SU946714A1 - Инструмент дл прессовани - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а именно к конструкци м пресс-шайб дл  прессовани  металлов и сплавов непрерывным или полунепрерывшлм методом.

Известен инструмент дл  прессовани , содержащий пресс-штемпель и соосно прикрепленную к его торцу прессшайбу , выполненную вогнутой в сторону пресс-штемпел  и установленную в выполненном на торце последнего углублении с образованием увеличивающегос  к периферии зазора l. „.

Недостаток данной пресс-шайбы заключаетс  в малой стойкости пресрового инструмента, так как упругий элемент (в данном случае сама прессшайба ) имеет сравнительно небольшую то.тчину и в частом контакте со стенками втулки контейнера быстро изнашиваетс  и перестает выполн ть свои функции. В то же врем  рабочий торец пресс-штемпел , имеющий коническое углубление, воспринимает в процессе работы, кроме продольных нормальных напр жений, еще и радиальные, направленные от оси инструмента к периферии . В результате пресс-штемпель подвергаетс  интенсивному износу и

его приходитс  перетачивать или замен ть целиком.

При приложении усили  прессовас ни  пресс-шайба воздействует на ци линдрическое тело крепежного болта отчего на поверхности последнего возникают сжимающие, а при.обратном ходе - раст гивающие напр жени . Это

1Q может послужить причиной обрыва болтового креплени  пресс-шайбы к прессштемпелю . Кроме того, при возможном затекании металла заготовки в зазор между головкой крепежного болта от пресс-остатка увеличиваетс  износ

5 пресс-шайбы.

Воздух, запертый.последующей заготовкой в полости, образованной головкой крепежного болта в пресс-остатке предыдущей заготовки, способ20 ствует возникновению в пресс-издели х дефектов .в виде свищей и пузырей .

Наиболее близким к предлагаемому  вл е тс  инструмент дл  прессовани ,

25 содержащий заход щий в контейнер пресс-штемпель и соосно установленную пресс-шайбу с насадкой, выпол , кенной в виде нескольких соосно размещенных чашеобразных упругих элементов, сопр женных между собой в центральной части посредством ст жного болта с конической головкой Е2.. Недостаток указанного инструмент заключаетс  в том, что ввиду отсутстви  зазора между чашеобразными упругими элементами насадка не може увеличивать свой диаметр, т , как под равномерным давлением метал ла на всю чашеобразную поверхность переднего упругого элемента прессшайба работает как единый жесткий элемент. Этим обусловлена ненадежность и неэффективность работы прес шайбы в режиме непрерывного прессов ни . Кроме того, затруднено выполнени и сопр жение криволинейных поверхностей чашеобразных упругих элементов , а углубление (вогнутость) на корпусе пресс-шайбы (как и в предыдущем случае создает предпосылки к возникновению в процессе прессовани как продольных нормальных, так и радиальных напр жений,.привод щих к |быстрому износу корпуса пресс-шайбы из-за образовани  трещин. Цель изобретени  - увеличение стойкости пресс-шайбы и пресс-штемпел  и повышение надежности работы прессового инструмента в режиме непрерывного или полунепрерывного прессовани . Поставленна  цель достигаетс  те что в инструменте дл  прессовани , содержащем 3аход щий Ь полость контейнера пресс-штемпель и соосно установленную на нем пресс-шайбу с насадкой, выполненной в виде нескольких соосно размещенных чашеобразн элементов, сопр женных между собой центральной части посредством ст жного болта с конической головкой, упругие элементы размещены с образо ванием между ними периферийного зазора и выполнены с переменной увели чивающейс  от центра к периферии толщиной, а поверхности их сопр жени  выполнены коническими с увеличивающимис  в сторону пресс-шайбы углами их образующих. Сопр гающа с  с пресс-шайбой по вёрхность насадки может быть выполнена плоской. Суммарна  величина периферийных зазоров между упругими элементами равна h (0,006-0,008) Д, , где Д i( - диаметр полости контейнера На обращенной к головке болта по верхности упругого элемента выполнена коническа  впадина с углом наклона ее образующей, меньшим угла наклона образующей конической повер ности головки. Кс1ждый упругий элемент насадки установлен с зазором по отношению к поверхности болта, увеличивающимс  в сторону пресс-шайбы. Выполнение упругих элементов пе- ременной толщины необходимо дл  плавного перехода от конических поверхностей упругих элементов к плоской поверхности пресс-шайбы. Насадка должна включать в себ  не менее трех упругих элементов, так как при меньшем количестве толщина каждого из них становитс  слишком большой. В результате этого работа упругих эле- . ментов в услови х упругой деформации усложн етс , так как чем меньше толщина упругого элемента, тем лучше он работает в услови х упругой деформации . Выполнение поверхности пресс-шайбы плоской (с углом, равным 180) наиболее оптимально, так как при этом на пресс-шлйбу в процессе прессовани  воздействуют только нормальные напр жени , направленные по оси инструмента , что исключает преждевреманный ее. износ. Допускаетс  изготовление пресс-шайбы с торцовой поверхностью , у которой угол больше 180 . При этом на пресс-шайбу воздействуют и нормальные и радиальные сжимвЕощие напр жени , но в этом случае усложн етс  конструкци  упругих элементов. При выполнении поверхности пресс-шайбы с углом меньше 180° в процессе прессовани  на нее воздействуют как нормальные, так и радиальные раст гивающие напр жени , которые привод т к разрушению прессшайбы . Выполнение зазоров между упругими элементами и пресс-шайбой увеличивающимис  от центра к периферии необходимо дл  создани  возможности увеличени  внешнего диаметра упругого элемента, контактирующего с заготовкой и поверхностью контейнера в процессе прессовани . Наличие зазоров междукаждым упругим элементом и пресс-шайбой обеспечивает перераспределение упругой деформации на несколько упругих элементов, а следовательно , и повышение надежности работы устройства. Суммарна  величина максимальных зазоров h между упругими элементами на периферии инструмента не должна быть меньше 0,006 Дц, так как увеличение внешнего диаметра упругого элемента , контактирующего со стенками полости контейнера, в этом случае незначительно, а это приведет к увеличению толщины рубашки и снижению качества пресс-изделий. Вместе с тем, при незначительном изменении внешнего диаметра упругого элемента после сн ти  давлени  и возврата пресс-штемпел  в исходное положение между поверхност ми контейне,a и упругого элемента, контактируюего с поверхностью контейнера, возникают силы трени  большой величины, которые могут привести к отрыву крепежного болта и поломке упругого элеента .

