RU2652671C2

RU2652671C2 - Extrusion press die assembly

Info

Publication number: RU2652671C2
Application number: RU2015117640A
Authority: RU
Inventors: Марк Р. ДЕНИСОН
Original assignee: МАНЧЕСТЕР КОППЕР ПРОДАКТС, ЭлЭлСи
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2018-04-28
Also published as: PL2906371T3; RU2015117640A; MY178480A; BR112015006775A2; EP2906371A4; JP6357160B2; CA2887230C; ES2845300T3; IN2015DN01843A; AU2013329044B2; CA2887230A1; MX2015004146A; KR102195229B1; EP2906371A1; EP2906371B1; AU2013329044A1; HK1212946A1; HK1213840A1; US20140102159A1; JP2015536243A

Abstract

FIELD: pressing.

SUBSTANCE: invention relates to pressing. Die assembly comprises a plurality of die plates forming a die body. Die body has an entrance and an exit having a diameter smaller than the entrance, with a tapered surface between the entrance and the exit. Each die plate has a centre bore with a tapered interior surface around the centre bore, and the interior surfaces form the tapered surface that extends from the entrance to the exit. Base is coupled to the die body, and rotation of the base causes rotation of the die body. Billet pressed into the die body is heated by friction between the interior surface and an outer surface of the billet. Billet is heated to a deformable temperature and is extruded into a tube product as the billet is pressed from the entrance to the exit of the die body.

EFFECT: invention enables continuous pressing of a plurality of billets on compact equipment.

44 cl, 13 dwg

Description

Предпосылки создания изобретения BACKGROUND OF THE INVENTION

Трубчатый материал, такие как металлические трубы, образованные из меди, алюминия, металлического сплава или других металлов, часто изготавливают посредством процессов прессования (экструзии). В процессе прессования массивную заготовку из металла, называемую заготовкой или биллетом, подвергают обработке пропусканием через матричную структуру посредством матричного конструктивного элемента, имеющего круглую или другую конфигурацию с отверстием, размер которого меньше размера заготовки, используемой для образования материала, представляющего собой трубу. Заготовка может быть предварительно нагрета до высокой температуры перед продавливанием прошивной оправки через центр заготовки для образования сквозного канала в ней. При этом к заготовке прикладывают большое давление, как правило, порядка 1000-100000 фунтов на квадратный дюйм для выдавливания предварительно нагретого материала поверх прошивной оправки и по каналу матрицы. Давление заставляет материал деформироваться и вызывает его прессование, при этом материал выходит из задней части матрицы в виде трубы, имеющей диаметр, аналогичный диаметру канала матрицы. Tubular material, such as metal pipes formed from copper, aluminum, a metal alloy or other metals, are often made by extrusion processes. During the pressing process, a massive metal billet, called a billet or a billet, is subjected to processing by passing through a matrix structure by means of a matrix structural element having a round or other configuration with an aperture smaller than the size of the billet used to form a pipe material. The preform can be preheated to a high temperature before forcing the piercing mandrel through the center of the preform to form a through channel in it. At the same time, a lot of pressure is applied to the workpiece, as a rule, of the order of 1000-100000 pounds per square inch to squeeze the preheated material over the piercing mandrel and along the channel of the matrix. Pressure causes the material to deform and causes it to be pressed, while the material leaves the back of the matrix in the form of a pipe having a diameter similar to the diameter of the channel of the matrix.

Для изготовления больших количеств металлических труб прессованием требуются массивные заготовки и производственное оборудование, и вес заготовок, используемых в процессах прессования для образования металлических труб, часто достигает или превышает 1000 фунтов. Размер машин и заготовок требует больших производственных помещений для изготовления труб, и требования по размерам, связанные с процессом прессования, приводят к большим первоначальным и эксплуатационным затратам на процесс производства. Кроме того, ограничения, связанные с процессами, такие как прессование только одной заготовки в каждый момент времени, приводят к неэффективности, обусловленной размерами заготовок. The manufacture of large quantities of metal pipes by compression requires massive workpieces and manufacturing equipment, and the weight of the workpieces used in the pressing processes to form metal pipes often reaches or exceeds 1000 pounds. The size of machines and billets requires large production facilities for the manufacture of pipes, and the size requirements associated with the pressing process lead to large initial and operational costs for the production process. In addition, process-related limitations, such as pressing only one workpiece at a time, lead to inefficiencies due to the size of the workpieces.

Краткое изложение сущности изобретения Summary of the invention

В данном документе раскрыты системы, устройства и способы для прессования (экструзии) материалов с использованием вращающейся сборной матрицы экструзионного пресса. В определенных вариантах осуществления системы, устройства и способы обеспечивают возможность непрерывного прессования множества заготовок из материала. Подобное непрерывное прессование позволяет эффективно использовать заготовки сравнительно меньшего размера для получения заданного количества прессованного материала, и, следовательно, требования по масштабу и размерам, связанные с подобными прессовыми системами для непрерывного прессования, могут быть меньше, чем в случае обычных процессов прессования. Disclosed herein are systems, devices, and methods for compressing (extruding) materials using a rotating assembly matrix of an extrusion press. In certain embodiments, systems, devices, and methods enable the continuous pressing of multiple material blanks. Such continuous pressing allows efficient use of relatively smaller workpieces to obtain a predetermined amount of pressed material, and therefore the scale and size requirements associated with such continuous pressing systems can be less than with conventional pressing processes.

В соответствии с одним аспектом сборная матрица для прессования материала включает в себя множество матричных дисков, соединенных вместе для образования матрицы (тела матрицы). Матрица имеет канал, образующий вход и выход, и диаметр выхода меньше диаметра входа. Коническая поверхность расположена между входом и выходом. Каждый из матричных дисков имеет центральное отверстие с конической внутренней поверхностью вокруг центрального отверстия, и внутренняя поверхность центрального отверстия в первом матричном диске наклонена под меньшим углом относительно оси канала, чем внутренняя поверхность центрального отверстия во втором матричном диске, расположенном рядом с передним торцом первого матричного диска. Основание присоединено к матрице, и вращение основания вызывает вращение матрицы. In accordance with one aspect, a prefabricated matrix for pressing a material includes a plurality of matrix disks joined together to form a matrix (matrix body). The matrix has a channel forming the input and output, and the diameter of the output is less than the diameter of the input. The conical surface is located between the inlet and the outlet. Each of the matrix disks has a Central hole with a conical inner surface around the Central hole, and the inner surface of the Central hole in the first matrix disk is inclined at a smaller angle relative to the axis of the channel than the inner surface of the Central hole in the second matrix disk, located next to the front end of the first matrix disk . The base is attached to the matrix, and the rotation of the base causes the rotation of the matrix.

В определенных вариантах осуществления второй матричный диск расположен ближе к входу матрицы, чем первый матричный диск. Сборная матрица может включать в себя третий матричный диск, имеющий центральное отверстие с внутренней поверхностью, которая наклонена под меньшим углом относительно оси, чем внутренняя поверхность центрального отверстия в матричном диске, расположенном рядом с передним торцом третьего матричного диска. Матричный диск, расположенный рядом с передним торцом третьего матричного диска, может представлять собой первый матричный диск, и третий матричный диск может быть расположен ближе к выходу матрицы, чем первый матричный диск. In certain embodiments, the second matrix disk is located closer to the matrix input than the first matrix disk. The precast matrix may include a third matrix disk having a central hole with an inner surface that is inclined at a smaller angle to the axis than the inner surface of the central hole in the matrix disk located adjacent to the front end of the third matrix disk. The matrix disk located near the front end of the third matrix disk may be the first matrix disk, and the third matrix disk may be located closer to the matrix output than the first matrix disk.

В определенных вариантах осуществления сборная матрица включает в себя третий диск, который образует часть матрицы, и третий диск имеет центральное отверстие с внутренней поверхностью вокруг центрального отверстия, которая не наклонена под углом относительно оси канала. Центральное отверстие третьего диска образует вход матрицы. В определенных вариантах осуществления основание имеет центральное отверстие, и центральное отверстие основания имеет диаметр, который превышает диаметр выхода матрицы. In certain embodiments, the precast matrix includes a third disk that forms part of the matrix, and the third disk has a central hole with an inner surface around the central hole that is not angled relative to the channel axis. The central hole of the third disk forms the input of the matrix. In certain embodiments, the base has a central hole, and the central hole of the base has a diameter that is larger than the exit diameter of the matrix.

В определенных вариантах осуществления матрица выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема заготовки из материала для прессования, и заготовка не является предварительно нагретой перед ее входом в матрицу. Вращение матрицы создает трение между конической внутренней поверхностью и заготовкой, подаваемой вперед через вход и во внутренний канал матрицы. Трение вызывает нагрев заготовки до температуры, которая достаточна для обеспечения деформации материала заготовки, и нагретая заготовка может деформироваться под действием деформирующей силы, которая не превышает предельных показателей механических свойств материала заготовки. Трение между заготовкой и оправкой, по которой заготовка перемещается вперед, вызывает нагрев заготовки и оправки. Система охлаждения обеспечивает подачу охлаждающей текучей среды к внутренней части оправки. In certain embodiments, the matrix is configured to receive a preform from a compression material, and the preform is not preheated before it enters the matrix. The rotation of the matrix creates friction between the conical inner surface and the workpiece fed forward through the inlet and into the inner channel of the matrix. Friction causes the billet to be heated to a temperature sufficient to ensure deformation of the billet material, and the heated billet may be deformed by the deforming force, which does not exceed the limit values of the mechanical properties of the billet material. Friction between the workpiece and the mandrel, along which the workpiece moves forward, causes the workpiece and mandrel to heat. The cooling system provides cooling fluid to the inside of the mandrel.

В определенных вариантах осуществления, по меньшей мере, один из матричных дисков образован из двух разных материалов, при этом первый материал образует периферию отверстия в матричном диске и второй материал образует наружную часть матричного диска. По меньшей мере, один из первого и второго материалов представляет собой керамический материал, сталь или расходуемый материал. В определенных вариантах осуществления передний торец матрицы рядом с входом выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность сопряжения с центрирующей вставкой, имеющей диаметр, по существу равный диаметру входа. Центрирующая вставка и периферия входа образованы из одного и того же материала. In certain embodiments, at least one of the matrix disks is formed of two different materials, wherein the first material forms the periphery of the hole in the matrix disk and the second material forms the outer part of the matrix disk. At least one of the first and second materials is a ceramic material, steel, or consumable. In certain embodiments, the front end of the matrix near the entrance is configured to mate with a centering insert having a diameter substantially equal to the diameter of the entrance. The centering insert and the periphery of the inlet are formed from the same material.

В определенных вариантах осуществления матрица выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема наконечника оправки через вход так, что наконечник оправки может быть размещен в заданном положении во внутреннем канале матрицы. Внутренняя поверхность матрицы включает в себя комплементарный участок, имеющий угол, который соответствует углу наружной поверхности наконечника оправки. Матрица выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема заготовки, проталкиваемой по внутреннему каналу матрицы для образования прессованного (экструдированного) изделия, при этом прессованное изделие имеет наружный диаметр, соответствующий диаметру выхода матрицы, и внутренний диаметр, соответствующий диаметру наконечника оправки. In certain embodiments, the matrix is configured to receive the mandrel tip through the inlet so that the mandrel tip can be placed at a predetermined position in the inner channel of the matrix. The inner surface of the matrix includes a complementary portion having an angle that corresponds to the angle of the outer surface of the mandrel tip. The die is configured to receive a workpiece pushed through the inner channel of the die to form a pressed (extruded) article, while the pressed article has an outer diameter corresponding to the diameter of the die and an inner diameter corresponding to the diameter of the mandrel tip.

В соответствии с одним аспектом сборная матрица включает в себя средство для прессования материала, которое включает в себя множество пластинчатых средств. Средство для прессования имеет проходное средство, образующее вход и выход средства для прессования, и диаметр выхода меньше диаметра входа. Средство для прессования также имеет средство с конической поверхностью между входом и выходом. Каждое из пластинчатых средств имеет центральное отверстие с сужающейся (конической или клиновидной) поверхностью вокруг центрального отверстия, и внутренняя поверхность центрального отверстия в первом пластинчатом средстве наклонена под меньшим углом относительно оси проходного средства, чем внутренняя поверхность центрального отверстия во втором пластинчатом средстве, расположенном рядом с передним торцом первого пластинчатого средства. Сборная матрица также включает в себя средство для присоединения средства для прессования к вращающему средству, и вращение средства для присоединения вызывает вращение средства для прессования. In accordance with one aspect, the precast die includes material pressing means that includes a plurality of plate means. The pressing means has a passage means forming the inlet and outlet of the pressing means, and the exit diameter is smaller than the inlet diameter. The pressing means also has a means with a conical surface between the inlet and the outlet. Each of the plate means has a central hole with a tapering (conical or wedge-shaped) surface around the central hole, and the inner surface of the central hole in the first plate means is inclined at a smaller angle with respect to the axis of the passage means than the inner surface of the central hole in the second plate means located next to front end of the first plate means. The prefabricated matrix also includes means for attaching the pressing means to the rotational means, and rotation of the connecting means causes rotation of the pressing means.

В определенных вариантах осуществления второе пластинчатое средство расположено ближе к входу средства для прессования, чем первое пластинчатое средство. Средство для прессования включает в себя третье пластинчатое средство, имеющее центральное отверстие с внутренней поверхностью, которая наклонена под меньшим углом относительно оси, чем внутренняя поверхность центрального отверстия в пластинчатом средстве, расположенном рядом с передним торцом третьего пластинчатого средства. Пластинчатое средство, расположенное рядом с передним торцом третьего пластинчатого средства, может представлять собой первое пластинчатое средство, и третье пластинчатое средство может быть расположено ближе к выходу средства для прессования, чем первое пластинчатое средство. In certain embodiments, the second platelet means is located closer to the inlet of the pressing means than the first platelet means. The pressing means includes a third lamellar means having a central hole with an inner surface that is inclined at a smaller angle from the axis than the inner surface of the central hole in the lamellar means adjacent to the front end of the third lamellar means. The lamellar means located adjacent to the front end of the third lamellar means may be a first lamellar means, and the third lamellar means may be closer to the exit of the pressing means than the first lamellar means.

