Устройство непрерывной экструзии

 

Изобретение относится к устройствам для обработки металлов давлением непрерывной экструзией. Устройство непрерывной экструзии содержит вращающееся колесо с кольцевой канавкой. Наружную в радиальном направлении часть канавки ограничивает дугообразный инструмент. Данный инструмент имеет выходное отверстие в насадке матрицы и упорный блок. Блок ограничен упорной поверхностью, поверхностью, образованной шипом, предназначенной для взаимодействия с цилиндрической поверхностью колеса и плоской поверхностью, параллельной и смещенной относительно осевой плоскости, проходящей через ось колеса и удаленной от упорной поверхности, и размещенной таким образом, чтобы взаимодействовать с ответной поверхностью углубления в насадке матрицы. Углубление в насадке матрицы имеет клиновидную форму. Шип снабжен буртиками по бокам. Плоская поверхность, сопрягающаяся с углублением, расположена таким образом, что составляющая усилия, возникающая на упорной поверхности, служащей для вытеснения подаваемого материала из кольцевой канавки к выходному отверстию, при вращении колеса действует в направлении вдавливания упорного блока в клиновидное углубление. Техническим результатом изобретения является минимизация утечек подаваемого материала и удешевление, упрощение, облегчение замены упорного блока устройства. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройству для обработки металлов давлением путем непрерывной экструзии, при котором подаваемый материал вводится в кольцевую канавку во вращающемся колесе с тем, чтобы попасть в проходной канал, образованный канавкой и дугообразным приспособлением, выступающим в канавку.

Заявка на Европатент EP-A-070490 предлагает устройство непрерывной экструзии, состоящее из вращающегося колеса, выполненного с кольцевой канавкой, дугообразного приспособления, ограничивающего наружную в радиальном направлении часть канавки, снабженного выходным отверстием и упорной поверхностью, смещенной от выходного отверстия в направлении вращения колеса.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является устройство непрерывной экструзии, известное из Европейского патента EP 0071490 A1 (B 21 C 23/00; B 21 C 23/21, 09.02.83) (1).

Известное устройство непрерывной экструзии содержит выполненное с возможностью вращения колесо с кольцевой канавкой, дугообразный инструмент, ограничивающий наружную в радиальном направлении часть канавки, имеющий выходное отверстие с насадке матрицы и упорный блок, ограниченный упорной поверхностью, поверхностью, образованной шипом, предназначенной для взаимодействия с цилиндрической поверхностью колеса с кольцевой канавкой, и плоской поверхностью, параллельной и смещенной относительно осевой плоскости, проходящей через ось колеса и удаленной от упорной поверхности, и размещенной таким образом, чтобы взаимодействовать с ответной поверхностью углубления в насадке матрицы.

Однако в вышеописанной конструкции устройства наблюдается утечка подаваемого материала.

Ближайшим аналогом по технической сущности и наибольшему количеству существенных признаков, сходных с заявленным вторым объектом, может быть выбран упорный блок устройства непрерывной экструзии, известный из публикации (1).

Известный упорный блок ограничен упорной поверхностью, поверхностью, образованной шипом, предназначенной для взаимодействия с цилиндрической поверхностью колеса с кольцевой канавкой, и плоской поверхностью, параллельной и смещенной относительно осевой плоскости, проходящей через ось колеса и удаленной от упорной поверхности, и размещенной таким образом, чтобы взаимодействовать с ответной поверхностью углубления в насадке матрицы, ограничивающим наружную в радиальном направлении часть канавки. В данной конструкции упорный блок составляет единое целое с насадкой матрицы, что затрудняет его замену. Кроме того, вышеописанный упорный блок характеризуется трудоемкостью изготовления, а следовательно повышенной стоимостью.

