SU869930A1 - Матрица к штампам дл объемной штамповки и способ ее изготовлени - Google Patents

Description

I.- , Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а именно к конструкции инструмента (матриц), и может быть использовано в штампах дл  объемной штамповки. Известна матрица к штампам дл  объемной штамповки, содержаща  корпус, обойму, сна€к женную крышкЫс, и размешенную в обойме керамическую вставку. В основании матрш под торцовыми поверх ност ми вставки, а также в зоне ее сопр жени  с крышкш размещены прокладки из пластичного материала 1. Недостатком матрицы  вл етс  ее разрушени при зксппуатации в изотермических услови х вследствие сн ти  нат га по наружной noBiepxности вставки из-за различных коэффициентов термического расширени  материалов вставки и основани  матрицы, регламентировать же нат г в данной матрице в процессе деформашш невозможно. Наиболее близким к изобретению по сущности и достигаемому результату  вл етс  матрица к штампам дл  объеАшой штамповки, содержаша  корпус, обойму с внутретей конической поверхностью и размещенную в обойме с зазором керамическую вставку с конической наружной поверхностью, а также заполн ющий зазор наполнитель 2. Основным недостатком матрицы  вл етс  ее низка  износоустойчивость, например, при штамповке в изотермических услови х , а также в режиме сверхпласткчности деталей из жаропрочных труднодеформируемьгх сталей. Низка  износоустойчивость объ сн етс  нарушением герметичности замкнутого объема наполнител  в местах контакта вставки с обоймой из-за различных козффициентов термического расширени  материалов вставки и обоймы, действием давлени  наполнител  на обойму, а также разм гчением неплавки м гких металлов в местах стьпсовки вставки-и основани  обоймы при высоких температурах. Цель изобретени  - повышение износоустойчивости матрищл. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в . матрице к штампам дл  объемной штамповки, содержащей корпус, обойму с внутренней конической поверхностъю и размещенную в обойме с зазором керамическую вставку с конической наружной поверхностью, а также заполн ющий зазор налолнитель, в зоне сопр жени  торцовой поверхности обоймы с керамической вставкой вьтолнен дополнительный зазор дл  выхода наполнител , при этом конусность наружной поверхности вставки выполнена большей , чем конусность внутренней поверхности обоймы.

Кроме того, наружна  поверхность вставки выполнена с переменной конусностью, при этом конусность верхней части соответствует конусности внутренней поверхности обоймы и меньше конусности нижней части.

Матрица снабжена размешенным на обойме нагревателем, часть вставки со стороны гравюр размещена вне обоймы и расположена внутри нагревател , а также дополнительным нагревателем , размешенньШ в обойме, и слоем теплоизол ции , отдел юшим его от корпуса, при этом в корпусе выполнены каналы охлаждени 

Способ изготовлени  матрицы заключаетс  в установке вставки в обойму с зазором, заполнении зазора наполнителем и сжатии наполнител . В качестве наполнител  используют металлическую заготовку, имеющую объем больший , чем объем зазора. Сжатие наполнителе . осуществл ют одновременно с установкой вставки в обойму, и сам процесс ведут в изотермических услови х до прекращени  выдавливани  наполнител  из зазора, а сжати| наполнител осуществл ют с усилием, соответствующим усилию его сжати  при эксплуатации.

Кроме того, при изготовлении матрицы металл наполнители перед размещением в зазоре обоймы привод т в сверхпластичное состо ние, и сжатие ведут в режиме сверхпластичности, при этом сжатие наполнител  осуществл ют в интервале температур, соответствующих температуре эксплуатации матрицы.

На чертеже изображена матрица в продольном сечении.

Матрица содержит обойму 1, установленную в корпусе 2 через слой теплоизол ции 3. В обойме 1 размещена вставка 4 с зазором, в ктором размещен наполнитель 5. В пазах, выполненных на наружной поверхности обоймы 1 размещен нагреватель 6, покрытый изол цией 7. В корпусе 2 вьшолнены к аналы 8 дл  охлаждени . Выступающа часть вставки 4 оснащена нагревателем 9. В нижней части обоймы установлен выталкиватель 10.

Матрица работает следующим образом.

Перед началом работы производ т нагрев матрицы посредством нагревателей 6 и 9. Посредством нагревател  6 поддерживают температуру наполнител  5 в интервале температуры его сверхпластического деформировани , а нагревателем 9 производ т нагрев и поддержание

ПОСТОЯННОЙ заданной температуры штампуемой детали. Однако не исключено использование только одного нагревател . Измен   температуру обоймы 1 и наполнител  5, измен ют и его пластичность, а пластичность наполнител  св зана с нат гом по внешней поверхности, вставки. Регулиру  таким образом пластичность наполнител , выбирают оптимальный режим работы вставки 4, соответствующий наибольшей ее стойкости .

Ох гаждаемый 2 предназначен дл  повышени  прочности матриш 1 к предотвращени  деформации обоймы 1. Теплоизол ци  3 Позвол ет поддерживать перепад температур между обоймой 1 и корпусом 2 до 300-500 С, что благопри тно вли ет на рабочие характеристики корпуса 2, несущего значительные раст гивающие напр жени . Поддержание заданного теплового режима матрицы производ т изменением количества охладител , подаваемого в каналы 8, и регулированием электрического тока в нагревателе 6. Контроль температуры производ т термопарами, установленными в разных част х матрицы (термопары на чертеже

не показаны).