В определенных вариантах осуществления сборная матрица включает в себя третье пластинчатое средство, которое образует часть средства для прессования, при этом третье пластинчатое средство имеет центральное отверстие с внутренней поверхностью вокруг центрального отверстия, которая не выполнена сужающейся (конической) и не наклонена под углом относительно оси. Центральное отверстие третьего пластинчатого средства образует вход средства для прессования. В определенных вариантах осуществления средство для присоединения включает в себя центральное отверстие. Центральное отверстие средства для присоединения имеет диаметр, который превышает диаметр выхода средства для прессования. In certain embodiments, the precast matrix includes a third platelet means that forms part of the compression means, the third platelet having a central hole with an inner surface around a central hole that is not tapering (tapered) and not inclined at an angle to the axis. The Central hole of the third plate means forms the entrance of the means for pressing. In certain embodiments, the attachment means includes a central opening. The central opening of the attachment means has a diameter that exceeds the exit diameter of the pressing means.

В определенных вариантах осуществления средство для прессования выполнено с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема заготовки из материала для прессования, и заготовка не является предварительно нагретой перед ее входом в средство для прессования. Вращение средства для прессования создает трение между средством с конической поверхностью и заготовкой, подаваемой вперед через вход и в проходное средство средства для прессования. Трение вызывает нагрев заготовки до температуры, которая достаточна для обеспечения деформации материала заготовки. Нагретая заготовка может деформироваться под действием деформирующей силы, которая не превышает предельных показателей механических свойств материала заготовки. Трение между заготовкой и стержнеобразным средством, по которому заготовка подается вперед, вызывает нагрев заготовки и стержнеобразного средства, и средство для охлаждения обеспечивает подачу охлаждающей текучей среды к внутренней части стержнеобразного средства. In certain embodiments, the pressing means is configured to receive the blank from the pressing material, and the blank is not preheated before it enters the pressing means. The rotation of the pressing means creates friction between the means with a conical surface and the workpiece fed forward through the inlet and into the passing means of the pressing means. Friction causes the preform to heat up to a temperature sufficient to deform the preform material. A heated preform can be deformed under the action of a deforming force that does not exceed the limit values of the mechanical properties of the preform material. Friction between the workpiece and the rod-shaped means by which the preform is fed forward causes heating of the workpiece and the rod-like means, and the means for cooling provides a cooling fluid to the inside of the rod-like means.

В определенных вариантах осуществления, по меньшей мере, одно из пластинчатых средств образовано из двух разных материалов, при этом первый материал образует периферию отверстия в пластинчатом средстве и второй материал образует наружную часть пластинчатого средства. По меньшей мере, один из первого и второго материалов представляет собой керамический материал, сталь или расходуемый материал. В определенных вариантах осуществления передний торец средства для прессования рядом с входом выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность сопряжения со средством для центрирования заготовки, при этом средство для центрирования имеет диаметр, по существу равный диаметру входа. Средство для центрирования и периферия входа образованы из одного и того же материала. In certain embodiments, at least one of the plate means is formed of two different materials, wherein the first material forms the periphery of the hole in the plate means and the second material forms the outer part of the plate means. At least one of the first and second materials is a ceramic material, steel, or consumable. In certain embodiments, the front end of the pressing means near the entrance is configured to mate with the means for centering the workpiece, the centering means having a diameter substantially equal to the diameter of the entrance. The centering means and the periphery of the inlet are formed from the same material.

В определенных вариантах осуществления средство для прессования выполнено с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема средства в виде наконечника стержня через вход так, что средство в виде наконечника стержня может быть размещено в заданном положении во внутреннем канале средства для прессования. Средство с конической поверхностью средства для прессования содержит комплементарный участок, имеющий угол, который соответствует углу наружной поверхности средства в виде наконечника стержня. Средство для прессования выполнено с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема заготовки, проталкиваемой через проходное средство средства для прессования для образования экструдированного изделия, при этом экструдированное изделие имеет наружный диаметр, соответствующий диаметру выхода средства для прессования, и внутренний диаметр, соответствующий диаметру средства в виде наконечника стержня. In certain embodiments, the pressing means is configured to receive means in the form of a rod tip through the inlet so that the means in the form of a rod tip can be placed in a predetermined position in the internal channel of the pressing means. The means with the conical surface of the pressing means comprises a complementary portion having an angle that corresponds to the angle of the outer surface of the means in the form of a rod tip. The pressing means is configured to receive a workpiece pushed through the passage of the pressing means to form an extruded product, the extruded product having an outer diameter corresponding to the diameter of the exit of the pressing means and an inner diameter corresponding to the diameter of the means in the form of a rod tip .

Изменения и модификации вариантов осуществления, рассмотренных в данном документе, очевидны специалистам в данной области техники после рассмотрения данного описания. Вышеприведенные признаки и аспекты могут быть реализованы в любой комбинации и подкомбинации, включая множество зависимых комбинаций и подкомбинаций с одним или несколькими другими признаками, описанными в данном документе. Различные признаки/элементы, описанные или проиллюстрированные в данном документе, включая их компоненты, могут быть скомбинированы или объединены в одно целое в других системах. Кроме того, определенные признаки/элементы могут быть исключены или не реализованы. Changes and modifications to the embodiments discussed herein are apparent to those skilled in the art after reviewing this description. The above features and aspects can be implemented in any combination and sub-combination, including many dependent combinations and sub-combinations with one or more other features described herein. The various features / elements described or illustrated herein, including their components, can be combined or integrated into other systems. In addition, certain features / elements may be excluded or not implemented.

Краткое описание чертежей Brief Description of the Drawings

Вышеприведенные и другие задачи и преимущества станут очевидными при рассмотрении нижеследующего подробного описания, рассматриваемого совместно с сопровождающими чертежами, в которых аналогичные ссылочные позиции относятся к аналогичным компонентам на всех чертежах. The foregoing and other objects and advantages will become apparent upon consideration of the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference numbers refer to like components in all of the drawings.

Фиг.1 показывает вид в перспективе иллюстративного сборной матрицы экструзионного пресса. Figure 1 shows a perspective view of an illustrative precast die assembly.

Фиг.2 показывает вертикальный вид сбоку иллюстративной системы экструзионного пресса. Figure 2 shows a vertical side view of an illustrative extrusion press system.

Фиг.3 показывает вертикальный вид сбоку сборной матрицы экструзионного пресса по фиг.1. Figure 3 shows a vertical side view of the precast die of the extrusion press of Figure 1.

Фиг.4 показывает иллюстративный стальной концевой держатель сборной матрицы экструзионного пресса по фиг.1. FIG. 4 shows an illustrative steel end holder of the die assembly of the extrusion press of FIG. 1.

Фиг.5 показывает иллюстративный входной диск сборной матрицы экструзионного пресса по фиг.1. FIG. 5 shows an illustrative input disc of the die assembly of the extrusion press of FIG. 1.

Фиг.6 показывает иллюстративный первый промежуточный диск сборной матрицы экструзионного пресса по фиг.1. FIG. 6 shows an illustrative first intermediate disc of the die assembly of the extrusion press of FIG. 1.

Фиг.7 показывает иллюстративный второй промежуточный диск сборной матрицы экструзионного пресса по фиг.1. FIG. 7 shows an illustrative second intermediate disk of the die assembly of the extrusion press of FIG. 1.

Фиг.8 показывает иллюстративный выходной диск сборной матрицы экструзионного пресса по фиг.1. Fig. 8 shows an illustrative output disk of the die assembly of the extrusion press of Fig. 1.

Фиг.9 показывает иллюстративный диск основания сборной матрицы экструзионного пресса по фиг.1. FIG. 9 shows an illustrative base disc of the die assembly of the extrusion press of FIG. 1.

Фиг.10 показывает иллюстративное сечение сборной матрицы экструзионного пресса по фиг.1. FIG. 10 shows an illustrative section of the die assembly of the extrusion press of FIG. 1.

Фиг.11 показывает иллюстративный наконечник оправки. 11 shows an illustrative mandrel tip.

Фиг.12 показывает иллюстративное сечение сборной матрицы экструзионного пресса по фиг.1 с наконечником оправки по фиг.11, поданным в сборную матрицу. FIG. 12 shows an illustrative section of the die assembly of the extrusion press of FIG. 1 with the mandrel tip of FIG. 11 fed to the die assembly.

Фиг.13 показывает сечение сборной матирцы и наконечника оправки по фиг.12 во время прессования материала. Fig. 13 shows a cross-section of the prefabricated mattress and mandrel tip of Fig. 12 during the pressing of the material.

Подробное описание Detailed description

Для обеспечения полного понимания систем, способов и устройств, описанных в данном документе, будут описаны определенные иллюстративные варианты осуществления. Несмотря на то, что варианты осуществления и признаки/элементы, описанные в данном документе, рассмотрены для использования вместе с системами экструзионного пресса, следует понимать, что компоненты, соединительные механизмы, способы изготовления и другие элементы, указанные ниже, могут быть скомбинированы друг с другом любым пригодным образом и могут быть адаптированы и применены для систем, подлежащих использованию в других производственных процессах. Кроме того, несмотря на то, что варианты осуществления, описанные в данном документе, относятся к прессованию металлических труб из полых заготовок, следует понимать, что системы, устройства и способы, описанные в данном документе, могут быть адаптированы и применены для систем, предназначенных для прессования материала любого пригодного типа. To provide a complete understanding of the systems, methods, and devices described herein, certain illustrative embodiments will be described. Although the embodiments and features / elements described herein have been considered for use with extrusion press systems, it should be understood that the components, connecting mechanisms, manufacturing methods, and other elements listed below can be combined with each other. in any suitable way and can be adapted and applied to systems to be used in other manufacturing processes. In addition, although the embodiments described herein relate to the extrusion of metal pipes from hollow billets, it should be understood that the systems, devices, and methods described herein can be adapted and applied to systems designed for pressing material of any suitable type.

Фиг.1 показывает сборную матрицу 1 для образования экструдированных труб, которые могут включать бесшовные экструдированные трубы, в системе экструзионного пресса. Сборная матрица 1 может обеспечить непрерывное прессование множества заготовок, то есть биллетов для получения бесшовного экструдированного трубного изделия в соответствии с различными стандартами для бесшовных труб, включая, например, описание стандарта ASTM-BSS для бесшовной медной водопроводной трубы (ASTM-BSS Standard Specification for Seamless Copper Water Tube). Бесшовные экструдированные трубы также могут отвечать требованиям стандартов согласно стандарту NSF/ANSI-61 (National Sanitation Foundation, International/American National Standards Institute - Общий всемирный центр безопасности и очистки питьевой воды/Национальный институт стандартов США) для компонентов систем подачи питьевой воды. Сборная матирца 1 включает в себя стержень 10 оправки, по которому заготовки из материала, такие как заготовка 17, пропускают в направлении стрелки А и через сборную матрицу для образования экструдированного трубного изделия. Заготовка 17 может быть образована из любого материала, пригодного для использования в системах экструзионного пресса, включая различные металлы, включая медь и медные сплавы, или любые другие пригодные цветные металлы, такие как алюминий, никель, титан и их сплавы, черные металлы, включая сталь и другие железные сплавы, полимеры, такие как пластики, или любой другой пригодный материал или их комбинации, но возможные материалы не ограничены вышеуказанными. Заготовки, проходящие по стержню 10 оправки, подаются вперед через центрирующую вставку 9 и матрицу 18, которая состоит из пакета матричных дисков 3-7 и диска 8 основания, и через систему 13 охлаждения для образования трубного изделия. В то время как сборная матрица 1 включает в себя пять дисков, соединенных с диском основания, сборная матрица может включать в себя больше дисков или меньше дисков, и матрица может быть длиннее или короче, чем матрица 18, в определенных применениях. 1 shows a prefabricated die 1 for forming extruded pipes, which may include seamless extruded pipes, in an extrusion press system. The prefabricated matrix 1 can provide continuous pressing of a plurality of blanks, i.e., billets, to produce a seamless extruded tubular product in accordance with various standards for seamless pipes, including, for example, the ASTM-BSS Standard Specification for Seamless Copper Water Tube ). Seamless extruded pipes can also meet NSF / ANSI-61 standards ( National Sanitation Foundation, International / American National Standards Institute - Worldwide Center for Drinking Water Safety and Treatment / National Institute of US Standards ) for components of drinking water systems. The prefabricated matrix 1 includes a mandrel bar 10 through which preforms of material, such as preform 17, are passed in the direction of arrow A and through the prefabricated matrix to form an extruded tubular product. The preform 17 may be formed from any material suitable for use in extrusion press systems, including various metals, including copper and copper alloys, or any other suitable non-ferrous metals, such as aluminum, nickel, titanium and their alloys, ferrous metals, including steel and other iron alloys, polymers such as plastics, or any other suitable material or combinations thereof, but the possible materials are not limited to the above. Billets passing through the mandrel bar 10 are fed forward through the centering insert 9 and the matrix 18, which consists of a package of matrix disks 3-7 and a base disk 8, and through a cooling system 13 to form a tubular product. While the precast matrix 1 includes five disks connected to the base disc, the precast matrix can include more disks or fewer disks, and the matrix can be longer or shorter than the matrix 18, in certain applications.