Выполнение увеличивающегос  к оси инструмента зазора между упругим элеентом и конической головкой ст жного болта исключает затекание металла ежду сопр гающимис  поверхност ми этих деталей. Даже в случае выполнени  соприкасающихс  поверхностей конической головки ст жного болта и упругого элемента с одинаковыми угами в процессе прессовани  последний занимает-рабочее положение и ежду этими поверхност ми образуетс  зазор, в который затекает металл. Этот металл затруднит возврат упругого элемента в исходное положение, в результате чего внешний диаметр упругого элемента неуменьшитс  или уменьшитс  не до исходного размера. При возврате пресс-штемпел  в исходное положение произойдет поломка инструмента .

В случае посто нного зазора между упругими элементами и цилиндрической поверхностью ст жного болта в процессе прессовани , когда всё упругие элементы займут свое рабочее.поожение , контактирующие цилиндрические поверхности упругих элементов со стороны пресс-шайбы будут воздействовать на цилиндирческую поверхность болта и создавать в нем сжимающие напр жени , а при возврате инструмента после прессовани  в исходное полоение --раст гивающие напр жени . Создание -знакопеременных нагрузок , приведет к преждевременному разрушению ст жного болта.

Увеличение суммарной величины мак симальных зазоров между упругими элв ментами на периферии инструмента более 0,008 Д( также нецелесообразно, так как из-за малого зазора, образу ющегос  в процессе прессовани  между поверхностью контейнера и внешним диаметром упругого элемента, произойдет нарушение рубашки контейнера, а следовательно, и снижение качества пресс-изделий. Вместе с тем увеличитс  износ поверхности упругого элемента , контактирующего с поверхностью контейнера, или произойдет заклинивание упругого элемента в контейнере.

На фиг.1 изображен инструмент до начала прессовани , общий вид; на фиг.2 - то же, в момент прессовани .

Инструмент дл  прессовани  состоит из пресс-штемпел  1, на плоском торце которого сооснр установлена пресс-шайба 2, сопр гающа с  своей ПЛОСКОЙ контактной поверхностью с насадкой, котора  выполнена в виде

пакета чашеобразных упругих элементов 3-6,, ограниченныхна участках взаимного сопр жени  коническими поверхност ми , образующими с одной стороны каждого элемента выступ, а с

5 другой - впадину. У каждого упругого элемента величина угла при вершине конической поверхности выступа превышает соответствуквдую величину угла впадины.

