SU1673242A1

SU1673242A1 - Штамп дл выт жки с дифференцированным нагревом

Info

Publication number: SU1673242A1
Application number: SU894745401A
Authority: SU
Inventors: Юрий Федосеевич Харченко; Олег Николаевич Ткачев; Александр Петрович Грудев; Георгий Яковлевич Алексеенко
Original assignee: Днепропетровский Металлургический Институт
Priority date: 1989-07-19
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1991-08-30

Abstract

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и предназначено дл изготовлени полых изделий из листового металлла методом глубокой выт жки. Цель изобретени - расширение технологических возможностей, увеличение высоты штампуемых деталей, повышение стойкости и долговечности штампа, снижение энергозатрат путем обеспечени оптимальных температурных условий деформации фланцевой части заготовки. Прижимные поверхности матрицы и прижима снабжены сменными износоустойчивыми вставками, отделенными от рабочих тел матрицы и прижима теплоизол ционными прокладками кольцевой формы, величина теплопроводности материала которых дифференцирована в радиальном направлении по ширине прижимных поверхностей таким образом, что коэффициент теплопроводности материала прокладок монотонно уменьшаетс от скругленной кромки матрицы к ее наружному контуру, обратно пропорционально текущему, координирующему данную точку радиуса. Коэффициент теплопроводности материала прокладок в любой точке прижимной поверхности определ ют из выражени λ = λ _пл ^. R_пл / R, где λ_пл - коэффициент теплопроводности материала прокладки на границе плоского участка торца матрицы с началом скруглени ее кромки ( при R = R_пл)

R_пл - радиус границы плоского участка торца матрицы с началом скруглени ее кромки

R - текущее значение радиуса. В процессе выт жки в предварительно нагретом фланце заготовки за счет теплопередачи создаетс требуемый перепад температур. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к обработке металлов давлением, в частности, к листовой штамповке и может быть использовано в различных област х машиностроени дл изготовлени полых деталей из листового металла методом глубокой выт жки.

Цель изобретени - расширение технологических возможностей, увеличение высоты штампуемых деталей, повышение стойкости и долговечности штампа, снижение энергозатрат путем обеспечени оптимальных температурных условий деформации фланцевой части заготовки.

На фиг.1 изображен штамп дл выт жки листовой заготовки с дифференцированным нагревом, продольный разрез, в двух положени х (слева - до штамповки издели , справа -вв процессе выт жки); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Штамп содержит полый охлаждаемый пуансон 1, матрицу 2 и прижим 3 с индукци- онными нагревател ми 4. Обращенные друг к другу прижимные поверхности матрицы 2 и прижима 3 снабжены сменными износоустойчивыми кольцевыми вставками 5, которые отделены от рабочих тел матрицы 2 и прижима 3 теплоизол ционными прокладками кольцевой формы б, величина теплопроводности материала которых различна и измен етс в радиальном направлении по ширине прижимных поверхностей. Между обращенными друг к другу прижимными поверхност ми матрицы 2 и прижима 3 распо- лагают заготовку 7. Индукционные нагреватели 4, встроенные в рабочие тела матрицы 2 и прижима 3, представл ют со- бой плоские индукторы известной конструкции , например, плоские индукторы с токопровод щими витками в виде спирали Архимеда, выполненные с возможностью создани неравномерного в радиальном на- правлении электромагнитного пол по всей ширине рабочих торцов матрицы 2 и прижима 3, осева составл юща напр женности которого монотонно возрастает от рабочего отверсти к наружному контуру матрицы 2 и прижима 3. В телах матрицы 2 и прижима 3 выполнены прилежащие к рабочему отверстию кольцевые полости 8, сообщенные с соединенными между собой радиальными и осевыми каналами 9 дл подачи и 10 дл отвода охлаждающей среды, образующие в совокупности систему охлаждени матрицы 2 и прижима 3. Дл предотвращени индукционного разогрева матрицы 2 и прижима 3 в процессе нагрева заготовки 7 рабочие те- ла последних выполнены из материала, обладающего слабыми магнитными свойствами, например, нержавеющей стали . Теплоизол ционные прокладки 6 подбирают в зависимости от их коэффициента теплопроводности, который определ ют из следующего выражени :

0)

где Алл - коэффициент теплопроводности материала теплоизолирующей прокладки на границе плоского участка торца матрицы с началом скруглени ее кромки;

Рпл - радиус границы плоского участка торца матрицы с началом скруглени ее кромки;

г-текущее значение радиуса.