Во время прессования матрица 18 вращается во время проталкивания заготовки 17 через матрицу. Заготовка 17 удерживается захватами 44 центрирующей вставки 9, которая не вращается, и, таким образом, заготовка 17 не вращается, когда она входит во вращающуюся матрицу 18 в зоне входа 11 в центральный канал, проходящий через матрицу. Вращение матрицы 18 создает трение о наружную поверхность невращающейся заготовки 17 при ее проталкивании через матрицу, и трение вызывает нагрев заготовки 17 до температуры, достаточной для деформирования материала заготовки. Например, металлическая заготовка может быть нагрета за счет трения до температуры, превышающей 1000°F (537,8°С), для деформирования. Требования к температуре разных материалов и разных металлов могут варьироваться, и в некоторых применениях могут быть подходящими температуры заготовок, которые меньше 1000°F (537,8°С). В отличие от других систем прессования (экструзии) сборная матирца 1 не требует предварительного нагрева заготовок перед прессованием, поскольку вращение матрицы 18 и трение, создаваемое за счет контакта с невращающейся заготовкой 17, обеспечивают энергию, которая вызывает нагрев заготовки до температуры деформации. During pressing, the die 18 rotates while pushing the workpiece 17 through the die. The workpiece 17 is held by the grippers 44 of the centering insert 9, which does not rotate, and thus the workpiece 17 does not rotate when it enters the rotating matrix 18 in the zone of entry 11 into the central channel passing through the matrix. The rotation of the matrix 18 creates friction on the outer surface of the non-rotating workpiece 17 when it is pushed through the matrix, and the friction causes the workpiece 17 to be heated to a temperature sufficient to deform the workpiece material. For example, a metal billet may be heated by friction to temperatures in excess of 1000 ° F (537.8 ° C) to deform. The temperature requirements of different materials and different metals can vary, and in some applications, workpiece temperatures that are less than 1000 ° F (537.8 ° C) may be suitable. Unlike other pressing systems (extrusion), the prefabricated matrix 1 does not require preheating of the preforms before pressing, since the rotation of the matrix 18 and the friction created by contact with the non-rotating preform 17 provide energy that causes the preform to heat up to the deformation temperature.

Сборная матрица 1 может быть использована для образования экструдированного материала в любой соответствующей системе прессования, включая, например, систему экструзионного прессования, описанную в заявке на патент США № 13/650,977, поданной 12 октября 2012, описание которой настоящим полностью включено в данный документ путем ссылки. Например, сборная матрица 1 может быть выполнена в системе 57 экструзионного пресса, показанной на фиг.2, для непрерывного прессования материала. Система 57 экструзионного пресса включает в себя секцию 58 держателя оправки и секцию 59 плиточной конструкции. Секция 58 держателя оправки включает в себя стержень 74 оправки, фиксаторы для подачи воды или охлаждающие элементы 60 и 61, зажимы или зажимные элементы 62 и 63 для оправки и систему подачи заготовки. Секция 58 держателя оправки опирается на механическую несущую конструкцию, которая не показана на фиг.2 для устранения чрезмерного усложнения чертежа, но которая служит в качестве опоры для компонентов держателя 58 оправки. Секция 59 плиточной конструкции включает в себя входную плиту 65 и заднюю матричную плиту 66, плунжерные плиты 67 и 68, центрирующую плиту 69 и вращающуюся матрицу 70, которая прижимается к задней матричной плите 66. Секция 59 плиточной конструкции опирается на раму 71, которая также служит в качестве опоры для двигателя 72 и соответствующих компонентов редуктора (непоказанных). Направление, вдоль которого происходит загрузка заготовки, перемещение и экструзия в соответствии с системой 57 экструзионного пресса, обозначено стрелкой В. Управление системой 57 экструзионного пресса может осуществляться, по меньшей мере частично, посредством системы на основе программируемого контроллера, которая управляет объектами подсистемы 77 подачи заготовки, экструзионной подсистемы 78 и охлаждающей подсистемы системы 57 экструзионного прессования. Prefabricated matrix 1 can be used to form an extruded material in any suitable extrusion system, including, for example, an extrusion extrusion system described in US patent application No. 13 / 650,977, filed October 12, 2012, the description of which is hereby incorporated by reference in its entirety. . For example, the precast die 1 may be formed in the extrusion press system 57 shown in FIG. 2 for continuous pressing of the material. The extrusion press system 57 includes a mandrel holder section 58 and a tile structure section 59. Section 58 of the holder of the mandrel includes a mandrel rod 74, clamps for supplying water or cooling elements 60 and 61, clamps or clamping elements 62 and 63 for the mandrel and the workpiece feeding system. Section 58 of the holder of the mandrel is supported by a mechanical supporting structure, which is not shown in FIG. 2 to eliminate the excessive complexity of the drawing, but which serves as a support for the components of the holder 58 of the mandrel. The tile structure section 59 includes an inlet plate 65 and a rear matrix plate 66, plunger plates 67 and 68, a centering plate 69, and a rotating matrix 70 that is pressed against the rear matrix plate 66. The tile structure section 59 is supported by a frame 71, which also serves as a support for engine 72 and associated gear components (not shown). The direction along which the workpiece is loaded, moved and extruded in accordance with the extrusion press system 57 is indicated by arrow B. The extrusion press system 57 can be controlled at least in part by means of a programmable controller-based system that controls the objects of the workpiece feed subsystem 77 , the extrusion subsystem 78 and the cooling subsystem of the extrusion pressing system 57.

Зажимы 62, 63 для оправки образуют систему 73 зажима стержня оправки, предназначенную для удерживания стержня оправки в заданном положении при одновременном обеспечении возможности непрерывной подачи множества заготовок вдоль и вокруг стержня 74 оправки для обеспечения непрерывной прессования. Управление зажимами 62, 63 для оправки может осуществляться посредством системы на основе программируемого контроллера для надежного удерживания стержня 74 оправки в заданном положении и предотвращения вращения стержня 74 оправки так, что в некоторый данный момент времени во время процесса прессования, по меньшей мере, один зажимов 62, 63 для оправки будет зажимать стержень 74 оправки. Зажимы 62, 63 для оправки задают положение стержня 74 оправки и предотвращают вращение стержня 74 оправки. Когда зажимы 62, 63 для оправки находятся в положении зажима, тем самым осуществляя зажим стержня 74 оправки, зажимы 62, 63 для оправки предотвращают перемещение заготовок вдоль стержня 74 оправки через зажимы. The mandrel clips 62, 63 form a mandrel bar clamp system 73 designed to hold the mandrel bar in a predetermined position while allowing multiple feeds to be continuously supplied along and around the mandrel bar 74 to provide continuous pressing. The mandrel clamps 62, 63 can be controlled by a programmable controller-based system to securely hold the mandrel bar 74 in a predetermined position and to prevent rotation of the mandrel bar 74 so that at least one of the clamps 62 at some given time during the pressing process , 63 for the mandrel will clamp the mandrel bar 74. The mandrel clips 62, 63 define the position of the mandrel bar 74 and prevent rotation of the mandrel bar 74. When the mandrel clamps 62, 63 are in the clamping position, thereby clamping the mandrel bar 74, the mandrel clamps 62, 63 prevent the workpieces from moving along the mandrel bar 74 through the clamps.

Зажимы 62, 63 для оправки функционируют посредством попеременного зажима стержня 74 оправки для обеспечения возможности прохода одной или нескольких заготовок через соответствующий зажим для оправки в заданный момент времени. Например, расположенный ближе по ходу зажим 62 для оправки может осуществлять разжим стержня 74 оправки, в то время как расположенный дальше по ходу зажим 63 для оправки зажимает стержень 74 оправки. В любой заданный момент времени, по меньшей мере, один из зажимов 62, 63 для оправки предпочтительно зажимает стержень 74 оправки или иным образом входит в контактное взаимодействие со стержнем 74 оправки. Одна или несколько заготовок, образующих очередь или расположенных в определенном порядке рядом с расположенным ближе по ходу зажимом 62 для оправки, или перемещаемых вдоль стержня 74 оправки, могут проходить через открытый расположенный ближе по ходу зажим 62 для оправки. После того как определенное число заготовок пройдет через открытый расположенный ближе по ходу зажим 62 для оправки, зажим 62 для оправки может закрываться и, таким образом, возвращаться к зажиму стержня 74 оправки, и заготовки могут подаваться вперед к расположенному дальше по ходу, зажимному элементу 63. Расположенный дальше по ходу, зажимной элемент 63 может оставаться закрытым, тем самым он будет зажимать стержень 74 оправки, или расположенный дальше по ходу зажим 63 для оправки может открываться после того, как расположенный ближе по ходу зажим 62 для оправки снова осуществит зажим стержня 74 оправки. Несмотря на то, что два зажима 62, 63 для оправки показаны в системе 57 экструзионного пресса, следует понимать, что может быть предусмотрено любое соответствующее число зажимов для оправки. The mandrel clamps 62, 63 operate by alternately clamping the mandrel bar 74 to allow one or more workpieces to pass through the corresponding mandrel clamp at a given point in time. For example, the downstream mandrel clip 62 can expand the mandrel bar 74, while the downstream mandrel clamp 63 clamps the mandrel bar 74. At any given point in time, at least one of the mandrel clips 62, 63 preferably grips the mandrel bar 74 or otherwise engages in contact with the mandrel bar 74. One or more workpieces forming a queue or arranged in a certain order next to the upstream mandrel clip 62, or moved along the mandrel rod 74, can pass through the open mandrel clip 62 located downstream. After a certain number of workpieces passes through the open upstream mandrel clamp 62, the mandrel clamp 62 can close and thus return to the clamp of the mandrel bar 74, and the blanks can be fed forward to the downstream clamping member 63 Located downstream, the clamping member 63 can remain closed, thereby clamping the mandrel bar 74, or the downstream mandrel clamp 63 can open after being located closer downstream 62 them for sending back will take place the clamp rod 74 of the mandrel. Although two mandrel clamps 62, 63 are shown in the extrusion press system 57, it should be understood that any suitable number of mandrel clamps may be provided.

Фиксаторы 60, 61 для подачи воды образуют систему 75 подачи воды к стержню оправки, предназначенную для подачи охлаждающей воды вдоль внутренней части стержня 74 оправки к наконечнику оправки во время процесса прессования. Управление захватами 60, 61 для воды может осуществляться посредством системы на основе программируемого контроллера для непрерывной подачи технологической охлаждающей воды к стержню оправки во время процесса прессования при одновременном обеспечении возможности непрерывной подачи множества заготовок вдоль и вокруг стержня 74 оправки. Фиксаторы 60, 61 для подачи воды функционируют так, что отсутствуют или по существу отсутствуют перерывы в подаче технологической охлаждающей воды к наконечнику оправки во время процесса прессования. Аналогично функционированию зажимов 62, 63 для оправки, рассмотренных выше, когда фиксаторы 60, 61 для подачи воды зафиксированы относительно стержня 74 оправки или введены в контактное взаимодействие со стержнем 74 оправки, фиксаторы 60, 61 для подачи воды предотвращают перемещение заготовок вдоль стержня 74 оправки через фиксаторы для подачи воды. The water supply latches 60, 61 form a water supply system 75 to the mandrel bar designed to supply cooling water along the inside of the mandrel bar 74 to the mandrel tip during the pressing process. The control of the water grippers 60, 61 can be carried out by means of a programmable controller-based system for continuously supplying process cooling water to the mandrel bar during the pressing process, while simultaneously enabling the multiple supply of workpieces along and around the mandrel bar 74. The water supply latches 60, 61 function so that there are no or essentially no interruptions in the supply of process cooling water to the tip of the mandrel during the pressing process. Similar to the operation of the mandrel clamps 62, 63 discussed above, when the water clamps 60, 61 are fixed relative to the mandrel bar 74 or are in contact with the mandrel bar 74, the water clamps 60, 61 prevent the workpieces from moving along the mandrel bar 74 through clamps for water supply.

Фиксаторы 60, 61 для подачи воды функционируют так, что в любой заданный момент времени во время прессования, по меньшей мере, один из фиксаторов для подачи воды зафиксирован относительно стержня 74 оправки или введен в контактное взаимодействие со стержнем 74 оправки и, тем самым, обеспечивает подачу охлаждающей воды в стержень 74 оправки для ее подачи к наконечнику оправки. Когда заготовка проходит через один из фиксаторов 60, 61 для подачи воды, соответствующий фиксатор для подачи воды прерывает подачу охлаждающей воды и осуществляет разжим стержня 74 оправки или выходит из контактного взаимодействия со стержнем 74 оправки для обеспечения возможности прохода заготовки через данный фиксатор перед зажимом стержня 74 оправки вновь и продолжением подачи охлаждающей воды. Пока один из фиксаторов 60, 61 для подачи воды разжат или выведен из контактного взаимодействия со стержнем 74 оправки, другой фиксатор для подачи воды продолжает подавать охлаждающую воду к стержню оправки. The water supply latches 60, 61 function so that at any given point in time during pressing, at least one of the water supply latches is fixed relative to the mandrel bar 74 or is in contact with the mandrel bar 74 and thereby provides the supply of cooling water to the mandrel shaft 74 for supplying it to the mandrel tip. When the workpiece passes through one of the retainers 60, 61 for water supply, the corresponding retainer for water supply interrupts the cooling water supply and expands the mandrel bar 74 or leaves the contact interaction with the mandrel bar 74 to allow the workpiece to pass through this clamp before the bar clamp 74 mandrels again and continued supply of cooling water. While one of the retainers 60, 61 for water supply is unclenched or withdrawn from contact with the mandrel bar 74, the other retainer for water supply continues to supply cooling water to the mandrel bar.

