Opublikowano: 18.VII.1971 62843 KI. 7 c, 22/02 MKP B 21 d, 22/02 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Wieslaw Zapalowicz, Józef Misiek, Stefan Ja¬ worski Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanislawa Staszica (Instytut Maszyn Hutniczych i Automatyki), Kraków (Polska) Sposób tloczenia metali pod naciskiem pulsujacym i narzedzie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób tloczenia metali pod naciskiem pulsujacym i narzedzie do stosowania tego sposobu, wspólpracujace ze zna¬ nymi prasami mechanicznymi lub hydrauliczny¬ mi.Dotychczas glebokie tloczenie metali odbywa sie silami statycznymi, najczesciej w trzech lub wiecej operacjach, co wymaga budowy odpowied¬ niej ilosci narzedzi, przy czym niejednokrotnie po wykonanej operacji wytloczki sa poddawane wy¬ zarzaniu miedzyoperacyjnemu. Nie sa znane spo¬ soby glebokiego tloczenia, które umozliwialyby otrzymywanie wytloczek o skomplikowanych ksztaltach lub cylindrycznych, o stosunku wyso¬ kosci do srednicy wiekszym od 1,5 do 1,7 za po¬ moca jednego narzedzia bez operacji posrednich.Te niedogodncsci usuwa sposób tloczenie metali pod pulsujacym naciskiem wedlug wynalazku, po¬ legajacy na tym, ze matryca lub pierscien cia¬ gowy ze spoczywajacym na nim tloczonym mate¬ rialem jest poddawana pulsujacemu dzialaniu si¬ ly wymuszajacej o czestosci co najmniej 8 Hz, w kierunku zgodnym z glównym kierunkiem od¬ ksztalcenia, równoczesnie zas z góry na tloczony material jest wywierany nacisk statyczny. Do wykonywania tego sposobu stosuje sie narzedzie wyposazone w stempel, matryce oraz sprezyne wspólpracujaca z mimosrodowym walem Dolaczo¬ nym z ukladem napedowym. Narzedzie to jest zamocowane w znanej prasie hydraulicznej lub 10 15 20 25 30 mechanicznej, w której zmniejszono predkosc nur¬ nika lub suwaka w stosunku do predkosci kon¬ wencjonalnej.Narzedzie do tloczenia sposobem wedlug wyna¬ lazku jest uwidocznione w przykladowym rozwia¬ zaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy narzedzia a fig. 2 — schemat odmiany narzedzia. Narzedzie do tloczenia sklada sie z korpusu 1 zamocowanego za pomora plyty 2 do stolu prasy. Wewnatrz korpusu 1 je?t umie¬ szczony mimosrodowy wal 3. Wal 3 jest ulozy- skowany poziomo w lozyskach 4, oslonietych po¬ krywami 5 i napedzany elektrycznym silnikiem 6 za posrednictwem napedowego ukladu 7, umiesz¬ czonego na jednym koncu walu 3. Drugi koniec walu 3 jest zabezpieczony przed poziomym prze¬ suwaniem sie, pierscieniem 8 i zabezpieczajaca sruba 9.Dodatkowo wal 3 jest w srodkowej mimosrodo- wej czesci zropatrzony w wymienna tuleje 10.Wewnatrz korpusu 1 jest umieszczona pionowo prowadzaca tuleja 11, wsparta na wale 3, w niej zas znajduje sie sprezyna lub sprezysty zespól 12 naciskajacy na matryce 13. Matryca 13 jest umieszczona w prowadzacej tulei 14 osadzonej na korpusie 1, i wspiera sie na nim.Do matrycy 13 jest dociskany poprzez pierscien 15 sztywna sprezyna lub sprezystym zespolem 16 tloczony material 17. Sprezyna 16 opiera sie w górnej czesci o odpowiednio uksztaltowana tuleje 62 84362 843 18 prowadzaca poruszajacy sie w niej stempel 19.Prowadzaca tuleja 18 jest osadzona w tulei 14 za pomoca dystansowego pierscienia 20 i zabezpie¬ czona mocujacym pierscieniem 21.Odmiana narzedzia wedlug wynalazku jest wy¬ posazona w dwa mimosrodowe waly 3 polaczone z ukladem wprawiajacym je w ruch obrotowy kazdy o przeciwnym kierunku obrotu tworzac w ten sposób kinematyczny wibrator sinusoidalny.Tak