Выбор материалов прокладок производитс следующим образом.

1 1 Rnn

А Ал 1 .

Вначале задаютс базовым значением дл расчета коэффициента теплопроводности Алл, исход из конкретных условий пластической обработки листовой заготовки (марки материала и его толщины, температуры материала и инструмента, времени деформировани и т.д.). Затем по формуле (1) рассчитывают теоретические значени коэффициента теплопроводности дл каждой из прокладок, отнесенные к середине ее ширины. При этом количество прокладок определ ет плавность хода (монотонность) кривой А. По рассчитанным значени м Ат выбирают такие материалы, коэффициент теплопроводности которых Ал наиболее близко совпадает с теоретическими значени ми .

Использу основные теплофизические характеристики прин тых дл прокладок материалов, можно установить режим нагрева фланцевой части и температурно-ско- ростной режим деформировани заготовки в предложенном штампе, обеспечивающие достижение поставленной цели изобретени при за вл емой совокупности существенных признаков.

Штамп работает следующим образом. Исходна заготовка 7 укладываетс на рабочий торец матрицы 2. При включении рабочего хода пресса опускаютс прижим 3 и пуансон 1 до соприкосновени с заготовкой 7. Одновременно начинаетс подвод охлаждающей среды по каналам 9 в кольцевые полости 8 матрицы 2 и прижима 3, а также подача охлаждающей среды в полость пуансона 1. После зажима заготовки 7 между прижимными поверхност ми матрицы 2 и прижима 3 включаютс индукционные нагреватели 4 и осуществл етс нагрев ее фланцевой части. После нагрева фланца заготовки 7 до температуры гор чей деформации с требуемой неравномерностью в радиальном направлении индукционные нагреватели 4 выключаютс и производитс формообразование заготовки 7 путем воздействи на ее центральную часть выт жным усилием со стороны полого, непрерывно охлаждаемого пуансона 1, который производит охлаждение зоны перехода донной части выт гиваемой детали в ее стенку с внутренней стороны. В процессе выт жки осуществл етс непрерывна подача охлаждающей среды по каналам 9 в кольцевые полости 8 матрицы 2 и прижима 3, а также в полость пуансона 1. Слив отработанной охлаждающей среды производитс через сеть каналов 10 в телах матрицы и прижима при создании избыточного давлени со стороны подающей системы (не показана )

Исследовани технико-экономической эффективности предложенного технического решени показали, что его внедрение позволит расширить технологические возможности , уменьшить парк штамповочного и термического оборудовани , высвободить рабочих дефицитных специальностей (штамповщиков и термистов), снизить капитальные затраты и расход энергоресурсов, повысить производительность труда, стойкость и долговечность инструмента, уменьшить производственные площади.

Claims

Формула изобретени Штамп дл выт жки с дифференцированным нагревом, содержащий охлаждаемый пуансон, матрицу и прижим с нагревател ми и узлами охлаждени , о т - личающийс тем, что, с целью расширени технологических возможностей, увеличени высоты штампуемых деталей, повышени стойкости и долговечности

штампа, снижени энергозатрат путем обеспечени оптимальных температурных условий деформации фланцевой части заготовки , узлы охлаждени прижима и матрицы

выполнены в виде набора концентрично собранных кольцевых теплоизол ционных

. прокладок с различной теплопроводностью, монотонно уменьшающейс к периферии прижима и матрицы, закрепленных со сто0 роны прижимной поверхности матрицы и прижима посредством сменных износоустойчивых вставок, при этом коэффициент теплопроводности материала каждой прокладки определ ют из выражени

1 1 °ПЛ л

где АЛЛ- коэффициент теплопроводности материала теплоизолирующей прокладки на границе плоского участка торца матрицы 0 с началом округлени ее кромки:

Рпл - радиус границы плоского участка торца матрицы с началом округлени ее кромки;

г - текущее значение радиуса.

Фм.1

А-А

Фиг.I