Например, расположенный ближе по ходу фиксатор 60 для подачи воды может осуществлять разжим стержня 74 оправки, когда расположенный дальше по ходу фиксатор 61 для подачи воды фиксируется относительно стержня 74 оправки. В любой заданный момент времени, по меньшей мере, один из фиксаторов 60, 61 для подачи предпочтительно зафиксирован относительно стержня 74 оправки для непрерывной подачи охлаждающей воды. Одна или несколько заготовок, образующих очередь или расположенных в определенном порядке рядом с расположенным ближе по ходу фиксатором 60 для подачи воды, или перемещаемых вдоль стержня 74 оправки, могут проходить через открытый расположенный ближе по ходу фиксатор 60 для подачи воды. После того как определенное число заготовок пройдет через открытый расположенный ближе по ходу фиксатор 60 для подачи воды, фиксатор 60 для подачи воды может закрываться и, таким образом, возвращаться к фиксации стержня 74 оправки и подаче охлаждающей воды, и заготовки могут подаваться вперед к расположенному дальше по ходу фиксатору 61 для подачи воды. Расположенный дальше по ходу фиксатор 61 для подачи воды может оставаться закрытым, тем самым он будет фиксировать стержень 74 оправки, или расположенный дальше по ходу фиксатор 61 для подачи воды может открываться после того, как расположенный ближе по ходу фиксатор 60 для подачи воды снова осуществит зажим стержня 74 оправки. Несмотря на то, что два фиксатора 60, 61 для подачи воды показаны в системе 57 экструзионного пресса, следует понимать, что может быть предусмотрено любое соответствующее число фиксаторов для подачи воды. For example, the downstream retainer 60 for supplying water can expand the mandrel bar 74 when the downstream retainer 61 for supplying water is fixed relative to the mandrel bar 74. At any given point in time, at least one of the holding latches 60, 61 is preferably fixed relative to the mandrel bar 74 for the continuous supply of cooling water. One or more preforms forming a queue or arranged in a certain order next to the downstream retainer 60 for supplying water, or moved along the mandrel rod 74, may pass through an open upstream retainer 60 for supplying water. After a certain number of blanks passes through the open water supply latch 60 located closer to the upstream, the water supply latch 60 can be closed and thus return to the fixing of the mandrel bar 74 and the cooling water supply, and the workpieces can be fed forward to the further along the latch 61 for water supply. The downstream water retainer 61 may remain closed, thereby locking the mandrel bar 74, or the downstream water retainer 61 may open after the downstream water retainer 60 clamps again mandrel shaft 74. Although two retainers 60, 61 for supplying water are shown in the extrusion press system 57, it should be understood that any suitable number of retainers for supplying water may be provided.

Стержень 74 оправки проходит по существу вдоль длины системы 57 экструзионного пресса и расположен с возможностью размещения наконечника оправки во вращающейся матрице 70. Вращающаяся матрица 70 может состоять из матрицы 18, показанной на фиг.1. Регулировку для надлежащего размещения наконечника оправки в матрице 70 выполняют посредством перемещения секции 58 держателя оправки, в результате чего стержень 74 оправки перемещается. Регулировки стержня 74 оправки и секции 58 держателя оправки могут быть по направлению к матрице 70 или от матрицы 70. Предпочтительно, если отсутствует возможность регулировки стержня 74 оправки и секции 58 держателя оправки, когда система 57 экструзионного пресса работает, хотя следует понимать, что в определенных вариантах осуществления может осуществляться регулирование стержня 74 оправки и/или секции 58 держателя оправки во время работы. The mandrel bar 74 extends substantially along the length of the extrusion press system 57 and is arranged to accommodate the mandrel tip in the rotary die 70. The rotary die 70 may consist of the die 18 shown in FIG. Adjustment to properly accommodate the mandrel tip in the matrix 70 is accomplished by moving the mandrel holder section 58, whereby the mandrel bar 74 moves. The adjustments of the mandrel bar 74 and the mandrel holder section 58 may be towards the matrix 70 or away from the matrix 70. It is preferred if it is not possible to adjust the mandrel bar 74 and the mandrel holder section 58 when the extrusion press system 57 is operating, although it should be understood that in certain In the embodiments, the mandrel bar 74 and / or the mandrel holder section 58 can be adjusted during operation.

Как рассмотрено выше, система 57 экструзионного пресса включает в себя секцию 59 плиточной конструкции, имеющую входную плиту 65 и заднюю матричную плиту 66, плунжерные плиты 67 и 68, центрирующую плиту 69 и вращающуюся матрицу 70, которая прижимается к задней матричной плите 66. Рядом с входной плитой 65 находится комплект 76 плунжерных плит, который включает в себя первую плунжерную плиту 67, или А-плунжер, и вторую плунжерную плиту 68, или В-плунжер. Первая и вторая плунжерные плиты 67, 68 осуществляют подачу заготовок в центрирующую плиту 69, которая осуществляет зажим заготовок и предотвращает вращение заготовок перед их входом во вращающуюся матрицу 70, которая поджата к задней матричной плите 66. As discussed above, the extrusion press system 57 includes a tiled section 59 having an inlet plate 65 and a rear matrix plate 66, plunger plates 67 and 68, a centering plate 69, and a rotating matrix 70 that is pressed against the rear matrix plate 66. Next to the inlet plate 65 is a set of 76 plunger plates, which includes a first plunger plate 67, or A-plunger, and a second plunger plate 68, or B-plunger. The first and second plunger plates 67, 68 feed the workpieces into the centering plate 69, which clamps the workpieces and prevents the workpieces from rotating before they enter the rotating matrix 70, which is pressed against the rear matrix plate 66.

Плунжерные плиты 67, 68 функционируют посредством зажима заготовок и создания по существу постоянного толкающего усилия в направлении экструзионной сборной матрицы 70. В любой заданный момент времени, по меньшей мере, одна из плунжерных плит 67, 68 зажимает заготовку и обеспечивает подачу заготовки вперед вдоль стержня 74 оправки для создания постоянного толкающего усилия. Плунжерные плиты 67, 68 образуют конечную часть подсистемы 77 подачи заготовок перед входом заготовки в центрирующую вставку 69 и вращающуюся матрицу 70 экструзионной подсистемы 78. Аналогично части пути подачи заготовок перед входной плитой 65, часть перед плунжерными плитами 67, 68 предпочтительно обеспечивает непрерывную установку заготовок в заданном положении для минимизации каких-либо зазоров между заготовкой, которая зажата плунжерными плитами 67, 68, и следующей заготовкой. The plunger plates 67, 68 function by clamping the workpieces and creating a substantially constant pushing force towards the extrusion die assembly 70. At any given point in time, at least one of the plunger plates 67, 68 clamps the workpiece and feeds the workpiece forward along the shaft 74 mandrels to create a constant pushing force. The plunger plates 67, 68 form the end part of the workpiece feeding subsystem 77 before the workpiece enters the centering insert 69 and the rotary die 70 of the extrusion subsystem 78. Similarly to the part of the workpiece feeding path in front of the inlet plate 65, the part in front of the plunger plates 67, 68 preferably provides continuous installation of workpieces in a predetermined position to minimize any gaps between the workpiece, which is clamped by the plunger plates 67, 68, and the next workpiece.

Как рассмотрено выше, плунжерные плиты 67, 68 непрерывно толкают заготовки во вращающую матрицу 70. Плунжеры 67, 68 попеременно зажимают заготовки и осуществляют подачу заготовок вперед к вращающейся матрице 70 и во вращающуюся матрицу 70, и затем осуществляют разжим поданных вперед заготовок и отвод для следующего цикла зажима/подачи вперед. Предпочтительно имеется перекрытие между временем, когда один плунжер прекращает толкание и другой плунжер «собирается» начать толкание, так что всегда имеет место постоянное давление, действующее на вращающуюся матрицу 70. Плунжеры 67, 68 перемещаются вперед и отводятся посредством плунжерных цилиндров, присоединенных к соответствующему плунжеру. Как показано, имеются два плунжерных цилиндра 79, 80 на плунжер. Первый комплект плунжерных цилиндров 80 расположен слева и справа от входной плиты 65 (хотя правый плунжерный цилиндр скрыт из виду за левым плунжерным цилиндром). Первый комплект плунжерных цилиндров 80 соединен с первой плунжерной плитой 67 и выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность перемещения первого плунжера 67, когда первый плунжер 67 осуществляет подачу заготовок вперед и отводится для захвата следующей заготовки. Второй комплект плунжерных цилиндров 79 расположен сверху и снизу от входной плиты 65. Второй комплект плунжерных цилиндров 79 соединен со второй плунжерной плитой 68 и выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность перемещения второго плунжера 68, когда второй плунжер 68 осуществляет подачу заготовок вперед и отводится для захвата следующей заготовки. Несмотря на то, что показаны два плунжерных цилиндра для каждой из первой и второй плунжерных плит 67, 68, следует понимать, что может быть предусмотрено любое соответствующее число плунжерных цилиндров, и в определенных вариантах осуществления плунжерные цилиндры могут быть присоединены как к первому, так и ко второму плунжерам 67, 68. As discussed above, the plunger plates 67, 68 continuously push the blanks into the rotary matrix 70. The plungers 67, 68 alternately clamp the blanks and feed the blanks forward to the rotary matrix 70 and into the rotary matrix 70, and then expand the blanks fed forward and retract for the next clamping / feeding cycle forward. Preferably, there is an overlap between the time when one plunger stops pushing and the other plunger is “about to” start pushing, so that there is always a constant pressure acting on the rotating matrix 70. The plungers 67, 68 are moved forward and retracted by plunger cylinders attached to the corresponding plunger . As shown, there are two plunger cylinders 79, 80 per plunger. The first set of plunger cylinders 80 is located to the left and right of the inlet plate 65 (although the right plunger cylinder is hidden from view behind the left plunger cylinder). The first set of plunger cylinders 80 is connected to the first plunger plate 67 and configured to move the first plunger 67 when the first plunger 67 feeds the workpieces forward and is retracted to capture the next workpiece. The second set of plunger cylinders 79 is located above and below the inlet plate 65. The second set of plunger cylinders 79 is connected to the second plunger plate 68 and configured to move the second plunger 68 when the second plunger 68 feeds the workpieces forward and retracts to capture the next blanks. Although two plunger cylinders are shown for each of the first and second plunger plates 67, 68, it should be understood that any suitable number of plunger cylinders can be provided, and in certain embodiments, plunger cylinders can be attached to both the first and to the second plungers 67, 68.

Центрирующая плита 69 принимает заготовки, поданные вперед посредством плунжеров 67, 68, и служит для удерживания заготовок во время процесса прессования перед входом заготовок во вращающуюся матрицу 70. Когда центрирующая плита 69 расположена в заданном положении для процесса прессования, центрирующая плита 69 по существу становится частью экструзионной матрицы 70. То есть, центрирующая вставка центрирующей плиты 69 по существу прилегает к вращающейся матрице 70. Однако сама центрирующая плита 69 и компоненты в ней, включая центрирующую вставку, не вращаются вместе с вращающейся матрицей 70. Когда матрица 70 вращается, центрирующая плита 69 предотвращает вращение заготовок, которые больше не удерживаются вторым плунжером, за счет зажима заготовок и, тем самым, предотвращает вращение заготовок перед входом заготовок во вращающуюся матрицу 70. The centering plate 69 receives the blanks fed forward by means of plungers 67, 68 and serves to hold the blanks during the pressing process before the blanks enter the rotary die 70. When the centering plate 69 is in a predetermined position for the pressing process, the centering plate 69 essentially becomes part extrusion die 70. That is, the centering insert of the centering plate 69 is substantially adjacent to the rotating die 70. However, the centering plate 69 itself and its components, including the centering insert , do not rotate together with the rotating matrix 70. When the matrix 70 rotates, the centering plate 69 prevents the workpieces that are no longer held by the second plunger from rotating by clamping the workpieces and thereby prevents the workpieces from rotating before the workpieces enter the rotating matrix 70.

Если снова обратиться к сборной матрице 1 по фиг.1, следует отметить, что при использовании данной матрицы в процессе прессования, например, в системе прессования по фиг.2, центрирующая вставка 9 подается вперед к переднему краю матрицы 18, так что передняя поверхность 55 центрирующей вставки 9 контактирует с передней поверхностью 16 матрицы 18. Данная ориентация матрицы 18 и центрирующей вставки 9 во время прессования показана на фиг.3. В данной ориентации контакт между торцами 55 и 16 соответственно центрирующей вставки 9 и матрицы 18 предотвращает выход материала из матрицы 18 во время процесса прессования. Для начала прессования заготовку 17 подают вперед по стержню 10 оправки в направлении стрелки А и через сборную матрицу 1 для прессования заготовки 17 в прессованное (экструдированное) трубное изделие. Перед входом в сборную матрицу 1 заготовку 17 подают вперед в отверстие 15 центрирующей вставки 9, в котором захваты 44 входят в контактное взаимодействие с наружной поверхностью заготовки 17. При подаче заготовки 17 вперед через отверстие 15 данные захваты 44 предотвращают вращение заготовки 17, когда заготовка 17 входит в контакт с вращающейся внутренней поверхностью 14 матрицы 18. If we again turn to the prefabricated matrix 1 in figure 1, it should be noted that when using this matrix in the pressing process, for example, in the pressing system of figure 2, the centering insert 9 is fed forward to the front edge of the matrix 18, so that the front surface 55 the centering insert 9 is in contact with the front surface 16 of the matrix 18. This orientation of the matrix 18 and the centering insert 9 during pressing is shown in FIG. In this orientation, the contact between the ends 55 and 16 of the centering insert 9 and the die 18, respectively, prevents the material from leaving the die 18 during the pressing process. To begin pressing, the workpiece 17 is fed forward along the mandrel bar 10 in the direction of arrow A and through the prefabricated die 1 to press the workpiece 17 into a pressed (extruded) tube product. Before entering the prefabricated matrix 1, the workpiece 17 is fed forward into the hole 15 of the centering insert 9, in which the grippers 44 come into contact with the outer surface of the workpiece 17. When the workpiece 17 is fed forward through the hole 15, these grips 44 prevent the workpiece 17 from rotating when the workpiece 17 comes into contact with the rotating inner surface 14 of the matrix 18.