В основу изобретения положена задача создать устройство непрерывной экструзии, которое минимизировало бы утечки подаваемого материала, а также разработать упорный блок, который был бы дешевле и проще и замена которого была бы заметно облегчена.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве непрерывной экструзии, содержащем выполненное с возможностью вращения колесо с кольцевой канавкой, дугообразный инструмент, ограничивающий наружную в радиальном направлении часть канавки, имеющий выходное отверстие в насадке матрицы и упорный блок, ограниченный упорной поверхностью, поверхностью, образованной шипом, предназначенной для взаимодействия с цилиндрической поверхностью колеса с кольцевой канавкой, и плоской поверхностью, параллельной и смещенной относительно осевой плоскости, проходящей через ось колеса и удаленной от упорной поверхности, и размещенной таким образом, чтобы взаимодействовать с ответной поверхностью углубления в насадке матрицы, согласно изобретению углубление в насадке матрицы имеет клиновидную форму, шип снабжен буртиками по бокам, а плоская поверхность, сопрягающаяся с углублением, расположена таким образом, что составляющая усилия, возникающая на упорной поверхности, служащей для вытеснения подаваемого материала из кольцевой канавки к выходному отверстию, при вращении колеса действует в направлении вдавливания упорного блока в клиновидное углубление.

Предпочтительно, когда часть упорной поверхности лежит в плоскости, слегка отклоненной от осевой плоскости. Не менее предпочтительно, когда основание упорной поверхности сужается для взаимодействия с дополняющей поверхностью углубления. Необходимо, чтобы шип на упорном блоке имел линейную форму.

Целесообразно в упорном блоке предусмотреть охлаждающие каналы, совпадающие с охлаждающими проходами, проходящими через насадку матрицы. Рекомендуется в колесе дополнительно выполнить множество канавок, а упорный блок дополнительно снабдить соответствующим числом шипов, образующим множество отдельных поверхностей, разделенных буртиками, прилегающими к упорным поверхностям, для взаимодействия с цилиндрической поверхностью колеса.

Поставленная задача решается также тем, что упорный блок устройства непрерывной экструзии, ограниченный упорной поверхностью, поверхностью, образованной шипом, предназначенной для взаимодействия с цилиндрической поверхностью колеса с кольцевой канавкой, и плоской поверхностью, параллельной и смещенной относительно осевой плоскости, проходящей через ось колеса и удаленной от упорной поверхности, и размещенной таким образом, чтобы взаимодействовать с ответной поверхностью углубления в дугообразном инструменте, ограничивающим наружную в радиальном направлении часть канавки, согласно изобретению используется в устройстве непрерывной экструзии, шип снабжен буртиками по бокам, а плоская поверхность, сопрягающаяся с углублением, расположена таким образом, что составляющая усилия, возникающая на упорной поверхности, служащей для вытеснения подаваемого материала из кольцевой канавки к выходному отверстию, при вращении колеса действует в направлении вдавливания упорного блока в клиновидное углубление.

Ниже приведено описание изобретения на примерах с ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых: на фиг. 1 показано изображение устройства непрерывной экструзии в разрезе по центральной плоскости сбоку; на фиг. 2 показана часть фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 3 показано изображение с торца насадки матрицы, входящей в состав устройства, в разрезе, выполненном на линии III-III на фиг. 2; на фиг. 4 показан ломаный поперечный разрез по линии IV-IV на фиг. 2; на фиг. 5 показан ломаный поперечный разрез по линии V-V на фиг. 2.

Как показано на фиг. 1, устройство непрерывной экструзии включает колесо с кольцевой канавкой, установленное на горизонтальном приводном валу 4, опирающемся на подшипники (не показано). Дугообразное приспособление 6 расположено в колодке 8, установленной на оси 10, параллельной горизонтальному приводному валу 4, и упирается в упор 12, прилегающий к колесу 2 над приводным валом 4 с помощью гидроцилиндра 14, упирающегося в уступ 16, выполненный на колодке. Опорный шток 18 обеспечивает поворот колодки 8, совмещая или разобщая ее с колесом 2. Приспособление содержит вкладыш колодки 20, насадку матрицы 22 и упорный блок 23, размещенный в колодке 8 в совмещении с колесом. Вкладыш колодки 20 при прилегании колодки к упору 12 служит для того, чтобы закрывать прилегающую часть кольцевой канавки в колесе при вращении колеса относительно вкладыша колодки. Насадка матрицы 22 при вращении колеса относительно вкладыша служит продолжением вкладыша.

