RU156327U1 - Устройство для обработки металлов давлением - Google Patents

Abstract

Устройство для обработки металлов давлением, содержащее матрицу с расположенными в ней пересекающимися каналами: приёмным, промежуточным и выходным, причём приёмный и выходной каналы расположены параллельно друг другу, их оси симметрии разнесены на расстояние K=(0,5-l,5)L, где L - расстояние между стенками приёмного канала, а внутренний угол между осями симметрии параллельных каналов и осью симметрии соединяющего их промежуточного канала составляет 90-120°, отличающееся тем, что промежуточный канал выполнен винтовой формы, при этом соотношение площадей его поперечного сечения на входе и выходе составляет 1,5-3,0.

Description

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам, позволяющим упрочнять металл в процессе обработки.

Известно устройство (Копылов В.И. и др. Процессы пластического структурообразования металлов. Минск: Навука и тэхника, 1994, с. 26), имеющее два сообщенных канала, расположенных под углом один к другому.

Недостатком этого устройства является невысокая степень упрочнения за один цикл деформирования, т.к. заготовка меняет направление течения всего один раз, в процессе которого и происходит сдвиговая деформация и упрочнение металла. Известно, что величина деформации и степень упрочнения металлов находятся в прямой зависимости от величины угла пересечения каналов, причем, чем меньше угол, тем большая деформация накапливается.

Существенным недостатком является искажение торцевых участков заготовок, полученных после деформации на данном устройстве. Так, заготовка после деформации имеет заостренные под углом около 30° торцы. Для получения прямоугольных торцов необходимо механической обработкой удалять значительную часть металла, что существенно снижает коэффициент использования металла (КИМ). Также для обеспечения высокой степени упрочнения необходимо несколько раз деформировать, как правило, не менее 4 раз при угле пересечения каналов 90°, одну и ту же заготовку в оснастке, что увеличивает время обработки, и, соответственно, трудоемкость.

Также известно устройство для обработки металлов давлением, содержащее матрицу с двумя пересекающимися каналами, один из которых винтовой (Патент РФ №2292515, МПК B21C 25/00, опубл. 27.07.2006 г.). Устройство позволяет повысить интенсивность упрочнения за счет дополнительной деформации кручением в винтовом канале. Однако такая конструкция не позволяет устранить искажения торцевых участков заготовок после деформации на данном устройстве. Также для обеспечения высокой степени упрочнения необходимо несколько раз деформировать, 2-3 раза одну и ту же заготовку в оснастке, что увеличивает время обработки и, соответственно трудоемкость.

Наиболее близким по существу является устройство для обработки металлов давлением, содержащее матрицу с расположенными в ней тремя пересекающимися каналами, геометрически подобными в поперечном сечении - приемным, промежуточным и выходным (патент РФ №2181314, МПК B21D 25/00, опубл. 20.04.2002 г.).

Такая геометрия матрицы позволяет за счет двукратного изменения направления течения накопить суммарно большую степень деформации и более эффективно упрочнить металл. Однако требуется не менее 2-3 циклов обработки для обеспечения высокой степени упрочнения, что приводит к увеличению трудоемкости.

Задачей полезной модели является повышение эффективности упрочнения материала с одновременным снижением трудоемкости.

Поставленная задача достигается устройством, содержащим матрицу с расположенными в ней тремя пересекающимися каналами - приемным, промежуточным и выходным, причем приемный и выходной каналы выполнены параллельно друг другу, их оси симметрии разнесены на расстояние K=(0,5-1,5)L, где L - расстояние между стенками приемного канала, а внутренний угол между осями симметрии параллельных каналов и осью симметрии соединяющего их промежуточного канала, составляет 90-120°, в котором в отличие от прототипа промежуточный канал выполнен винтовой формы, причем соотношение площадей поперечного сечения промежуточного канала на входе и выходе составляет 1,5-3,0.

Предложенное конструктивное выполнение пересекающихся каналов позволяет обеспечить три акта сдвиговой деформации за один цикл деформирования, а также осуществлять деформацию заготовки редукцией за счет сужения промежуточного канала. При этом суммарный уровень накопленной деформации за счет сочетания сдвиговой и редукционной обработки достигает величин, обеспечивающих предельно высокую степень упрочнения материала заготовки. Таким образом, достаточно одного цикла обработки для достижения максимальных степеней упрочнения, что заметно снижает затраты на получение высокопрочных состояний обрабатываемых материалов.

Экспериментально при деформировании меди при комнатной температуре подтверждена эффективность упрочнения при использовании матрицы с заявляемыми соотношениями параметров каналов, выполненных в матрице.

Пример устройства с тремя пересекающимися каналами, приемный и выходной из которых параллельны и смещены относительно друг друга, а промежуточный выполнен винтовым, показан на чертеже, где изображена матрица 1, в которой приемный канал 2 и выходной канал 3 параллельны, и их оси симметрии смещены относительно друг друга на расстояние К. Они соединены промежуточным каналом 4 винтовой формы, ось симметрии которого пересекает оси параллельных каналов под внутренним углом, равным Ф. Расстояние между стенками приемного канала равно L.

Устройство работает следующим образом. В приемный вертикальный канал 2 матрицы 1 помещают заготовку и, прикладывая к ней давление, деформируют ее через канал 4 и канал 3. При деформации заготовка изменяет направление течения на угол Ф два раза, при этом редуцируется и извлекается из канала 3. При изменении направления течения осуществляется сдвиговая деформация, которая в сочетании с редуцированием обеспечивает упрочнение материала заготовки.

Таким образом, предложенное устройство позволяет с наибольшей производительностью и меньшей трудоемкостью упрочнять материал заготовки при одновременном повышении коэффициента использования металла.

Claims (1)

1. Устройство для обработки металлов давлением, содержащее матрицу с расположенными в ней пересекающимися каналами: приёмным, промежуточным и выходным, причём приёмный и выходной каналы расположены параллельно друг другу, их оси симметрии разнесены на расстояние K=(0,5-l,5)L, где L - расстояние между стенками приёмного канала, а внутренний угол между осями симметрии параллельных каналов и осью симметрии соединяющего их промежуточного канала составляет 90-120°, отличающееся тем, что промежуточный канал выполнен винтовой формы, при этом соотношение площадей его поперечного сечения на входе и выходе составляет 1,5-3,0.

   

Images