В то время как заготовка 17 и центрирующая вставка 9 не вращаются во время процесса прессования, матрица 18 и диск 8 основания, к которому присоединена матрица, приводятся во вращение посредством шпинделя 56 с приводом от двигателя. При продвижении заготовки 17 через центрирующую вставку 9 она проходит через вход 11 матрицы 18 и входит в контакт с внутренней поверхностью 14 матрицы 18. Закручивающая сила будет приложена к наружной поверхности заготовки 17 вследствие контакта при натяге между вращающейся матрицей 18 и заготовкой 17. Захваты 44 центрирующей вставки 9 противодействуют данной закручивающей силе и предотвращают вращение заготовки 17 перед ее входом в матрицу 18, в результате чего создается трение и выделяется энергия, которая обеспечивает нагрев заготовки 17. While the workpiece 17 and the centering insert 9 do not rotate during the pressing process, the die 18 and the base disc 8 to which the die is attached are driven by a motor-driven spindle 56. When moving the workpiece 17 through the centering insert 9, it passes through the input 11 of the matrix 18 and comes into contact with the inner surface 14 of the matrix 18. A twisting force will be applied to the outer surface of the workpiece 17 due to the contact between the rotating matrix 18 and the workpiece 17. The centering grips 44 the inserts 9 counteract this twisting force and prevent the workpiece 17 from rotating before it enters the matrix 18, as a result of which friction is generated and energy is released that provides heating of the workpiece 17.

Профиль конической внутренней поверхности 14 матрицы 18 определяется формой и ориентацией центральных отверстий, которые проходят через диски в матрице 18. Матрица 18 образована из пакета матричных дисков, включающего стальной концевой держатель 3, входной диск 4, первый промежуточный диск 5, второй промежуточный диск 6 и выходной диск 7. Диски из данной последовательности, которая образует матрицу 18, расположены вместе в виде пакета, прикреплены друг к другу посредством крепежной детали, такой как болт 2 на фиг.1, и присоединены к диску 8 основания. Болт 2 вставлен в каждое из сквозных отверстий 12, которые проходят через каждый из дисков 3-8. При этом диск 8 основания присоединен к шпинделю 56 с приводом от двигателя, который обеспечивает вращение диска 8, а также дисков 3-7 матрицы 18. В определенных вариантах осуществления может быть использована матрица, которая включает в себя больше или меньше пяти дисков 3-7, показанных в матрице 18. The profile of the conical inner surface 14 of the matrix 18 is determined by the shape and orientation of the central holes that pass through the disks in the matrix 18. The matrix 18 is formed from a package of matrix disks, including a steel end holder 3, an input disk 4, a first intermediate disk 5, a second intermediate disk 6 and output disk 7. Disks from this sequence, which forms the matrix 18, are arranged together in the form of a packet, are attached to each other by means of a fastener, such as a bolt 2 in FIG. 1, and are attached to the disk 8 based i. A bolt 2 is inserted into each of the through holes 12 that pass through each of the discs 3-8. In this case, the base disk 8 is connected to the motor-driven spindle 56, which rotates the disk 8, as well as the disks 3-7 of the matrix 18. In certain embodiments, a matrix can be used that includes more or less than five disks 3-7 shown in matrix 18.

Внутренняя поверхность 14, образуемая центральными отверстиями дисков матрицы 18, имеет конический профиль, который вызывает сужение внутреннего канала, проходящего через матрицу 18 от входа 11 к выходу канала в зоне выходного диска 7. Таким образом, при приложении силы к заготовке 17 для проталкивания заготовки через матрицу 18 материал заготовки 17 подвергается прессования по мере уменьшения наружного диаметра материала под действием усилия для его прохода через каждый из дисков 3-7. Размеры дисков 3-7 и взаимодействие между внутренней поверхностью 14 и заготовкой 17 описано более подробно ниже со ссылкой на фиг.4-13. The inner surface 14, formed by the Central holes of the disks of the matrix 18, has a conical profile, which causes a narrowing of the inner channel passing through the matrix 18 from the input 11 to the output of the channel in the area of the output disk 7. Thus, when a force is applied to the workpiece 17 to push the workpiece through the matrix 18, the material of the workpiece 17 is pressed as the outer diameter of the material decreases under the action of the force to pass through each of the disks 3-7. The dimensions of the disks 3-7 and the interaction between the inner surface 14 and the workpiece 17 are described in more detail below with reference to figures 4-13.

Фиг.4-9 показывают каждый из дисков 3-7 в матрице 18 и диск 8 основания, к которому присоединена матрица 18. Фиг.4 показывает стальной концевой держатель 3 матрицы 18, который образует передний торец 16 матрицы и вход 11 во внутренний канал матрицы. Стальной концевой держатель 3 имеет центральное круглое отверстие 21, которое определяет диаметр открытого входа 11, при размещении концевого держателя 3 в пакете в матрице 18. Как показано на фиг.4, стальной концевой держатель 3 образован из двух материалов, при этом наружная периферия 19 диска образована из одного материала и периферия 20 отверстия 21 образована из другого материала. Два материала, которые образуют стальной концевой держатель 3, могут быть выбраны так, чтобы они образовывали комплементарные зоны сопряжения между стальным концевым держателем 3 и как центрирующей вставкой 9, так и входным диском 4. Например, наружная периферия 19 может быть образована из стали, такой как сталь Н13, которая такая же, как материал, который образует наружную периферию входного диска 4, или аналогична материалу, который образует наружную периферию входного диска 4, в то время как периферия 20 отверстия может быть образована из другого материала, такого как хромоникелевая сталь, который такой же, как материал, используемый для образования центрирующей вставки 9, или аналогичен материалу, используемому для образования центрирующей вставки 9. За счет соответствующего подбора материала периферии 20 отверстия и центрирующей вставки 9 передняя торцевая поверхность 23 периферии 20 отверстия, которая контактирует с передней торцевой поверхностью 55 центрирующей вставки 9, образует комплементарную зону сопряжения, которая обеспечивает уменьшение износа при использовании сборной матрицы 1. Поскольку матрица 18 вращается, а центрирующая вставка 9 остается неподвижной, между торцом 23 и торцом 55 может создаваться трение. При образовании периферии 20 отверстия и центрирующей вставки 9 из одного и того же материала или аналогичных материалов, наряду с регулированием давления поверхности 55 на поверхность 16, может быть минимизирован эффект истирания, вызываемый данным трением, особенно во время начала и прекращения процесса прессования, когда вращение матрицы 18 начинается или прекращается. Figures 4-9 show each of the disks 3-7 in the matrix 18 and the base disk 8 to which the matrix 18 is attached. Figure 4 shows the steel end holder 3 of the matrix 18, which forms the front end face 16 of the matrix and the entrance 11 to the internal channel of the matrix . The steel end holder 3 has a central circular hole 21, which determines the diameter of the open entrance 11, when placing the end holder 3 in the bag in the matrix 18. As shown in figure 4, the steel end holder 3 is formed of two materials, with the outer periphery 19 of the disk formed from one material and the periphery 20 of the hole 21 is formed from another material. The two materials that form the steel end holder 3 can be selected so that they form complementary mating zones between the steel end holder 3 and both the centering insert 9 and the input disk 4. For example, the outer periphery 19 may be formed of steel, such like steel H13, which is the same as the material that forms the outer periphery of the input disk 4, or similar to the material that forms the outer periphery of the input disk 4, while the periphery 20 of the hole can be formed from each other material, such as chromium-nickel steel, which is the same as the material used to form the centering insert 9, or similar to the material used to form the centering insert 9. Due to the appropriate selection of the material of the periphery 20 of the hole and the centering insert 9, the front end surface 23 of the periphery 20 holes, which is in contact with the front end surface 55 of the centering insert 9, forms a complementary mating zone, which provides reduced wear when using sat 1. Since the molecular weight of the matrix array 18 rotates, and the centering insert 9 is fixed between the end face 23 and end face 55 friction can be created. By forming the periphery 20 of the hole and the centering insert 9 from the same material or similar materials, along with regulating the pressure of the surface 55 on the surface 16, the abrasion caused by this friction can be minimized, especially during the start and stop of the pressing process when rotation matrix 18 starts or stops.

Вторым диском в матрице 18 является входной диск 4, показанный на фиг.5. Как и в случае стального концевого держателя 3, входной диск 4 образован из двух разных материалов. Один материал образует наружную периферию 25 диска, в то время как второй материал образует периферию 24 отверстия вокруг центрального отверстия 26, проходящего через центр диска. Наружная периферия 25 может быть образована из такого же материала, как материал наружной периферии стального концевого держателя 3, или из материала, аналогичного материалу наружной периферии стального концевого держателя 3, например, из материала, представляющего собой сталь Н13. Периферия 24 отверстия 26 образована из износостойкого материала, например, из керамического материала, который обладает стойкостью к разрушению, когда заготовка, такая как заготовка 17 проталкивается через отверстие 26 и контактирует с внутренней поверхностью 27. The second disk in the matrix 18 is the input disk 4, shown in Fig.5. As with the steel end holder 3, the input disk 4 is formed of two different materials. One material forms the outer periphery 25 of the disk, while the second material forms the periphery 24 of the hole around the center hole 26 passing through the center of the disk. The outer periphery 25 may be formed of the same material as the material of the outer periphery of the steel end holder 3, or of a material similar to the material of the outer periphery of the steel end holder 3, for example, of a material comprising steel H13. The periphery 24 of the hole 26 is formed of a wear-resistant material, for example, ceramic material, which is resistant to destruction when a workpiece, such as the workpiece 17 is pushed through the hole 26 and is in contact with the inner surface 27.

Во входном диске 4 начинается наклон внутренней поверхности 14 матрицы 18 от входа 11 к выходу матрицы. Внутренняя поверхность 27 периферии 24 имеет такой наклон, что диаметр центрального отверстия 26 будет больше у передней торцевой поверхности диска 4, которая прилегает к задней торцевой поверхности стального концевого держателя 3, и будет меньше у задней торцевой поверхности входного диска 4, которая прилегает к первому промежуточному диску 5. При проталкивании заготовки 17, имеющей диаметр, который равен диаметру отверстия 26 у передней торцевой поверхности, через входной диск 4 конусность/наклон поверхности 27 создает трение между вращающимся диском 4 и заготовкой 17. Данное трение приводит к выделению энергии, которая обеспечивает нагрев заготовки 17 при ее продвижении вперед во вращающуюся матрицу 18, при этом деформация заготовки начинается посредством конической внутренней поверхности 14. В отличие от процессов прессования, в которых контакт между предварительно нагретой заготовкой и невращающейся матрицей приводит к выделению тепловой энергии в качестве побочного продукта, фрикционный нагрев заготовки 17, не нагретой предварительно, необходим для прессования, поскольку необходимо нагреть заготовку до температуры, достаточной для деформации. In the input disk 4 begins the slope of the inner surface 14 of the matrix 18 from the input 11 to the output of the matrix. The inner surface 27 of the periphery 24 has such an inclination that the diameter of the central hole 26 will be larger at the front end surface of the disk 4, which is adjacent to the rear end surface of the steel end holder 3, and will be smaller at the rear end surface of the input disk 4, which is adjacent to the first intermediate disk 5. When pushing a workpiece 17 having a diameter that is equal to the diameter of the hole 26 at the front end surface through the input disk 4, the taper / inclination of the surface 27 creates friction between the rotating I drive 4 and the workpiece 17. This friction leads to the release of energy, which provides heating of the workpiece 17 as it moves forward into the rotating matrix 18, while the deformation of the workpiece begins by means of a conical inner surface 14. In contrast to the pressing processes in which the contact between the pre heated preform and non-rotating matrix leads to the release of thermal energy as a by-product, frictional heating of the preform 17, not preheated, is necessary for pressing, since Parts Required heat the preform to a temperature sufficient to deform.

Фиг.6 показывает первый промежуточный диск 5, который расположен за входным диском 4 в пакете дисков, которые образуют матрицу 18. Первый промежуточный диск 5 имеет наружную периферию 29, образованную из первого материала, и периферию 28 отверстия, образованную из второго материала. Наружная периферия 29 может быть образована из таких же материалов, как материалы наружных периферий остальных дисков в пакете, или из материалов, аналогичных материалам наружных периферий остальных дисков в пакете, например, из стали Н13. Периферия 28 центрального отверстия 30, проходящего через диск, образована из износостойкого материала, например, из керамического материала, как рассмотрено в отношении периферии 24 отверстия входного диска 4. Внутренняя поверхность 31 периферии 28 отверстия имеет наклон от передней торцевой поверхности первого промежуточного диска 5, которая прилегает к входному диску 4 в пакете, к задней торцевой поверхности первого промежуточного диска 5, которая прилегает ко второму промежуточному диску 6 в пакете дисков. Наклон внутренней поверхности 31 обеспечивает конусообразное сужение центрального отверстия 30 от передней торцевой поверхности к задней торцевой поверхности и, кроме того, конусообразное сужение внутреннего канала и поверхности 14 матрицы 18, как рассмотрено выше в отношении центрального отверстия 26 входного диска 4. 6 shows a first intermediate disk 5, which is located behind the input disk 4 in the disk stack, which form the matrix 18. The first intermediate disk 5 has an outer periphery 29 formed of the first material, and a hole periphery 28 formed of the second material. The outer periphery 29 may be formed from the same materials as the materials of the outer peripheries of the remaining disks in the bag, or from materials similar to the materials of the outer peripheries of the remaining disks in the bag, for example, steel H13. The periphery 28 of the central hole 30 passing through the disk is formed of a wear-resistant material, for example ceramic material, as discussed in relation to the periphery 24 of the opening of the input disk 4. The inner surface 31 of the periphery 28 of the hole is inclined from the front end surface of the first intermediate disk 5, which adjacent to the input disk 4 in the package, to the rear end surface of the first intermediate disk 5, which is adjacent to the second intermediate disk 6 in the disk package. The inclination of the inner surface 31 provides a conical narrowing of the Central hole 30 from the front end surface to the rear end surface and, in addition, the conical narrowing of the inner channel and the surface 14 of the matrix 18, as discussed above with respect to the Central hole 26 of the input disk 4.