Насадка матрицы 22 служит продолжением вкладыша колодки 20, закрывая при этом прилегающую вращающуюся часть кольцевой канавки. Упорный блок 24 входит в кольцевую канавку 26, перекрывая канавку, вызывая смещение подаваемого материала из канавки 26 через выходное отверстие 28 и осуществляя экструзию.

Как показано в увеличенном масштабе на фиг. 2, 3, 4 и 5, упорный блок 24 расположен в соответствующем углублении 30 в насадке матрицы 22 и имеет клинообразную форму с прямоугольным поперечным сечением в плоскости, параллельной осевой плоскости колеса. Таким образом, упорный блок 24 имеет поверхности 34, 36 против поверхностей 38, 40 углубления 30 прямоугольной формы. Прилегающий к колесу 2 упорный блок 24 обычно имеет прямоугольное поперечное сечение и поверхность 42 с центральным шипом 44 с двумя плоскими буртиками 46 по сторонам.

Торец шипа 44, примыкающего к выходному отверстию 28, образует упорную поверхность 48, соответствующую канавке 26 в колесе 2. С задней стороны упорной поверхности 48 шип 44 и буртики 46, имеющие линейную форму, отклоняются от цилиндрической поверхности 50 колеса, идущей по сторонам канавки 26 и от дна канавки. Выходное отверстие 28 имеет центральную ось, лежащую в осевой плоскости колеса. Поверхность 40 углубления 30 лежит в плоскости, параллельной плоскости центральной оси выходного отверстия 28 таким образом, что составляющая усилий, возникающих на упорной поверхности 48, служит для вытеснения подаваемого материала из канавки 26 в выходное отверстие 28 при вращении колеса 2, воздействующем на поверхность 40 в направлении, проталкивающем упорный блок 24 в клиновидное углубление 30.

Основание 49 упорной поверхности 48 сужается, чтобы во взаимодействии с дополняющей поверхностью 50 углубления 30 облегчить ввод упорного блока 24 в углубление 30 и его извлечение.

Устройство облегчает подачу охлаждающего агента в каналы (не показаны) в упорном блоке 24, совмещенные с каналами 58, 60 в насадке матрицы 22, связанными с источником подачи охладителя. Поскольку поверхность 34 упорного блока 24 плотно сопряжена с поверхностью 38 углубления 30, утечка охладителя незначительна.

Необходимо отметить, что в устройстве непрерывной экструзии, в котором колесо 2 выполнено со множеством кольцевых канавок 26 в обычной насадке матрицы 22, применяются либо отдельные упорные блоки 24, которые, как описано выше, могут быть расположены в соответствующих углублениях 30 в насадке матрицы 22, совпадая с соответствующими канавками 26, либо один упорный блок со множеством шипов 44 во взаимодействии с соответствующими канавками и буртиками 46, образованными как промежуточные направляющие взаимодействующих шипов, прилегающих к упорным поверхностям 48 с цилиндрической поверхностью 52 колеса, могут быть расположены в углублении нужной ширины в насадке матрицы. В таких устройствах упорные поверхности 48 могут быть выполнены с небольшим угловым смещением, чтобы дать начало компенсирующему компоненту усилия, противодействующему усилиям, возникающим в результате смещения упорных блоков от центральной плоскости колеса.

До настоящего времени в устройстве непрерывной экструзии упорные блоки закрепляли на болтах или другими способами на колодке 8, с поверхностью цилиндрической формы, соответствующей цилиндрической поверхности колеса, и прилегающей к колесу 2. Контактное усилие между таким упорным блоком и колесом 2 полностью зависит от усилия, которое главный гидроцилиндр 14 прикладывает к колодке 8 с целью ограничения утечки подаваемого материала через упорную часть. Кроме того, в результате требующейся выпуклой цилиндрической формы грани, такой упорный блок относительно дорог в производстве. В случае необходимости замены такого упорного блока весь комплект дугообразного приспособления требует демонтажа, поскольку упорный блок встроен в колодку.