Таким обраэом, все упругие элементы выполнены переменной толщины, увеличивающейс  от центра к периферии. Вместе с тем угол при вершине конуса

5 поверхности выступа Кс1ждого упругого элемента меньше, чем,угол при вершине конуса сопр гаемой с ним впадины другого упругого элемента. Следовательно , углы при вершине конических

,, поверхностей выступов и впадин упру- гих элементов постепенно убывают в направлении от пресс-шайбы 2 до рабочего торца насадки, т.е. у прилегающего к пресс-шайбе упругого элемента 3 угол при вершине конической поверхности выступа  вл етс  наибольшим и близким к 180, а угол при вершине конической поверхности впадины крайнего (образующего торец насадки ) упругого элемента б выполнен

0 наименьшим из всех конических поверхностей упругих элементов.

Упругие элементы З-б отделены друг от друга и от пресс-шайбы 2 зазорами h, увеличивающимис  от центра к периферии. Суммарна  величина максимальных зазоров h на периферии инструмента определ етс  из соотношени 

0 Ь,д (0,006 - 0,008)Дх

где Д| -диаметр полости контейнера экструзионного пресса.

Диаметр торцового упругого элемента 6 превышает диаметр остальных упругих элементов, остава сь меньше диаметра полости контейнера. При этом элемент б выполнен более массивным , чем другие упругие элементы. Упругие элементы З-б и пресс-шай ,„ ба 2 имеют центральные сквозные отверсти , в которые пропущен ст жной болт 7, снабженный конической головкой с плоским торцом и жестко св зывающий насадку и пресс-шайбу с прессштемпелем с помощью гайки 8.. Угол

при вершине конуса головки болта 7

больше,чем у сопр гающейс  с ней конической впадины наружного упругого элемента б. Тем самым коническа  поверхность головки болта отделена от конической поверхности впадины упругого элемента б зазором, увеличивающимс  от периферии к оси инструмента.

Отверсти  упругих элементов З-б

Claims (2)

