SU1505652A1 - Устройство дл гор чего изотермического деформировани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а именно к конструкци м устройств дл  изотермического деформировани . Цель изобретени  - повышение эксплуатационной надежности и сокращение затрат на изготовление устройства. В устройстве дл  гор чего изотермического деформировани , содержащем опорные охлаждаемые плиты с штамповым блоком, состо щим из двух половин в виде пакетов из теплоизол ционной керамической плиты, подштамповой плиты с нагревател ми, металлические прокладки и штамповый инструмент, а также боковой нагреватель и теплоизол ционный кожух, кажда  подштампова  плита выполнена в виде набора призм из жаропрочной керамики. В каждой призме размещен нагревательный элемент. На торцах призм расположены токоподвод щие контактные пластины, соединенные с концами нагревательного элемента. Все прокладки соединены с источником электрического тока. Нагревательные элементы объединены в группы, снабженные индивидуальными системами терморегулировани . Контроль и регулирование температуры осуществл етс  с помощью датчика температуры, например термопар, расположенных как в непосредственной близости от формообразующих поверхностей, так и в зоне расположени  нагревателей. Удаление отштампованного издели  производитс  с нижней или верхней половины устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

31505652

аллических прокладок 2-4, расположен- щего усили  ых одна над другой, формообразующие лементы 5-8 деформирующего инструменпризм 26 ра ны 28, соед тельных эле помощью сва пературным элемент 27 выполнен в спирали (фи ление нагре ни , дисили неметалличе зуемого при лей (фиг. 2 контактные 27 представ получаютс  прессованно ной техноло мер, карбид Опорные кон тин 28 в эт таллизирова

та, выполненные из жаропрочного спла ва, причем центральные формообразующие элементы 6 и 8 посредством т г 9, зацентрированных во втулках 10, св заны соответственно с нижним и . верхним толкател ми пресса и имеют возможность возвратно-поступательног перемещени . Втулки 10 одновременно  вл ютс  центрирующим элементом дл  прокладок 2-4 и опорной плиты 1. С целью выравнивани  температурного по л  на .формообразунщих элементах 5-8 устройство оснащено теплоизол ционными подштамповыми плитами 11, выполненными в виде набора призм из жаропрчной. неэлектропроводной керамики , например, на основе окиси алюмини  и подштамповых подогреваемых плит 12, опирающихс  одной плоскость на металлическую прокладку 4, а другой - на токопровод щую пластину 13, электрически изолированную от других деталей устройства с помощью керамической неэлектропроводной втулки 14 и теплоизол ционной подштамповой плиты 11, Токопроводшцие пластины 13 и опорные плиты 1 посредством шин 15 ы 16 с клеммами соединены с источником посто нного или переменного тока имеющего плавную регулировку напр жени . Набор прокладок 2-4j токопод- вод щей пластины 13, теплоизол ционной подштамповой плиты 11, подштамповой подогреваемой плиты 12, формообразующих элементов 5 или 7 крепитс  к опорной плите 1 с помощью металлического корпуса 17, фланца 18 и болтов 19. Соосно нижней и .верхней половинам устройства расположен боковой нагреватель 20, например, индукционного типа, выполненный в виде отдельного блока и опирающийс  через подставку 21 и электроизол ционное кольцо 22 на нижнюю опорную плиту 1, С целью уменьшени  конвективных тепловых потоков устройство оснащено системой телескопических теплоизол ционных кожухов 23-25.

Подштампова  плита 12 выполнена в виде набора приэм 26 (фиг. 2) из жаропрочной керамики, кажда  из которых имеет отверстие в центральной части дл  размещени  нагревател  27, ось симметрии которого совпадает с направлением приложени  деформирую

щего усили  0

5

5 30 5

40

5

50

На опорных поверхност х призм 26 размещены контактные пласуи- ны 28, соединенные с концами нагревательных элементов 27, например, с помощью сварки или пайки высокотемпературным припоем. Нагревательный элемент 27 может быть конструктивно выполнен в виде стержн  (фиг. 2а), спирали (фиг. 2б). Возможно изготовление нагревател  27 из карбида кремни , дисилицида молибдена или другого неметаллического материала, используемого при производстве нагревателей (фиг. 2в). В последнем случае контактные пластины 28 и нагреватель 27 представл ют собой одно целое и получаютс  путем спекани  массы, запрессованной в призмы 26 по известной технологии изготовлени , напри- мер, карбид-кремниевых нагревателей. Опорные контактные поверхности пластин 28 в этом случае необходимо металлизировать .