Степень, в которой внутренняя поверхность 31 наклонена относительно центральной оси центрального отверстия 30 в первом промежуточном диске 5 относительно угла наклона внутренней поверхности 27 входного диска 4, зависит от экструдируемого материала и общего суммарного числа матричных дисков. В определенных вариантах осуществления для конкретного материала угол наклона внутренней поверхности 31 может быть меньше угла наклона внутренней поверхности 27 входного диска 4. Данное изменение угла наклона внутренней поверхности и меньший диаметр центрального отверстия 30 относительно центрального отверстия 26 могут обеспечить более равномерное распределение поверхности фрикционного контакта с заготовкой 17 и работы, необходимой для деформирования заготовки 17, по входному диску 4 и первому промежуточному диску 5, что приводит к уменьшению истирания материала и удлинению срока службы матричных дисков, а также к повышению концентричности и однородности экструдированного изделия. Данное распределение работы и силы трения и корреляция между материалами и степенью конусности поверхности рассмотрены более полно ниже со ссылкой на сечения, показанные на фиг.10, 12 и 13. The degree to which the inner surface 31 is inclined relative to the central axis of the central hole 30 in the first intermediate disk 5 with respect to the angle of inclination of the inner surface 27 of the input disk 4 depends on the extrudable material and the total total number of matrix disks. In certain embodiments, for a particular material, the angle of inclination of the inner surface 31 may be less than the angle of inclination of the inner surface 27 of the input disk 4. This change in the angle of inclination of the inner surface and the smaller diameter of the central hole 30 relative to the central hole 26 can provide a more uniform distribution of the friction contact surface with the workpiece 17 and the work necessary to deform the workpiece 17, on the input disk 4 and the first intermediate disk 5, which leads to a decrease reducing abrasion of the material and lengthening the life of the matrix disks, as well as increasing the concentricity and uniformity of the extruded product. This distribution of work and friction and the correlation between materials and the degree of taper of the surface are discussed more fully below with reference to the sections shown in figures 10, 12 and 13.

Второй промежуточный диск 6, который следует за первым промежуточным диском 5 в пакете дисков, показан на фиг.7. Аналогично дискам 3-5, второй промежуточный диск 6 имеет наружную периферию 32, образованную из первого материала, и периферию 33 вокруг центрального отверстия 34, образованную из второго материала. Первый материал, который образует наружную периферию 32, может быть таким же, как материалы остальных дисков в пакете, или аналогичным материалам остальных дисков в пакете, например, может представлять собой сталь Н13, и материал, который образует периферию 33 отверстия, может представлять собой износостойкий материал, такой как керамика. Внутренняя поверхность 35 периферии 33 вокруг центрального отверстия 34 имеет наклон от передней торцевой поверхности диска 6, которая прилегает к первому промежуточному диску 5, к задней торцевой поверхности диска 6, которая прилегает к выходному диску 7. The second intermediate disk 6, which follows the first intermediate disk 5 in the disk package, shown in Fig.7. Similar to discs 3-5, the second intermediate disc 6 has an outer periphery 32 formed of the first material and a periphery 33 around the central hole 34 formed of the second material. The first material that forms the outer periphery 32 may be the same as the materials of the remaining disks in the bag, or similar materials of the remaining disks in the bag, for example, can be H13 steel, and the material that forms the periphery 33 of the hole can be wear resistant material such as ceramics. The inner surface 35 of the periphery 33 around the Central hole 34 has a slope from the front end surface of the disk 6, which is adjacent to the first intermediate disk 5, to the rear end surface of the disk 6, which is adjacent to the output disk 7.

Последним диском в пакете дисков, который образует матрицу 18, является выходной диск 7, который показан на фиг.8. Выходной диск 7, аналогичный дискам 3-6, имеет наружную периферию 36, образованную из первого материала, такого как сталь Н13, и периферию 37 вокруг центрального отверстия 38, образованную из второго материала, например, из износостойкой керамики. Диаметр выходного диска 7 существенно меньше диаметра отверстия 11 в стальном концевом держателе 3, показанном на фиг.4, в результате конусности/наклона внутренней поверхности 14 от стального концевого держателя 3 к выходному диску 7. Внутренняя поверхность 39, которая окружает центральное отверстие 38 выходного диска 7, имеет наклон относительно центральной оси центрального отверстия 38. Самая узкая часть центрального отверстия 38 образует самую узкую часть канала, проходящего через матрицу 18, и, следовательно, определяет наружный диаметр экструдированной трубы, которую изготавливают при проталкивании заготовки 17 через матрицу 18. Данный диаметр и размеры экструдированного изделия, образованного при использовании сборной матрицы 1, рассмотрены более подробно ниже со ссылкой на фиг.13. The last disk in the disk package, which forms the matrix 18, is the output disk 7, which is shown in Fig.8. The output disk 7, similar to disks 3-6, has an outer periphery 36 formed of a first material, such as H13 steel, and a periphery 37 around a central hole 38, formed of a second material, for example, wear-resistant ceramic. The diameter of the output disk 7 is significantly smaller than the diameter of the hole 11 in the steel end holder 3 shown in FIG. 4 as a result of the tapering / tilting of the inner surface 14 from the steel end holder 3 to the output disk 7. The inner surface 39 that surrounds the central hole 38 of the output disk 7 has an inclination relative to the central axis of the central hole 38. The narrowest part of the central hole 38 forms the narrowest part of the channel passing through the matrix 18, and therefore determines the outer diameter of the ext udirovannoy pipe, which is formed when the blank 17 is pushed through the die 18. This diameter and the dimensions of the extruded product formed by using modular matrix 1, discussed in more detail below with reference to Figure 13.

Фиг.9 показывает диск 8 основания, который обеспечивает соединение пакетированных дисков, которые образуют матрицу 18, с источником крутящего момента. Например, как показано на фиг.1 и 3, диск 8 основания в сборной матрице 1 обеспечивает соединение матрицы 18 со шпинделем 56. Шпиндель 56 приводится во вращение посредством двигателя, который обеспечивает вращение шпинделя 56 с заданной частотой вращения. Шпиндель 56 соединен с диском 8 основания болтами, которые проходят через наружные сквозные отверстия 43, расположенные по периферии диска 8 основания, и передают вращательное усилие, действующее со стороны шпинделя 56, диску 8 основания. Диск 8 основания также соединен с возможностью передачи вращательного усилия с дисками в матрице 18 посредством болтов, таких как болт 2, показанный на фиг.1, которые проходят через сквозные отверстия 12 матрицы 18 и в отверстия 42 в диске 8 основания. FIG. 9 shows a base disc 8 that connects the packaged discs that form the matrix 18 to a torque source. For example, as shown in FIGS. 1 and 3, the base disc 8 in the precast matrix 1 connects the matrix 18 to the spindle 56. The spindle 56 is driven by a motor that rotates the spindle 56 at a predetermined speed. The spindle 56 is connected to the base disk 8 by bolts that pass through the outer through holes 43 located on the periphery of the base disk 8 and transmit a rotational force acting from the side of the spindle 56 to the base disk 8. The base disk 8 is also connected to transmit rotational forces with the disks in the matrix 18 by means of bolts, such as the bolt 2 shown in FIG. 1, which pass through the through holes 12 of the matrix 18 and into the holes 42 in the base disk 8.

Диск 8 основания имеет центральное отверстие 40, имеющее внутреннюю поверхность 41. Отверстие 40 и внутренняя поверхность 41 образуют отверстие в диске 8 основания, которое может иметь больший диаметр по сравнению с диаметром отверстия в выходном диске 7. Больший диаметр отверстия 40 диска основания позволяет экструдированному материалу выходить из матрицы 18 без непосредственного контакта с внутренней поверхностью 41 и может создать возможность частичного входа охлаждающего компонента, такого как текучая среда, в диск 8 основания и подвода охлаждающей текучей среды к экструдированному материалу, выходящему из выходного диска 7, рядом с выходом матрицы 18. Выходной диск 7 может также иметь угол выходной зоны рядом с задней торцевой поверхностью диска, который дополнительно облегчает подвод охлаждающей текучей среды, как рассмотрено ниже со ссылкой на фиг.13. The base disk 8 has a central hole 40 having an inner surface 41. The hole 40 and the inner surface 41 form a hole in the base disk 8, which may have a larger diameter than the diameter of the hole in the output disk 7. The larger diameter of the hole 40 of the base disk allows the extruded material to leave the matrix 18 without direct contact with the inner surface 41 and can create the possibility of a partial entry of a cooling component, such as a fluid, into the base disk 8 and supply oh pressurized fluid to the extruded material exiting the output disk 7, next to the exit of the matrix 18. The output disk 7 may also have an outlet zone angle near the rear end surface of the disk, which further facilitates the supply of cooling fluid, as discussed below with reference to FIG. .13.

Сборную матрицу 1 собирают перед экструзией посредством пакетирования дисков 3-7 и присоединения матрицы 18, образованной дисками, к диску 8 основания посредством болтов, вставленных в сквозные отверстия 12 дисков матрицы и в отверстия 42 диска основания. Пакетирование данных дисков для образования матрицы 18 обеспечивает образование внутреннего профиля матрицы 18, который вызывает экструзию заготовок, проталкиваемых через сборную матрицу 1. Данный внутренний профиль и ориентация пакетированных дисков показаны в сечении сборной матрицы 1 на фиг.10. The precast matrix 1 is assembled before extrusion by stacking the disks 3-7 and attaching the matrix 18 formed by the disks to the base disk 8 by means of bolts inserted into the through holes 12 of the matrix disks and into the holes 42 of the base disk. The packaging of these disks to form the matrix 18 provides the formation of an internal profile of the matrix 18, which causes the extrusion of the blanks pushed through the precast matrix 1. This internal profile and orientation of the stacked disks is shown in section of the precast matrix 1 in FIG. 10.

Сечение на фиг.10 показывает матрицу 18 и центрирующую вставку 9, установленные в заданном положении для прессования. Матричные диски 3-7 соединены вместе и прикреплены к диску 8 основания болтами 2, вставленными в ряд сквозных отверстий 12 в наружных перифериях 19, 25, 29, 32 и 36 дисков. При данной ориентации отверстие 11 внутреннего канала 54 в матрице 18 выровнено относительно центрирующей вставки 9 для приема заготовки, проталкиваемой через отверстие 15 центрирующей вставки 9 и в матрицу 18 вдоль центральной оси 45 внутреннего канала 54. The cross section in figure 10 shows the matrix 18 and the centering insert 9 installed in a predetermined position for pressing. Matrix disks 3-7 are connected together and attached to the base disk 8 by bolts 2 inserted in a row of through holes 12 in the outer peripheries of the disks 19, 25, 29, 32 and 36. With this orientation, the hole 11 of the inner channel 54 in the matrix 18 is aligned with the centering insert 9 to receive the workpiece pushed through the hole 15 of the centering insert 9 and into the matrix 18 along the central axis 45 of the inner channel 54.

Каждый из периметров 23, 24, 28, 33 и 37 отверстий матричных дисков 3-7 прилегает к периметру отверстий в соседних дисках для образования конической внутренней поверхности 14, которая определяет границу внутреннего канала 54, проходящего через матрицу 18. Внутренняя поверхность 14 обеспечивает сужение внутреннего канала 54 от наибольшего диаметра канала в зоне отверстия 11 до наименьшего диаметра у выхода 81, и сужение канала 54 вызывает деформацию сужения и экструзию заготовки, проталкиваемой во вращающуюся матрицу 18 во время работы. Экструзия требует выделения энергии трения в зоне контакта внутренней поверхности 14 для нагрева заготовки, и данная энергия может вызвать износ на периметрах отверстий матричных дисков 3-7. Для уменьшения эффекта фрикционного износа и обеспечения равномерных напряжений на внутренней поверхности 14 во время прессования, внутренние поверхности 27, 31, 35 и 39 выполнены с возможностью распределения зоны фрикционного контакта и уменьшения концентрации энергии и трения на каком-либо одном диске. Конфигурации внутренних поверхностей и профиля внутренней поверхности 14 могут различаться для разных применений и, в частности, для прессования разных материалов. В зависимости от свойств материала заготовок, используемых для прессования, например, теплопередающих свойств, которые могут повлиять на нагрев заготовок во время прессования, внутренний профиль матричных дисков в матрице может варьироваться для распределения работы и износа по матричным дискам. Кроме того, частота вращения матрицы может варьироваться для повышения эффективности матрицы и избежания «выхода» за свойства материалов заготовок. Например, может быть использована частота вращения матрицы, составляющая от приблизительно 200 об/мин до приблизительно 1000 об/мин. В определенных вариантах осуществления меньшая частота вращения, например, составляющая приблизительно 300 об/мин, может быть желательной для избежания ситуации, когда на заготовку действует напряжение сдвига при кручении, имеющее большую величину, при одновременном нагреве заготовки до температуры, достаточной для деформации. Бóльшая частота вращения, составляющая, например, приблизительно 800 об/мин, может быть использована для материала, на который большее напряжение сдвига при кручении не оказывает отрицательного влияния или который требует больше энергии и, следовательно, большего трения для нагрева до температуры деформации. В других вариантах осуществления частоты вращения матрицы, превышающие 100 об/мин, могут быть желательными для прессования. Each of the perimeters 23, 24, 28, 33, and 37 of the holes of the matrix disks 3-7 is adjacent to the perimeter of the holes in the adjacent disks to form a conical inner surface 14, which defines the boundary of the inner channel 54 passing through the matrix 18. The inner surface 14 provides a narrowing of the inner channel 54 from the largest diameter of the channel in the area of the hole 11 to the smallest diameter at the exit 81, and the narrowing of the channel 54 causes a narrowing deformation and extrusion of the workpiece, pushed into the rotating matrix 18 during operation. Extrusion requires the release of friction energy in the contact zone of the inner surface 14 to heat the workpiece, and this energy can cause wear on the perimeters of the holes of the matrix disks 3-7. To reduce the effect of frictional wear and ensure uniform stresses on the inner surface 14 during pressing, the inner surfaces 27, 31, 35, and 39 are configured to distribute the frictional contact zone and reduce the concentration of energy and friction on any one disk. The configurations of the inner surfaces and the profile of the inner surface 14 may vary for different applications and, in particular, for pressing different materials. Depending on the material properties of the workpieces used for pressing, for example, heat transfer properties that can affect the heating of the workpieces during pressing, the internal profile of the matrix discs in the matrix may vary to distribute work and wear across the matrix discs. In addition, the rotational speed of the matrix can vary to increase the efficiency of the matrix and to avoid "going" beyond the properties of the workpiece materials. For example, a matrix rotation speed of about 200 rpm to about 1000 rpm can be used. In certain embodiments, a lower rotational speed, for example, of about 300 rpm, may be desirable to avoid a situation when the workpiece has a shear stress of torsion, which is large, while heating the workpiece to a temperature sufficient to deform. A higher rotational speed of, for example, approximately 800 rpm can be used for a material which does not adversely affect the higher shear stress during torsion or which requires more energy and therefore more friction to heat up to the deformation temperature. In other embodiments, matrix rotations in excess of 100 rpm may be desirable for compression.

