat ciepła w celu utrzymania zasadniczo stałej temperatury odkształcania lub roboczej, na przykład podczas etapu prasowania przez prasę hydrauliczną. Wykorzystuje się wówczas dostarczanie ciepła do przedmiotu obrabianego 14 podczas etapu początkowego ogrzewania i następującego po nim etapu prasowania w celu utrzymania optymalnej temperatury roboczej przedmiotu obrabianego. Zimny lub podgrzany przedmiot obrabiany 14 jest umieszczany pomiędzy zimnymi lub podgrzanymi tłocznikami 12 i mocowany przez zredukowane ciśnienie. Rozładowanie prądnicy jednobiegunowej, jak to pokazano na fig. 4, jest stosowane do początkowego ogrzania przedmiotu obrabianego 14 do temperatury roboczej w okresie czasu 32. Po osiągnięciu początkowej temperatury, do tłoczników 12 jest przykładana siła prasowania 34 w okresie czasu 36. Poprzez dołączenie doprowadzeń elektrycznych do tłoczników 12 i skierowanie toru prądowego 16 przez zespół tłoczników 12 i przedmiotu obrabianego 14, powoduje się, że temperatura 40 przedmiotu obrabianego wzrasta podczas etapu ogrzewania początkowego w okresie czasu 32.

Temperatura 38 tłocznika nie osiąga wyższej temperatury 40 przedmiotu obrabianego, jeżeli gęstość prądu płynącego w przedmiocie obrabianym 14 jest znacznie większa niż gęstość prądu płynącego w tłocznikach 12. Impedancja lub rezystancja przedmiotu obrabianego 14 jest zwykle zaprojektowana jako większa niż impedancja

170 079 lub rezystancja tłocznika 12. Różne czynniki, takie jak stosunek długości do średnicy nł^rnl-Manprrn cVJoH r»ic*rrriT* t Uęrrf o J-f· r^r^orln-iinfn η τλ za γτ<λ en Γττιηηαηηα *r p/icvuunULu uuidujuue^u, untuU, ν,ιζΖ,άι i nsźLuit pt^e/UHilUlu uut duiUiiC^v, LWiĄźuiie z potrzebą uzyskania temperatury 40 przedmiotu obrabianego wyższej niż temperatura 38 tłocznika. Odwrotnie, poprzez dokładny wybór wymiarów i składu tłoczników 12 względem przedmiotu obrabianego 14, większa część energii kinetycznej, zapewnianej przez prądnicę jednobiegunową, jest magazynowana w sposób termiczny w przedmiocie obrabianym 14 zamiast w tłoczniku 12. Szczególnie poprzez wykonanie powierzchni przekroju poprzecznego tłoczników 12 jako większej niż powierzchnia przekroju poprzecznego przedmiotu obrabianego 14, znaczniejsze ogrzewanie oporowe wystąpi w przedmiocie obrabianym 14 niż w tłocznikach 12. To prowadzi do bardziej wydajnego obwodu grzejnego. Również przez zmniejszenie do minimum ilości ciepła zmagazynowanego w tłocznikach 12, można użyć do wykonania tłocznika materiał mniej odporny na temperaturę. W wielu przypadkach nie jest tu wymagane zastosowanie obojętnych, nie utleniających komór.

Figura 5 pokazuje, że odkształcenie z kompensacją strat ciepła według wynalazku jest uzyskiwane przez utrzymywanie pewnej ilości sterowanego prądu z prądnicy jednobiegunowej w tłocznikach 12 i przedmiocie obrabianym 14 po ogrzaniu początkowym w okresie czasu 32, podczas następującego po nim prasowania w okresie czasu 36. Poprzez wprowadzenie określonych ilości prądu 42 z prądnicyjednobiegunowej do tłocznika 12 i przedmiotu obrabianego 14 podczas całej operacji odkształcania, temperatura 40 przedmiotu obrabianego 14 jest utrzymywana jako stosunkowo stała, zapewniając kompensację odprowadzania ciepła w wyniku przewodzenia, unoszenia i promieniowania.

170 079

LJ

UJ*

CL <

TEMPERATURA (°C x 1000}

CZAS

FIG.5

170 079

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób odkształcania przedmiotu obrabianego, przy pomocy pary przewodzących elektrycznie tłoczników, podczas którego poddaje się kształtowaniu przedmiot obrabiany pomiędzy tłocznikami równocześnie z ogrzewaniem oporowym tłoczników i przedmiotu obrabianego i utrzymuje się temperaturę przedmiotu obrabianego na stałym poziomie, znamienny tym, że podczas ogrzewania oporowego przepuszcza się impulsowy prąd stały poprzez tłoczniki (12) i poprzez całą masę przedmiotu obrabianego (14) podczas kształtowania.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ogrzewa się oporowo tłoczniki (12) i całą masę przedmiotu obrabianego (14) przed kształtowaniem.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reguluje się impulsowy prąd stały w układzie sprzężenia zwrotnego regulacji temperatury przedmiotu obrabianego (14) i tłoczników (12).
4. Urządzenie do odkształcania przedmiotu obrabianego, zawierające dwa przewodzące elektrycznie tłoczniki dociskane do przeciwległych powierzchni czołowych metalowego przedmiotu obrabianego, elektrody dołączone elektrycznie do tłoczników, między którymi jest włączone szeregowo źródło prądu i czujnik temperatury przedmiotu obrabianego, znamienne tym, że czujnik temperatury (20) jest dołączony poprzez połączone szeregowo sterownik (50) i zasilacz (52) do cewki (54) w układzie sprzężenia zwrotnego regulacji napięcia źródła (18) prądu stanowiącego prądnicę jednobiegunową.