I

Claims (2)

1. При выдавливании конического стакана, в данном случае наполнител  5, нагрузки деформировани  посто нно возрастают при уменьшении величины зазора между вставкой 4 и обоймой 1 до тех пор, пока не происходит уравновешиваиие усили  деформировани  распределенным усилием RO наружной поверхности вставки 4 со стороны наполнител  5 при npeKpauteнии погружени  вставки 4 в наполнитель 5. Вставку можно погрузить дальше и наполнитель 5, увеличив усилие деформировани , либо увеличив пластичность наполнител  5 посредством изменени  температуры нагревателем 6. Эксплуатационные характеристики матрицы, а именио ее несуща  способность, св зана с углами, об и А наклона образующих конических поверхностей вставки 4 и обоймы 1. Вьшолнение вставки при об J4 не рекомендуетс , так как при этом величина зазора в верхней части вставки 4 и обоймы 1 будет больше и уплотнение наполнител  5 будет происходить неэффективно за счет его быстрого выдавливани  при относительно низком давлении. Поэтому необходимо вьшолн ть вставку 4 и обойму 1 с углами с6 / При увеличении а. увеличиваетс  нат г по наружной поверхности вставки 4, однако это ведет к локализгццш напр жений в верхней части вставки в месте наименьшего зазора. Дл  предотвращени  этого рекомендуетс  в верхней части вставки 4 вы« лолн ть по сок с конусностью, равней ко ус кости обоймы 1, замену изношенной или разрушенной вставки производ т при помощи выталкивател  10. Матрицу изготовл ют следующим образом. Наполнитель 5, в качестве которого исполь зуют металлическую заготовку, металл которо предварительно приведен в сверхпластичное состо ние, размешают в обойме 1, сверху устанавливают вставку 4 и производ т их совместный нагрев до температуры, соответствую щей температуре сверхпластического сжати  металла наполнител , например, при использовании в качестве материала наполнител  титаHOBOfo сплава ВТ9 температура, при которой Bejj сжатие, должна быть в пределах 960- 980° С. При достижении заданной температуры производ т сжатие наполнител  5 посредством осевого перемещени  вставки 4 в обойме 1. После заполнени  зй13ора между обоймой 1 и вставкой 4 наполнитель 5 начинает выдавливатьс  из зазора, который открыт сверху. Задав 1 сь усилием деформировани  деталей при эксплуатации матрицы, производ т сжатие наполнител  5 зтим же усилием до прекращени  его выдавливани  из зазора. Излишки наполнител  5 выдавленные из зазора, обрезают . После зтого осуществл ют установку обоймы 1 с нагревателем 6 через слой теплоизол ции 3 в корпус 2, а затем оснащают нагревателем 9 верхнюю часть вставки 4. Установку вставки 4 в обойму 1 рекомендуетс  производить при сверхпластичном сжатии наполнител  по следующим соображени м: при сверхпластическом сжатш наиболее полно заполн етс  зазор наполнителем 5; при сверхпласткческом сжатии происходит наиболее быстра  релаксаци  лсжальных напр жений, вызываемых, например, вли нием стенок обоймы , чем при обычных методах дефформировани , что бшгоп Я1 тно вли ет на получение равномерисиго нат га по внещней поверхности вставки 4. Предлагаема  конструкци  матрищ за счет своих констр 1стивных особенностей, обладает значительно большей износостойкостью по сравнению с известными. Формула изобретени  1. Матрица к unaNmaM дл  объемной шгампбвки , преимущественно в изотермических услови х , содержаща  корпус, обойму с внутренней конической пхжерхностью   размещенную в обойме с зазором керамическую всхавку с конйческш шружной поверхностью, а также заполн ющий зазор наполнитель, о тличающа .с  тем, что, с,целью повышени  ее износостойкости, в зоне сопр жени  торцовой поверхности обоймы с керамической вставкой вьшолнен дополнительный зазор дл  выхода наполнител , при этом конусность наружной поверхности вставки выполнена большей, чем конусность внутренней поверхности обоймы. 2.Матрица по п. 1, отличающа с  тем, что наружна  поверхность вставки вьшолнена с переменной конусностью, при этом конусность верхней части соответствует конусноЛи внутренней поверхности обоймы и меньше конусности нижней части. 3.Матрица по п. 1, отличающа с  тем, что она снабжена размещенным на обойме нагревателем, а часть вставки со стороны гравюры размещена вне обоймы и . расположена внутри нагревател . 4.Матрица по п. 1, отличающа с   тем, что она снабжена размещенным в . обойме дополнительным нагревателем и слоем теплоизол ции, отдел ющим его от корпуса, при этом в корпусе вьшолнены каналы охлаждени . 5.Способ изготовлени  матрицы, заключающийс  в установке вставки в обойму с зазором , заполнении зазора наполнителем и сжатии наполнител , отличающийс  тем, что в качестве наполнител  используют металлическую заготовку, имеющую объем больший, чем объем зазора, а сжатие наполнител  осуществл ют однов{ еменно с установкой вставки в обойму, при JTOM, процесс ведут в изотермических услови х до -прекращени  выдавливани  наполнител  из зазора, а сжатие наполнител  осуществл ют с услием, соответствующим усилию его сжати  при эксплуатации. 6.Способ по п. 5, о т л и ч а ю щ и йс   тем, что,металл наполнител перед размещением в зазоре обоймы привод т в сверхпластичное состо ние, и сжатие ведут в режиме сверхпластичности, при этом сжатие наполнител  осуществл ют в интервале температур, соответствующем температуре эксплуатации матриы . Источники информации, прин тые во внимание при зкспертНзе 1.Авторское свидетельство СССР N° 595048, л. В 21 J 13/02, 05.04.7(5.
2. 2.Авторское свидетельство СССР N 631248, л. В 21 jT. 13/02, 10.11.78.