Как показано на фиг.10, внутренние поверхности 27, 31, 35 и 39 не наклонены под одинаковыми углами относительно центральной оси 45. Каждая поверхность в показанной матрице наклонена под углом, который уменьшается от входного диска 4 рядом с отверстием 11 до выходного диска 7 на выходе 81. Данная конструкция с уменьшающимся углом может быть желательной для определенного экструдируемого материала или применения сборной матрицы 1. Однако в определенных вариантах осуществления угол наклона внутренней поверхности 27 относительно центральной оси 45 может быть равен углу наклона или меньше угла наклона соседней поверхности 31. В варианте осуществления, показанном на фиг.10, угол 46, под которым наклонена внутренняя поверхность 27 входного диска 4, превышает угол 47, под которым наклонена внутренняя поверхность 39 выходного диска 7. Различия в углах наклона между дисками обеспечивают распределение энергии трения и напряжения по дискам в результате различий в диаметрах центральных отверстий от отверстия 11 до выхода 81. As shown in FIG. 10, the inner surfaces 27, 31, 35, and 39 are not inclined at equal angles with respect to the central axis 45. Each surface in the matrix shown is inclined at an angle that decreases from the input disk 4 near the hole 11 to the output disk 7 by output 81. This design with a decreasing angle may be desirable for a certain extrudable material or the use of a precast matrix 1. However, in certain embodiments, the angle of inclination of the inner surface 27 relative to the central axis 45 may be equal to or less than the angle of inclination of the adjacent surface 31. In the embodiment shown in FIG. 10, the angle 46 at which the inner surface 27 of the input disk 4 is inclined exceeds the angle 47 at which the inner surface 39 of the output disk 7 is inclined. Differences at tilt angles between the disks, friction energy and stress are distributed across the disks as a result of differences in the diameters of the central holes from the hole 11 to the exit 81.

Каждый диск имеет входной диаметр, например, диаметр d5 диска 4, и выходной диаметр, например, диаметр d7 диска 4. При вдавливании заготовки в диск пороговое количество энергии должно выделяться для нагрева и деформирования заготовки от диаметра d5 до диаметра d7. На данное количество энергии влияет относительное уменьшение диаметра, в частности, результирующее относительное уменьшение площади поперечного сечения заготовки, когда она проходит через диск 4. Если бы каждое из центральных отверстий в дисках 3-7 имело бы один одинаковый угол конусности, изменение диаметра от входа к выходу каждого диска было бы одинаковым и, таким образом, относительное уменьшение площади поперечного сечения заготовки увеличивалось бы для каждого последующего диска. Например, если бы абсолютная разность диаметров d5 и d7 диска 4 была бы равна абсолютной разности диаметров d6 и d8 диска 7, относительное уменьшение диаметра центрального отверстия было бы больше в диске 7, чем в диске 4, и бóльшая величина напряжения и большее количество энергии могли бы вызвать более быстрый износ диска 7 по сравнению с диском 4. Each disk has an input diameter, for example, the diameter d5 of the disk 4, and an output diameter, for example, the diameter d7 of the disk 4. When pressing the workpiece into the disk, a threshold amount of energy must be allocated for heating and deformation of the workpiece from diameter d5 to diameter d7. This amount of energy is affected by the relative decrease in diameter, in particular, the resulting relative decrease in the cross-sectional area of the workpiece when it passes through the disk 4. If each of the central holes in the disks 3-7 would have the same taper angle, the diameter changes from the entrance to the output of each disk would be the same and, thus, the relative decrease in the cross-sectional area of the workpiece would increase for each subsequent disk. For example, if the absolute difference in the diameters d5 and d7 of the disk 4 were equal to the absolute difference in the diameters d6 and d8 of the disk 7, the relative decrease in the diameter of the central hole would be larger in the disk 7 than in the disk 4, and a larger voltage and a larger amount of energy could would cause faster wear on disc 7 compared to disc 4.

Механические и термические свойства материалов заготовок, помимо относительного уменьшения площади заготовки в диске, могут определять число и конструкцию дисков в пакете матричных дисков. Например, материал заготовки, имеющий высокую удельную теплопроводность, может нагреваться до температуры деформации быстрее, чем материал, имеющий низкую удельную теплопроводность, и, следовательно, более короткая матрица с меньшим числом дисков может быть использована для материала с высокой удельной теплопроводностью. Кроме того, углы наклона внутренней поверхности матрицы могут быть больше для материала с высокой удельной теплопроводностью, что обусловлено более быстрым нагревом заготовки. В других вариантах осуществления могут быть использованы матрицы одинакового размера, имеющие одинаковое число дисков, и углы конусности матриц могут различаться для приспосабливания к разным термическим свойствам и для нагрева заготовок до температуры деформации при одновременном распределении работы и износа как можно более равномерно по поверхности матрицы и поверхности наконечника оправки, находящегося внутри матрицы. The mechanical and thermal properties of the workpiece materials, in addition to the relative reduction in the workpiece area in the disk, can determine the number and design of the disks in the matrix disk package. For example, a workpiece material having a high thermal conductivity can heat up to a deformation temperature faster than a material having a low thermal conductivity, and therefore a shorter matrix with fewer disks can be used for a material with a high thermal conductivity. In addition, the angles of inclination of the inner surface of the matrix may be larger for a material with high thermal conductivity, which is due to faster heating of the workpiece. In other embodiments, matrices of the same size having the same number of disks can be used, and the taper angles of the matrices can be varied to adapt to different thermal properties and to heat the workpieces to a strain temperature while distributing work and wear as evenly as possible over the matrix surface and surface the mandrel tip located inside the matrix.

Заготовка, проталкиваемая через матрицу 18, обеспечивает получение экструдированного трубного изделия посредством выхода 81 матрицы 18, имеющего наружный диаметр, который аналогичен диаметру d8, то есть диаметру в самой узкой части выходного диска 7. Внутренний диаметр экструдированного изделия выбирают посредством подачи стержня 10 оправки вперед в матрицу 18 с наконечником оправки, имеющим размер конца, выбранный для образования внутреннего диаметра трубного изделия, на конце стержня 10 оправки. Фиг.11 показывает наконечник 48 оправки, который может быть присоединен к концу стержня 10 оправки для образования заданного внутреннего диаметра для экструдируемых труб. Наконечник 48 оправки имеет открытый конец 82, который выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность присоединения к концу стержня 10 оправки. Энергия трения и тепло, выделяемое во время прессования, могут вызывать нагрев наконечника 48 оправки, и открытый конец 82 может принимать охлаждающую текучую среду, такую как вода или газ, из системы охлаждения, которая проходит через стержень 10 оправки для охлаждения наконечника 48 оправки. The billet pushed through the die 18 provides an extruded tubular product through the exit 81 of the die 18 having an outer diameter that is similar to the diameter d8, that is, the diameter at the narrowest part of the output disc 7. The inner diameter of the extruded product is selected by feeding the mandrel bar 10 forward to a matrix 18 with a mandrel tip having an end size selected to form the inner diameter of the tubular product at the end of the mandrel bar 10. 11 shows a mandrel tip 48 that can be attached to the end of the mandrel bar 10 to form a predetermined inner diameter for extruded pipes. The tip 48 of the mandrel has an open end 82, which is configured to allow attachment to the end of the mandrel bar 10. The frictional energy and heat generated during pressing can heat the mandrel tip 48, and the open end 82 can receive cooling fluid, such as water or gas, from a cooling system that passes through the mandrel bar 10 to cool the mandrel tip 48.

Напротив открытого конца 82 наконечника 48 оправки находится закрытый конец 51. Диаметр закрытого конца 51 представляет собой размер, который определяет внутренний диаметр трубы, экструдируемой поверх наконечника 48, и наконечник 48 может быть выбран из ряда наконечников, имеющих разные диаметры, для обеспечения прессования с разными величинами внутренних диаметров. Между открытым концом 82 и закрытым концом 51 имеются три части 49, 83 и 50 наружной поверхности 84 наконечника. Во время прессования заготовку проталкивают над стержнем 10 оправки и наконечником 48 в направлении стрелки С так, что заготовка проходит над зоной деформации, включающей в себя части 49 и 83 наконечника, и концевой частью 50. Когда наконечник 48 будет установлен в заданном положении для прессования, наконечник подают вперед в матрицу до тех пор, пока закрытый конец 51 не будет выдвинут за задний выход матрицы, в зоне которого диаметр матрицы является наименьшим. Заготовка, имеющая некоторый диаметр полой центральной части, по существу равный наружному диаметру части 49 наконечника, затем перемещается по стержню 10 оправки и наконечнику 48. В зоне части 49 наконечника диаметр окружающей матрицы уменьшается, и трение между матрицей и заготовкой создает энергию, которая обеспечивает нагрев заготовки при сдавливании наружной периферии заготовки. Нагретая заготовка затем проходит по части 83 наконечника, и внутренний диаметр полой центральной части заготовки уменьшается до наружного диаметра концевой части 50 при прессовании материала. Данная экструзия поверх наконечника 48 оправки рассмотрена более подробно ниже в связи с фиг.12 и 13. Opposite the open end 82 of the tip 48 of the mandrel is the closed end 51. The diameter of the closed end 51 is a size that defines the inner diameter of the pipe extruded over the tip 48, and the tip 48 can be selected from a number of tips having different diameters, to provide compression with different sizes of internal diameters. Between the open end 82 and the closed end 51, there are three parts 49, 83 and 50 of the outer surface 84 of the tip. During pressing, the workpiece is pushed over the mandrel bar 10 and the tip 48 in the direction of arrow C so that the workpiece extends over the deformation zone including the tip portions 49 and 83 and the end portion 50. When the tip 48 is installed in a predetermined pressing position, the tip is fed forward into the matrix until the closed end 51 is extended beyond the rear exit of the matrix, in the area of which the diameter of the matrix is the smallest. A preform having a diameter of the hollow central portion substantially equal to the outer diameter of the tip portion 49 is then moved along the mandrel bar 10 and the tip 48. In the region of the tip portion 49, the diameter of the surrounding die decreases and the friction between the die and the workpiece creates energy that provides heat workpieces when squeezing the outer periphery of the workpiece. The heated preform then passes along the tip portion 83, and the inner diameter of the hollow central portion of the preform decreases to the outer diameter of the end portion 50 when the material is pressed. This extrusion over the mandrel tip 48 is discussed in more detail below in connection with FIGS. 12 and 13.

Фиг.12 показывает сборную матрицу 1 с оправкой 10 и наконечником 48 оправки, поданным вперед через центрирующую вставку 9 и в центральный канал 54 матрицы 18. Оправка 10 расположена так, что наконечник 48 оправки выступает через выход 81 в выходном диске 7. Как рассмотрено выше со ссылкой на фиг.2, зажимные элементы в системе экструзионного пресса могут быть использованы для удерживания стержня 10 оправки и в ориентации, показанной на фиг.12, и для противодействия вращению, когда матрица 18 вращается и заготовка проходит по стержню 10 оправки. 12 shows a prefabricated matrix 1 with a mandrel 10 and a mandrel tip 48 fed forward through a centering insert 9 and into the central channel 54 of the matrix 18. The mandrel 10 is positioned so that the mandrel tip 48 protrudes through the exit 81 in the output disk 7. As discussed above with reference to FIG. 2, the clamping elements in the extrusion press system can be used to hold the mandrel bar 10 both in the orientation shown in FIG. 12 and to counteract rotation when the die 18 rotates and the workpiece passes along the mandrel bar 10.

Фиг.13 показывает конфигурацию сборной матрицы и наконечника оправки по фиг.12, когда заготовка 17 прошла через матрицу 18 и подвергается прессованию для образования трубы 53. Во время прессования матрица 18 вращается, в то время как стержень 10 оправки и центрирующая вставка 9 удерживаются в неподвижном состоянии. Заготовка 17 вдавливается в матрицу 18 в направлении стрелки А и контактирует с внутренней поверхностью 14 матрицы 18 в первой точке 85 контакта. Контакт при натяге между внутренней поверхностью 14 и заготовкой 17 начинается в точке 85 контакта и обеспечивает выделение энергии, которая вызывает нагрев заготовки 17 до температуры пластической деформации. FIG. 13 shows the configuration of the precast die and the mandrel tip of FIG. 12 when the preform 17 has passed through the die 18 and is pressed to form the tube 53. During pressing, the die 18 is rotated while the mandrel bar 10 and the centering insert 9 are held in stationary state. The workpiece 17 is pressed into the matrix 18 in the direction of arrow A and is in contact with the inner surface 14 of the matrix 18 at the first contact point 85. Contact under tension between the inner surface 14 and the workpiece 17 begins at point 85 of the contact and provides the release of energy, which causes the heating of the workpiece 17 to the temperature of plastic deformation.