wykonane narzedzie pozwala na tloczenie wytloczek metalowych o srednicy wiekszej od 50 mm.Przewidziano równiez odmiane narzedzia wed¬ lug wynalazku, ze dolna jego czesc 22 zawieraja¬ ca miedzy innymi matryce 13, dociskowy pier¬ scien 14 i sprezyne 16 jest zamocowana na zaopa¬ trzonym w prowadnice 23 stole 24 prasy przy czym na stól 24 wywierany jest pulsujacy nacisk przez sprezyne lub sprezysty zespól 12 wspólpra¬ cujac z mimosrodowym walem lub walami 3.Sposób glebokiego tloczenia metali pod naci¬ skiem pulsujacym polega na tym, ze tloczony ma¬ terial 17 umieszcza sie wspólosiowo ze stemplem 19 na matrycy 13 a w przypadku tloczenia prze¬ lotowego na pierscieniu ciagowym. Silnik 6 na¬ pedza wal 3, którego srodkowa mimosrodowa czesc za posrednictwem sprezyny 12 wywiera na ' matryce 13 wraz z tloczonym materialem 17 sile pulsujaca. Amplituda pulsacji sily jest zalezna od rodzaju i wymiarów tloczonego materialu 17 i dobiera sie ja w granicach 2 — 10% nacisku sta¬ tycznego, przez zmiane wieikcsci mimosrodu wa¬ lu 3.Predkosc obrotów walu 3 reguluje sie w zalez¬ nosci od wymaganej czestosci sily, która wynosi co najmniej 8 Hz. Równoczesnie na material 17 jest wywierany nacisk statyczny za pomoca stempla 19. Celem uzyskania odpowiedniej, za¬ leznej od zastosowanej czestosci sily, predkosci przesuwu stempla 19 nalezy zmniejszyc predkosc suwaka lub nurnika prasy w stosunku do pred¬ kosci konwencjonalnej.Kolejnym etapem glebokiego tloczenia sposo¬ bem wedlug wynalazku jest przetlaczanie wytlo¬ czek metalowych w celu redukcji srednicy lub pocienienia scianek wytloczek. Operacje te moz¬ na przeprowadzic na opisanym narzedziu wedlug wynalazku jak równiez na tym samym narzedziu lecz uproszczonym pod wzgledem konstrukcyj¬ nym. Uproszczona konstrukcje uzyskuje sie przez usuniecie z narzedzia pierscienia 15, sprezyny lub czlonu sprezystego 16, tulei prowadzacej 18 oraz pierscieni: dystansowego 20 i mocujacego 21.W tym przypadku umieszcza sie wytloczke w szczelinie matrycy i poddaje sie ja równoczesne¬ mu dzialaniu stempla 19 i matrycy 13 oraz spre¬ zyny 12 i tulei prowadzacej 11, wspartej na wale 3; Parametry procesu pozostaja takie same jak przy tloczeniu z krazka.Przyklad. Krazek stalowy z blachy tlocznej 6 o srednicy D = 64 mm, spoczywajacy na matrycy 13 wprawia sie w drgania o czestosci 50 Hz i równoczesnie wywiera sie na krazek nacisk stem¬ plem 19 przesuwajacym sie w dól z predkoscia 250 mrr/min. W wyniku tej operacji uzyskuje sie 65 cylindryczna wytloczke o srednicy d = 25 mm i wysokosci h= 39 mm.Wielkosciami charakteryzujacymi tloczenie sa: stosunek srednicy wytloczki do srednicy krazka wyjsciowego i stosunek wysokosci wytloczki do jej srednicy. Wielkosci te dla podanego przykla¬ du wynosza odpowiednio: 25 64 : 0,59 i 39 25 1,55 Zastosowanie pulsujacego nacisku na tloczony material zmniejsza tarcie wystepujace pomiedzy matryca a tloczonym materialem, oraz tarcie we¬ wnetrzne w materiale. Dzieki temu proces tlocze¬ nia jest ulatwiony i pozwala na uzyskanie w jed¬ nej operacji tloczenia tego samego rezultatu, ja¬ ki mozna uzyskac przy tloczeniu statycznym w kilku operacjach, z których kazda wymaga budo¬ wy osobnego narzedzia. Narzedzie do tloczenia pod pulsujacym naciskiem cechuje sie prostota kon¬ strukcji, która umozliwia zamocowanie go w zns- nych prasach. Dzieki temu nie ma potrzeby bu¬ dowy specjalnych pras wibracyjnych a* wykorzy¬ stuje sie juz istniejace po niewielkich przerób¬ kach. PL