RU205272U1

RU205272U1 - Термический пресс-штамп

Info

Publication number: RU205272U1
Application number: RU2020136725U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Глущенков; Валентина Константиновна Алехина
Priority date: 2020-11-06
Filing date: 2020-11-06
Publication date: 2021-07-06

Abstract

Полезная модель относится к кузнечно-прессовому машиностроению и может быть использована в конструкциях термических прессов. Пресс-штамп содержит нижнюю плиту с установленными на ней направляющими 3. Каждая направляющая 3 состоит из трубчатой колонки 13, в которой установлено основание 14. С внешней стороны колонки размещена втулка 15 для установки верхней плиты 4. Направляющая 3 содержит корпус 16 с крышкой 17, внутри которого установлены пружина 18, гайка 19 и упорная шайба 20. К крышке 17 прикреплен посредством резьбового соединения верхней частью стержень 21 из материала с обратимой термической памятью формы. Нижней частью стержень 21 посредством резьбового соединения прикреплен к основанию 14. Вокруг средней части стержня намотан токопроводящий провод 22, выводы которого установлены в текстолитовой вставке 24. Провод 22 изолирован от металлических поверхностей прокладкой 23 и кожухами 25 и 26. Основание 14 выполнено с дренажными отверстиями, соединенными с компрессорной трубой, выполненной с возможностью подачи воздуха для охлаждения стержня. В результате обеспечивается повышение надежности осуществления технологических операций штамповки. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к кузнечно-прессовому машиностроению, а именно к конструкциям термических прессов, рабочее усилие которых обеспечивается термомеханическим исполнительным устройством преобразования тепловой энергии в механическую.

Из уровня техники известен пресс термический (патент РФ на изобретение №2303252, G01N 3/02, В30В 15/34, опубл. 20.07.2007) в котором предлагается устройство, содержащее основание, колонны, неподвижную и подвижную траверсы, верхнюю плиту, связанную с подвижной траверсой, и неподвижную плиту, нагружающее устройство. Причем нагружающее устройство выполнено в виде двух термоактивных элементов со встроенными нагревательными элементами. Кроме того, термоактивные элементы связаны между собой посредством рычага.

Недостатком известной конструкции является то, что она не позволяет развить существенные усилия и рабочий ход пресса весьма ограничен.

Известен также термический пресс (патент РФ на изобретение №1010778, МПК В30В 15/34, B21J 5/00, опубл. 30.04.1994), содержащий контейнер с формообразующим элементом и размещенное внутри него рабочее тело, выполненное из материала, коэффициент объемного расширения которого превышает коэффициент объемного расширения материала контейнера, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и расширения номенклатуры изготавливаемых изделий, контейнер выполнен в виде замкнутого сосуда, контактирующего стенкой и дном с рабочим телом.

Основными недостатками устройства также являются отсутствие возможности развить существенные усилия и небольшой рабочий ход.

Наиболее близким аналогом является термический пресс-штамп (авторское свидетельство №1224179, В30В 13/00, В30В 15/34, опубл. 15.04.1986), содержащий закрепленный на станине пресса трубчатый элемент, размещенный в трубчатом элементе с зазором силовой элемент из материала с термомеханической памятью формы на удлинение, одним концом связанный со станиной пресса, а также траверсу, связанную с другим концом силового элемента, отличающийся тем, что с целью повышения рабочего усилия и надежности в эксплуатации, он снабжен установленными равномерно по периметру станины пресса дополнительными трубчатыми элементами с размещенными в них дополнительными силовыми элементами, а каждый трубчатый элемент выполнен из материала с термомеханической памятью формы на осевое сжатие, температура начала обратного мартенситного превращения которого равна температуре конца обратного мартенситного превращения каждого силового элемента.

Основным недостатком конструкции является сложность осуществления надежного технологического процесса в виду применения нескольких взаимодействующих деталей из материала с памятью формы, а также энергоносителя с температурой 120-150°C.

Технической задачей настоящей полезной модели является создание работоспособного термического пресс-штампа с надежным силовым элементом для обеспечения больших нагрузок, применяемого в заготовительно-штамповочном производстве и испытательной технике.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в повышении надежности осуществления технологических операций штамповки.

Технический результат достигается за счет того, что в термическом пресс-штампе, содержащем нижнюю плиту с установленной на ней, по меньшей мере, одной направляющей, состоящей из корпуса с пружиной, втулки, основания и трубчатой колонки, в которой размещен стержень из материала с обратимой термической памятью формы с помощью резьбового соединения верхней части стержня с корпусом и нижней части с основанием, а также верхнюю плиту, прикрепленную к корпусу и установленную с помощью втулки, которая закреплена на оси трубчатой колонки с возможностью движения вдоль этой оси, корпус направляющей содержит отсоединяемую крышку, с которой и соединена верхняя часть стержня, причем на средней части стержня намотан токопроводящий провод, выводы которого расположены в вставке из изоляционного материала, а сам провод изолирован от деталей направляющей, выполненных из металла, по всей длине с помощью двух кожухов из изоляционного материала, при этом в основании, установленном в нижней части колонки, выполнено, по меньшей мере, одно дренажное отверстие, соединенное с компрессорной трубой, установленной в нижней плите.