При продвижении заготовки 17 по первой части 49 наконечника 48 оправки наклон внутренней поверхности 14 обеспечивает приложение сжимающей силы к наружной поверхности заготовки 17, которая сдавливает заготовку 17 в направлении внутрь к наконечнику 48 оправки. Поскольку заготовка 17 находится в состоянии пластического деформирования, материал заготовки экструдируется в направлении части 83 наконечника 48 оправки, когда матрица 18 обеспечивает уменьшение наружного диаметра заготовки 17 от исходного диаметра d2. Когда заготовка 17 достигает части 83 наконечника, наклон части 83 наконечника по направлению к концевой части 50 обеспечивает экструзию внутренней части заготовки 17 и уменьшение внутреннего диаметра заготовки 17 от исходного диаметра d1 по мере продвижения заготовки дальше по наконечнику 48 оправки. Коническая поверхность наконечника 48 оправки в части 83 наконечника может по существу соответствовать углу наклона внутренней поверхности 14 в зоне, окружающей часть 83 наконечника, для обеспечения по существу равномерного прессования в данной части. Например, наружный и внутренний диаметры заготовки 17 могут уменьшаться по существу на одну и ту же величину или на по существу один и тот же процент от того конца части 83 наконечника, который находится рядом с первой частью 49 наконечника, до того конца части 83 наконечника, который находится рядом с концевой частью 50. When moving the workpiece 17 along the first part 49 of the tip 48 of the mandrel, the inclination of the inner surface 14 provides a compressive force to the outer surface of the workpiece 17, which compresses the workpiece 17 inward towards the tip 48 of the mandrel. Since the preform 17 is in a state of plastic deformation, the preform material is extruded in the direction of the portion 83 of the mandrel tip 48 when the matrix 18 provides a reduction in the outer diameter of the preform 17 from the initial diameter d2. When the workpiece 17 reaches part 83 of the tip, the inclination of part 83 of the tip towards the end part 50 extrudes the inner part of the workpiece 17 and reduces the inner diameter of the workpiece 17 from the initial diameter d1 as the workpiece moves further along the tip 48 of the mandrel. The conical surface of the tip 48 of the mandrel in the part 83 of the tip can essentially correspond to the angle of inclination of the inner surface 14 in the area surrounding the part 83 of the tip, to ensure essentially uniform pressing in this part. For example, the outer and inner diameters of the preform 17 can be reduced substantially by the same amount or substantially the same percentage from the end of the tip portion 83 that is adjacent to the first tip portion 49 to that end of the tip portion 83, which is located near the end portion 50.

Когда экструдируемая заготовка 17 достигает концевой части 50, внутренний диаметр заготовки уменьшается от исходного диаметра d1 до конечного диаметра d3 конечного трубного изделия. При прохождении заготовки 17 по концевой части 50, наружный диаметр заготовки 17 продолжает уменьшаться до конечного наружного диаметра d4, когда экструдируемое трубное изделие 53 выходит из выходного диска 7. В точке выхода образование экструдированного изделия 53 завершено. Вследствие трения и нагрева внутри матрицы 18 изделие 53 имеет повышенную температуру при выходе из матрицы 18, и охлаждающий элемент может быть применен для предотвращения дальнейшей деформации или повышения эксплуатационной безопасности экструзионного пресса, устранения утечки экструдируемого материала или поддержания заданных характеристик материала. Отверстие 40 в диске 8 основания показано на фиг.13 с диаметром, который больше выходного диаметра выходного диска 7. Данная конфигурация может быть предпочтительной для обеспечения возможности прохода охлаждающих элементов и охлаждающей текучей среды в диск 8 основания и их контакта с экструдированным изделием 53, как только оно выйдет из последней опоры в последнем диске 7, для более раннего охлаждения. Выходной диск 7 имеет наклонную затылованную поверхность 86 для дополнительного облегчения ввода текучего материала как можно ближе к выходу 81 матрицы 18. После выхода изделия 53 из диска 8 основания и его прохода через систему охлаждения процесс прессования завершается, и изделие 53 может быть подобрано для последующей обработки. When the extrudable preform 17 reaches the end portion 50, the inner diameter of the preform decreases from the initial diameter d1 to the final diameter d3 of the final tube product. As the billet 17 passes along the end portion 50, the outer diameter of the billet 17 continues to decrease to the final outer diameter d4 when the extrudable tube product 53 exits the output disk 7. At the exit point, the formation of the extruded product 53 is completed. Due to friction and heating inside the die 18, the article 53 has an elevated temperature when exiting the die 18, and the cooling element can be used to prevent further deformation or increase the operational safety of the extrusion press, eliminate leakage of the extrudable material, or maintain the desired material characteristics. The hole 40 in the base disk 8 is shown in FIG. 13 with a diameter that is larger than the output diameter of the output disk 7. This configuration may be preferable to allow the cooling elements and the cooling fluid to pass into the base disk 8 and come into contact with the extruded article 53, as only it comes out of the last support in the last disk 7, for earlier cooling. The output disk 7 has an inclined backed surface 86 to further facilitate the introduction of fluid material as close as possible to the exit 81 of the die 18. After the product 53 leaves the base disk 8 and passes through the cooling system, the pressing process is completed and the product 53 can be selected for further processing .

Следует понимать, что вышеприведенное описание является только иллюстративным и не должно быть ограничено деталями, приведенными в данном документе. Несмотря на то, что несколько вариантов осуществления были представлены в данном описании, следует понимать, что раскрытые системы, устройства и способы и их компоненты могут быть реализованы во многих других определенных вариантах без отхода от объема данного изобретения. It should be understood that the above description is illustrative only and should not be limited to the details given in this document. Although several embodiments have been presented herein, it should be understood that the disclosed systems, devices and methods and their components can be implemented in many other specific embodiments without departing from the scope of the present invention.

Различные модификации будут очевидными для специалистов в данной области техники после рассмотрения данного описания. Раскрытые признаки/элементы могут быть реализованы в любой комбинации и подкомбинациях, включая комбинации и подкомбинации с множественной зависимостью и с одним или несколькими признаками/элементами, описанными в данном документе. Различные признаки/элементы, описанные или проиллюстрированные выше, включая любые их компоненты, могут быть скомбинированы или встроены в другие системы. Кроме того, определенные признаки/элементы могут быть исключены или не реализованы. Примеры изменений, замен и изменений могут быть определены специалистом в данной области техники и могут быть выполнены без отхода от объема информации, раскрытой в данном документе. Все ссылочные материалы, приведенные в данном документе, полностью включены путем ссылки и сделаны частью данной заявки.Various modifications will be apparent to those skilled in the art after consideration of this description. The disclosed features / elements can be implemented in any combination and subcombinations, including combinations and subcombinations with multiple dependencies and with one or more features / elements described herein. The various features / elements described or illustrated above, including any of their components, can be combined or integrated into other systems. In addition, certain features / elements may be excluded or not implemented. Examples of changes, substitutions and changes can be determined by a person skilled in the art and can be made without departing from the amount of information disclosed herein. All reference materials cited in this document are fully incorporated by reference and made part of this application.

Claims

1. A precast die for extrusion pressing a material, comprising:

matrix disks connected together to form a matrix having:

the channel forming the input and output, while the diameter of the output is less than the diameter of the input, s

conical inner surface between the inlet and the outlet,

each of the matrix disks has a Central hole with an inner surface around the Central hole, while the inner surface of the Central hole in the first matrix disk is inclined at a smaller angle relative to the axis of the channel than the inner surface of the Central hole in the second matrix disk, located next to the front end of the first matrix disk, and

a base attached to the matrix, made to rotate with rotation of the matrix.

2. The matrix according to claim 1, in which the second matrix disk is located closer to the input of the matrix than the first matrix disk.

3. The matrix according to claim 1, containing a third matrix disk having a central hole with an inner surface that is inclined at a smaller angle to the axis than the inner surface of the central hole in the matrix disk, located next to the front end of the third matrix disk.

4. The matrix of claim 3, wherein the matrix disk located adjacent to the front end of the third matrix disk is a first matrix disk.

5. The matrix according to claim 3, in which the third matrix disk is located closer to the output of the matrix than the first matrix disk.

6. The matrix according to claim 1, which contains a third disk, which forms part of the matrix, while the third disk has a Central hole with an inner non-conical surface around the Central hole, which is made without tilting about the axis.

7. The matrix according to claim 6, in which the Central hole of the third disk forms the input of the matrix.

8. The matrix according to claim 1, in which the base has a Central hole.

9. The matrix according to claim 8, in which the Central hole of the base has a diameter that exceeds the diameter of the exit matrix.

10. The matrix according to claim 1, which is configured to provide a blank for pressing without pre-heating the blank before entering it into the matrix.

11. The matrix of claim 10, which is configured to provide friction between the conical inner surface and the workpiece fed forward through the entrance and into the matrix’s inner channel during rotation.

12. The matrix according to claim 11, which is configured to heat by friction of the workpiece to a temperature sufficient to ensure deformation of the workpiece material.

13. The matrix of claim 12, which is configured to deform a heated preform under the action of a deforming force that does not exceed the limit values of the mechanical properties of the preform material.

14. The matrix according to claim 13, which is configured to extrude a workpiece on a mandrel with heating the workpiece and the mandrel by friction between the workpiece and the mandrel, along which the workpiece moves forward.

15. The matrix of claim 14, which has a cooling system for supplying a cooling fluid to the inside of the mandrel.

16. The matrix according to claim 1, in which at least one of the matrix disks is formed of two different materials, the first material forms the periphery of the hole in the matrix disk, and the second material forms the outer part of the matrix disk.

17. The matrix according to claim 16, in which at least one of the first and second materials is a ceramic material, steel or consumable material.

18. The matrix according to claim 1, in which its front end near the entrance is made with a configuration that allows pairing with a centering insert having a diameter substantially equal to the diameter of the entrance.

19. The matrix of claim 18, wherein the centering insert and the periphery of the inlet are formed of the same material.

20. The matrix according to claim 1, which is configured to receive the tip of the mandrel through the input with the placement of the tip of the mandrel in a predetermined position in the inner channel of the matrix.

21. The matrix of claim 20, wherein its inner surface comprises a complementary portion having an angle of inclination that corresponds to the angle of the outer surface of the mandrel tip.

22. The matrix according to claim 20, which is configured to receive a workpiece pushed through the inner channel of the matrix to form an extruded product, while the extruded product has an outer diameter corresponding to the diameter of the die outlet and an inner diameter corresponding to the diameter of the mandrel tip.

23. A precast die for extruding a material, comprising:

means for pressing a material that contains a plurality of plate means and has

passage means forming the inlet and outlet of the pressing means, wherein the exit diameter is less than the inlet diameter, and

means with a conical surface between inlet and outlet,

wherein each of the plate means has a central hole with a conical surface around the central hole, while the inner surface of the central hole in the first plate means is inclined at a smaller angle with respect to the axis of the passage means than the inner surface of the central hole in the second plate means located near the front end first lamellar means, and

means for attaching the pressing means to the rotational means, the rotation of which makes it possible to rotate the said connecting means and the pressing means.

24. The matrix according to claim 23, in which the second plate means is located closer to the entrance of the means for pressing than the first plate means.

25. The matrix according to p. 23, containing a third lamellar means having a Central hole with an inner surface that is inclined at a smaller angle relative to the axis than the inner surface of the Central hole in the lamellar means located next to the front end of the third lamellar means.

26. The matrix according to p. 25, in which the lamellar means located next to the front end of the third lamellar means, represents the first lamellar means.

27. The matrix according to p. 25, in which the third plate means is located closer to the exit of the means for pressing than the first plate means.

28. The matrix according to p. 23, containing a third plate means, which forms part of the means for pressing, while the third plate means has a Central hole with an inner surface around a Central hole, which is not inclined relative to the axis.

29. The matrix according to p. 28, in which the Central hole of the third plate means forms the entrance of the means for pressing.

30. The matrix of claim 23, wherein the attachment means has a central opening.

31. The matrix of claim 30, wherein the central opening of the attachment means has a diameter that exceeds the exit diameter of the pressurization means.

32. The matrix according to p. 23, in which the means for pressing is made with a configuration that allows receiving the workpiece for pressing without pre-heating before entering the means for pressing.

33. The matrix of claim 32, which is configured to provide friction between the means with the conical surface and the workpiece fed forward through the inlet and into the passage means during rotation of the pressing means.

34. The matrix according to claim 33, which is configured to heat the workpiece by friction to a temperature that is sufficient to ensure deformation of the workpiece material.

35. The matrix according to claim 34, which is configured to deform a heated preform under the action of a deforming force that does not exceed the limit values of the mechanical properties of the preform material.

36. The matrix according to claim 35, which is configured to extrude the workpiece on a rod-like tool with heating the workpiece and the rod-like means by friction between the workpiece and the rod-like tool, through which the workpiece is fed forward.

37. The matrix according to p. 36, which has a means for cooling, providing a cooling fluid to the inner part of the rod-like means.

38. The matrix of claim 23, wherein at least one of the plate means is formed of two different materials, the first material forming the periphery of the hole in the plate means, and the second material forming the outer part of the plate means.

39. The matrix of claim 38, wherein at least one of the first and second materials is a ceramic material, steel, or consumable.

40. The matrix according to p. 23, in which the front end of the means for pressing near the entrance is made with a configuration that provides the ability to pair with means for centering the workpiece, while the means for centering has a diameter equal to the diameter of the entrance.

41. The matrix of claim 40, wherein the centering means and the periphery of the entrance are formed from the same material.

42. The matrix of claim 23, wherein the pressing means is configured to receive the tip of the rod-shaped means through the inlet and being placed in a predetermined position in the inner channel of the pressing means.

43. The matrix according to claim 42, in which the tool with a conical surface comprises a complementary portion having an angle that corresponds to the angle of the outer surface of the tip of the rod-shaped means.

44. The matrix of claim 42, wherein the pressing means is configured to receive a workpiece pushed through the passage means to form an extruded product, wherein the extruded product has an outer diameter corresponding to the exit diameter of the pressing means and an inner diameter, corresponding to the diameter of the tip of the rod-like means.