В сравнении с упорным блоком, применявшимся ранее, упорный блок 24 согласно настоящему изобретению относительно дешевле и проще в изготовлении. Так как упорный блок 24 просто помещается в колодку 30, замена может осуществляться, не затрагивая других узлов приспособления. Более того, за счет компоновки приспособления таким образом, чтобы оси углубления 30 и формы упорного блока 24 совпадали для создания составляющей усилий противодействия с тем, чтобы упорный блок 24 вдавливался в клинообразное углубление 30, достигается уменьшение утечки сырья через упор без необходимости увеличения нагрузки, прилагаемой главным гидроцилиндром 14 к колодке 8.

Необходимо учесть, что изобретение включает также упорный блок 24 согласно приведенному выше описанию.

Формула изобретения

1. Устройство непрерывной экструзии, содержащее выполненное с возможностью вращения колесо с кольцевой канавкой, дугообразный инструмент, ограничивающий наружную в радиальном направлении часть канавки, имеющий выходное отверстие в насадке матрицы и упорный блок, ограниченный упорной поверхностью, поверхностью, образованной шипом, предназначенной для взаимодействия с цилиндрической поверхностью колеса с кольцевой канавкой, и плоской поверхностью, параллельной и смещенной относительно осевой плоскости, проходящей через ось колеса и удаленной от упорной поверхности, и размещенной таким образом, чтобы взаимодействовать с ответной поверхностью углубления в насадке матрицы, отличающееся тем, что углубление в насадке матрицы имеет клиновидную форму, шип снабжен буртиками по бокам, а плоская поверхность, сопрягающаяся с углублением, расположена таким образом, что составляющая усилия, возникающая на упорной поверхности, служащей для вытеснения подаваемого материала из кольцевой канавки к выходному отверстию, при вращении колеса действует в направлении вдавливания упорного блока в клиновидное углубление.

2. Устройство непрерывной экструзии по п.1, отличающееся тем, что часть упорной поверхности лежит в плоскости, слегка отклоненной от осевой плоскости.

3. Устройство непрерывной экструзии по п.2, отличающееся тем, что основание упорной поверхности сужается для взаимодействия с дополняющей поверхностью углубления.

4. Устройство непрерывной экструзии по пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что шип на упорном блоке имеет линейную форму.

5. Устройство непрерывной экструзии по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что в упорном блоке предусмотрены охлаждающие каналы, совпадающие с охлаждающими проходами, проходящими через насадку матрицы.

6. Устройство непрерывной экструзии по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что в колесе дополнительно выполнено множество канавок, а упорный блок дополнительно снабжен соответствующим числом шипов, образующих множество отдельных поверхностей, разделенных буртиками, прилегающими к упорным поверхностям, для взаимодействия с цилиндрической поверхностью колеса.

7. Упорный блок устройства непрерывной экструзии, ограниченный упорной поверхностью, поверхностью, образованной шипом, предназначенной для взаимодействия с цилиндрической поверхностью колеса с кольцевой канавкой, и плоской поверхностью, параллельной и смещенной относительно осевой плоскости, проходящей через ось колеса и удаленной от упорной поверхности, и размещенной таким образом, чтобы взаимодействовать с ответной поверхностью углубления в дугообразном инструменте, ограничивающем наружную в радиальном направлении часть канавки, отличающийся тем, что используется в устройстве непрерывной экструзии по любому из предыдущих пунктов, шип снабжен буртиками по бокам, а плоская поверхность, сопрягающаяся с углублением, расположена таким образом, что составляющая усилия, возникающая на упорной поверхности, служащей для вытеснения подаваемого материала из кольцевой канавки к выходному отверстию, при вращении колеса действует в направлении вдавливания упорного блока в клиновидное углубление.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5