При изготовлении нагревательных элементов 27 в виде спирали пространство между ее витками необходимо заполнить электроизол ционным материалом 29 (фиг. 2б), например, пери- клазом с целью предотвращени  меж- виткового замыкани . Изготовленные таким образом керамические призмы 26 с размещенными в них нагреватель- элементами 27 и контактными пластинами 28  вл ютс  универсальными подштамповыми нагревател ми и могут быть использованы практически в любой конструкции устройств дл  изотермического деформировани . По-. догреваемые подштамповые плиты 12 имеют высокую несущую способность за счет незначительного уменьшени  опорной поверхности, воспринимающей усилие деформировани  в св зи с расположением элементов 27 вдоль оси приложени  нагрузки и применени  нагревателей малого диаметра. С целью обеспечени  равномерной передачи деформирунщего усили ,на керамические призмы 26 контактные пластины 28 подлежат шлифованию. Разница в высоте универсальных штамцовых нагревателей не должна превьш1ат ь 0,1 мм. ..

Керамические призмы 26 могут иметь основание практически любой конфигурации . Наиболее технологичным  вл етс  цилиндрическа  форма плизм 26, Однако дл  обеспечени  максимального

5использовани  опорной поверхности и высокой универсальности призмы 26 рационально изготавливать в виде шестигранников (фиг. 3). В зависимости от требуемой мощности, вьщел емой в подогреваемой подштамповой плите 12, Набор может состо ть из призм 26,

имеющих нагреват ели 27, и без них, что позвол ет регулировать равномерность температурного пол  на поверхности формообразующих элементов 5-8. Возможно также подключение универсальных подштамповых нагревателей к источнику питани  группами, имеющими раздельную регулировку напр жени  и обратную св зь от датчика температуры , размещенного в данной группе .

Устройство дл  изотермического деформировани  работает следующим образом .

Нагрев формообразующих элементов 5-8 осуществл етс  с помощью бокового нагревател  20, который выдел ет 50-90% требуемой мощности дл  обеспечени  заданной скорости подъема температуры . Подогреваемые плиты 12 подсоединены к источнику питани  посредством шин 15 и 16, токоподвод щих пластин 13 и прокладки 4. В универсальных подштамповых нагревател х вьщел ютс  остальные 10-50% требуемой мощности,.

Электрическа  цепь составлена следующим образом. Шина 16 соединена с опорной плитой 1, котора  контактирует посредством болтов 19 и фланца 18 с металлическим корпусом 17, фланцем электрическим соединенным с фор- мообразуклцей вставкой 5 (или 7), котора  вьшолнена из жаропрочного сплава и опираетс  на металлическую подкладку 4, с которой контактирует одна из опорных поверхностей подогреваемой подштамповой плиты 12. Друга  опорна  поверхность подогреваемой плиты 12 контактирует с токоподвод - щей пластиной 13, котора  посредством шины 15 с клеммами соединена с источником тока. Опорна  плита 1 может быть подключена к нулевому проводу (земле, минусу) источника питани , а токоподвод щие шины 15 (а знйчит, и токоподвод ща  пластина 13) к фазе (плюсу) источника тока. Таким образом, прокладка 4 подключена к источнику питани  и имеет потенциал плиты 1. Контроль и регули056526

рование температуры осуществл етс  с помощью датчика температуры, например термопар, расположенных как в непосредственной близости от формообразующих поверхностей, так и в зоне расположени  нагревателей. Датчики температуры обеспечивают контроль и регулирование работы нагревател  20

0 и подогреваемых подштамповых плит 12 с помощью системы терморегулировани ..

После выхода температуры формообразующих элементов 5-8 на заданный режим верхн   половина устройства,

5 установленного на гидравлическом лрессе, поднимаетс  в крайнее верхнее положение. Телескопические кожухи 23-25 преп тствуют конвективному теплообмену в процессе перемещени  верх0 ней половины устройства. Далее на формообразующие элементы 5 и 6 устанавливаетс  нагрета  до температуры деформировани  заготовка. Производитс  штамповка. Удаление отштампованно5 го полуфабриката осуществл етс  с помощью т ги 9 с нижней или верхней половины устройства.