Применение токопроводящего провода, намотанного на среднюю часть стержня, позволяет нагревать ее до нужной температуры в первую очередь, что увеличивает точность и скорость срабатывания пресса, повышая, таким образом, надежность его работы.

В нижней плите установлена компрессорная труба, а в колонке основание с дренажными отверстиями, что позволяет своевременно охладить стержень и продолжить эксплуатацию пресса, также повышая его надежность.

Предлагаемая конструкция характеризуется следующими чертежами:

на фиг. 1 изображен вид спереди пресс-штампа;

на фиг. 2 изображен разрез направляющей пресс-штампа.

Устройство содержит нижнюю плиту 1 с компрессорной трубой 2, направляющие 3, верхнюю плиту 4, пуансон 5, матрицу 6, съемник 7, держатель пуансона 8, направляющих 9 и 10 пуансона, подкладной плитки 11 и державки 12. Направляющая 3 состоит из колонки 13, в которой установлено основание 14, а с внешней стороны втулка 15 для установки верхней плиты 4. Также направляющая 3 содержит корпус 16 с крышкой 17, внутри корпуса 16 установлены пружина 18, гайка 19 и упорная шайба 20. К крышке 17 прикреплен с помощью резьбового соединения верхней своей частью стержень 21 из материала с обратимой термической памятью формы, нижней своей частью, также с помощью резьбового соединения, стержень 21 прикреплен к основанию 14. Вокруг средней части стержня намотан токопроводящий провод 22, выводы которого установлены в текстолитовой вставке 24, а сам провод 22 изолирован от металлических поверхностей прокладкой 23 и кожухами 25 и 26. Также в основании 14 установлен винт-заглушка 27 и пробка 28.

Термический пресс-штамп работает следующим образом.

При проведении каких-либо штамповочных работ, в зависимости от необходимого усилия пресса выбирается количество направляющих 4. После установки заготовки на матрице 6 на выводы токопроводящего провода 22 подводят электрический ток. Практически мгновенно происходит нагрев необходимого участка стержня 21 из материала с обратимой термической памятью формы до 100°C, пресс срабатывает, и заготовка подвергается обработке. Затем через компрессорную трубу 2 подается воздух, который, проходя через дренажные отверстия основания 14, охлаждает стержень 21 до 20°C и приводит его в исходное состояние.

В качестве силового элемента используем, например, проволоку из материала ТН-1 с памятью формы. Нагрев осуществляем пропусканием тока через силовой элемент (стержень 21). Производительность устройства определяется скоростями нагрева и охлаждения силового элемента. Скорость структурных мартенситно-аустенитных превращений весьма высока и равна скорости упругих волн в металле, но для совершения всего цикла (от начала и до конца превращения) необходимо время для обеспечения заданного температурного интервала "нагрев - охлаждение". Восстановление размеров силового привода после охлаждения под действием возвратного усилия обеспечивает его многоцикловый режим работы. Возвратное усилие должно составлять 15-20% от развиваемого рабочего усилия, что обеспечит многотысячный ресурс его работы. Развиваемое каждым силовым элементом диаметром 6 мм усилие при нагреве до 100°C составляет 50-60 МПа. После проведения всех настроек установка готова к работе. От сети на силовые элементы 21 подается ток порядка 30 А, в течение 1-3 сек, чего достаточно для нагревания до 100°C. Эта температура необходима для структурного изменения, которое позволяет металлу «вспоминать» созданную в нем ранее форму (размер) и задавать усилие. Соответствующее усилие передается на заготовку. После проведенных манипуляций подача напряжения прекращается и осуществляется охлаждение сжатым воздухом. Время производственного цикла составляет 4-5 сек.

Применение предлагаемой полезной модели позволит создавать надежные термические пресс-штампы со значительными усилиями, также упростить технику подвода и съема тепла (нагрев - охлаждение силопривода), обеспечить равномерность нагрева и охлаждения элемента и сократить производственный цикл работы пресса.

Claims

Термический пресс-штамп, содержащий нижнюю плиту с установленными на ней направляющими, каждая из которых состоит из корпуса с пружиной, основания, трубчатой колонки с размещенным в ней стержнем из материала с обратимой термической памятью формы, соединенным нижней частью посредством резьбового соединения с основанием, и верхнюю плиту, прикрепленную к корпусу каждой направляющей и установленную на ее трубчатой колонке посредством втулки, имеющей возможность движения вдоль трубчатой колонки, отличающийся тем, что направляющая снабжена токопроводящим проводом, выполненным с возможностью подведения к нему электрического тока и намотанным на среднюю часть стержня, а корпус направляющей снабжен выполненной с возможностью отсоединения крышкой, с которой соединен посредством резьбового соединения верхней частью стержень, при этом токопроводящий провод изолирован по всей длине посредством двух кожухов из изоляционного материала, выводы токопроводящего провода расположены во вставке из изоляционного материала, а основание направляющей установлено в нижней части трубчатой колонки и выполнено с дренажными отверстиями, соединенными с компрессорной трубой, установленной в нижней плите и выполненной с возможностью подачи воздуха для охлаждения стержня.