1. 5 выполнены коническими с образованием между каждым из них и цилиндричес кой поверхностью стержн  ст жного болта 7 зазора, увеличивающегос  в сторону пресс-шайбы 2. Инструмент работает следующим образом . При взаимодействии с прессуемой заготовкой во врем  совершени  пресс штемпелем 1 рабочего хода наружный упругий элемент 6, а вслед за ним и остальные упругие элементы 3-5 претерпевают упругую деформацию.. При этом выбираютс  все. зазоры, существовавшие ранее между детал ми инстру мента, и упругие элементы З-б вход т в непосредственный контакт друг с другом и с головкой и стержнем болта 7, при этом прилегающий к прессшайбе 2 упругий элемент 3 опираетс  непосредственно на плоскую поверхность последней. За счет упругой деформации наружного упругого элемента 6 диаметр его увеличиваетс , . приближа сь к диаметру полости конте нера пресса. Усилие прессовани  пере даетс  заготовке, котора  в результате своей пластическойдеформации заполн ет впадину, образованную кони ческой поверхностью упругого элемента 6 и плоскостью торца головки болта 7, и начинает выдавливатьс  через очко матрицы. При этом образуетс  пресс-изделие заданной конфигурации пресс-остаток с выступом в виде усечённого конуса. При обратном ходе пресс-штемпел  1 чашеобразные элементы 3-6 за счет собственной упругости восстанавливаю первоначальную форму и размеры, прес штемпель с пресс-шайбой легко выходит из контейнера, не разруша  рубашку . В контейнер загружают очередную заготовку и сообщают пресс- штемпелю рабочий ход. Под воздействи ем усили  пpecc-штe ffIeл  происходит взаимное пластическое деформирование торца новой заготовки и выступа пресс-остатка предыдущей заготовки, в результате чего наход щийс  между ними воздух вытесн етс  перемещающимс  металлом в направлении стенок похюсти контейнера, а оттуда выходит в окружающую атмосферу. В дальнейшем цикл идет в описанной последовательности . Выполнение упругих элементов пере менного сечени  и отделение их друг от друга зазорами, увеличивающимис  от центра к периферии, способствует повышению надежности работы устройства за счет перераспределени  упру гой деформации на несколько элементо составл ющих насадку. Вместе с тем увеличение толщины каждого упругого элемента от центра к периферии обеспечивает дополнительный запас npoiности наиболее нагруженных участков насадки и, следовательно, повышает срок ее службы, в то врем  как выполнение плоским примыкающего к насадке торца пресс-шайбы увеличивает эксплуатационную стойкость последней . Ограничение участков сопр жени  упругих элементов коническими поверхност ми , у каждой последующей из которых в направлении от торца насадки к пресс-шайбе угол при вершине конуса выполнен большим, чем у предыдущей поверхности, позвол ет добитьс  плавного перехода от конических контактных поверхностей упругих элементов к плоской опорной поверхности пресс-шайбы. При этом на пресс-шайбу в процессе прессовани  воздействуют только нормальные напр жени , направленные по оси инструмента . Кроме того, конические поверхности упругих элементов обеспечивают снижение трудоемкости их изготовлени  путем механической обработки . В предлагаемом инструменте крепление на пресс-штемпеле насадки и пресс-шайбы с помощью ст жного болта более удобно и надежна, чем в прототипе . Выполнение увеличивающегос  к оси инструмента зазора между наружным упругим элементом и конической головкой ст жного болта исключает затекание металла между сопр гающимис  поверхност ми этих деталей. В результате уменьшаетс  усилие отрыва прессшайбы от пресс-остатка и снижаетс  износ инструмента. Увеличивающийс  в сторону пресс-шайбы зазор между каждым упругим элементом и цилиндрическим стержнем ст жного болта исключает образование сжимающих напр жений на поверхности болта и предотвращает его разрушение от знакопеременныхнагрузок , попутно увеличиваетс  и стойкость самих упругих элементов. Использование предлагаемого инструмента позвол ет повысить срок службы пресс-шайбы примерно в два раза. В то же врем  сокращение простоев оборудовани  при замене износившегос  инструмента способствует повышению производительности процесса прессовани . Величину зазоров между упругими , лементами и примыкающими к ним другими детал ми инструментального уга (ст жным болтом, пресс-шайбой) ожно устанавливать посто нной или змен ть в зависимости от намеченного приращени  диаметра торцового упугого элемента при рабочем ходе ресс-штемпел  и дл  обеспечени  своодного выхода его из контейнера при братном ходе. Тем самым исключаетс  арушение сплошности рубашки при братном хоДе пресс-штемпел  и, еле;довательно , улучшаетс  качество прессованных изделий. Предлагаемый инструмент дл  прессовани  выполнен с четырьм  упругими элемента ш. Как показывают расчеты, насадка должна включать в себ  не менее трех упругих элементов. Только торцовый упругий элемент должен иметь регламентированную толщину периферийного ободка, исключающую его быстрый износ от истирани  в непосредственном контактте с полостью контейнера. Толщина остальных упругих элементов, не вступающих в контакт с контейнером , может быть выбрана произвольной причем чем меньше толщина упругого элемента, тем лучше он работает в услови х упругой деформации и тем большее количество этих элементов входа1Т в насадку. Следует отметить также, что выполнение инструмента в виде пресс-шайбы с насадкой не  вл етс  об зательным. Функции пресс-шайбы может выполн ть Сс1ма насадка, устанолвенна  непосредственно на плоском торце прессштемпел  и выполненна  в соответствии с изобретением. Формула изобретени  1. Инструмент дл  прессовани , содержащий заход щий в полость контей- нера пресс-штемпель и соосно установленную на нем пресс-шайбу с насадкой , выполненной в виде нескольких соосно размещенных чашеобразных упругих элементов, сопр женных между собой в центральной части посредством ст жного болта с конической гот ловкой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкоети инструмента, упругие элементы размещены с образованием между ними периферийного зазора и выполнены с переменной увеличивающейс  от центра к периферии толщиной, а поверхности их сопр жени  выполнены коническими с увеличивающимис  в сторону прессшайбы углами их образующих. 2.Инструмент по п.1, о т ли чающийс  тем, что сопр гающа с  с пресс-шайбой поверхность насадки выполнена плоской. 3.Инструмент по ПП.1 и 2, отличающийс  тем, что суммарна  величина периферийных зазоров между упругими элементами равна; . г, -0,008)Д, где Дк - диаметр полости контейнера. 4.Инструмент по п.1, отличающийс  тем, что на обращенной к головке болта поверхности упругого элемента выполнена коническа  впадина с углом наклона ее образующей , меньшим угла наклона образующей конической поверхности головки. 5.Инструмент по п.4, отличающийс  тем, что каждый упругий элемент насадки установлен с зазором по отношению к поверхности ст жного болта, увеличивающимс  в сторону пресс-шайбы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 593766, кл. В 21 С 25/01, 1978.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 595975, кл. В 21 С 25/00, 1976 (прототип).