Использование предлагаемого устройства позвол ет снизить себестои0 мость штампуемых изделий.

Замена материала подштамповьгх подогреваемых плит из жаропрочного сплава на керамику на основе окиси алюмини , имеющего прочность 19 - 25 кг/мм, позвол ет экономить 1800 руб. дл  устройства,, обеспечи-, вающего.штамповку изделий из титановых сплавов диаметром 400-480 мм.

Повышаютс  эксплуатационные харакQ теристики устройства дл  изотермического деформировани , так как в отличие от прототипа опорна  поверхность подштампоЕы-х подогреваемых плит существенно не ослабл етс  в

g св зи с тем, что ось симметрии нагревательных элементов совпадает с направлением приложени  деформирук це- го усили . Стойкость подштамповых подогреваемых плит предлагаемого устройства в 1,5-2,5 раза выше, чем у прототипа,. Кроме того, в предлагаемом устройстве имеетс  возможность регулировки температурного пол  на формообразующих элементах путем изменени  температуры на нагревател х за счет объединени  их в группы, имеющие индивидуальные системы терморегулировани , или комбинировани  установки керамических призм с универ5

0

5

сальными подштамповыми нагревател ми и без них в пределах одной подогреваемой подштамповой плиты.

Использование универсальных под- Штамповых нагревателей нескольких ипоразмеров позвол ет в 1 ,5-2 раза Сократить затраты на изготовление гаодштамповых подогреваемых плит.

орм ула изобретени 

: 1. Устройство дл  гор чего изо- ермического деформировани , содержа- ее противоположные опорные охлажда- фмые плиты и смонтированный на них птамповый блок, состо щий из двух половин , кажда  из которых содержит собранные в пакет теплоизол ционную керамическую плиту подштамповую плиту с размещенными в ней индивидуаль- :1ыми нагревател ми, промежуточные неталлические прокладки и установленный на этом пакете штамповьй инст- ;румент, св занный с опорной плитой

посредством штамподержател , а также охватывающий рабочую зону штампового

Злока боковой нагреватель с тепло

изол ционным кожухом, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной надежности и сокращени  затрат на изготовление устройства, кажда  подштампова  плита выполнена -в виде набора контактирующих между собой и обращенных торцами к штамповому инструменту призм из жаропрочной керамики, в каждой из которых размещен вдоль оси симметрии призмы нагревательный элемент, а на каждом конце каждой призмы расположена токоподвод ща  контактна  пластина, соединённа  с соответствующим концом нагревательного элемента и контактирующа  с одной из упом нутых металлических прокладок шт 1мпово- го блока, при этом указанна  прокладка электрически изолирована от дру- . гих деталей устройства, а все прокладки соединены с источником электрического тока.

2. Устройство по п. 1, отличаю щ е е с   тем, что нагревательные элементы объединены в группы, снабженные индивидуальными система1.ш терморегулировани .

25 17

fj

19 2 3

ф1/г.1

15

т

««.2

Claims (2)

1. Устройство для горячего изотермического деформирования, содержащее противоположные опорные охлаждафмые плиты и смонтированный на них штамповый блок, состоящий из двух половин, каждая из которых содержит собранные в пакет теплоизоляционную керамическую плиту подштамповую пли- jg ту с размещенными в ней индивидуальными нагревателями, промежуточные металлические прокладки и установленный на этом пакете штамповый инстЕумент, связанный с опорной плитой 25 осредством штамподержателя, а также хватывающий рабочую зону штампового блока боковой нагреватель с тепло изоляционным кожухом, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и сокращения затрат на изготовление устройства, каждая подштамповая плита выполнена в виде набора контактирующих между собой и обращенных торцами к штамповому инструменту призм из жаропрочной керамики, в каждой из которых размещен вдоль оси симметрии призмы нагревательный элемент, а на каждом конце каждой призмы расположена токоподводящая контактная пластина, соединённая с соответствующим концом нагревательного элемента и контактирующая с одной из упомянутых металлических прокладок штампового блока, при этом указанная прокладка электрически изолирована от дру- . гих деталей устройства, а все прокладки соединены с источником электрического тока.

2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что нагревательные элементы объединены в группы, снабженные индивидуальными системами терморегулирования.