Устройство для взрывного равноканального углового прессования заготовок

Авторы патента:

B21J5/04 - с использованием непосредственного воздействия давления пневмо-гидравлической среды или энергии взрыва

B21C23/18 - импульсным экструдированием

Владельцы патента RU 2431537:

Учреждение РАН "Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН" (RU)

Изобретение относится к обработке материалов давлением, а именно к устройствам для упрочнения металлов в процессе обработки. Устройство содержит составную матрицу с двумя пересекающими каналами и пуансон. Устройство дополнительно имеет крышку с размещенным в ней бойком, контейнер для размещения порохового заряда с пистоном, блок с пружинно-возвратным механизмом и газоотводящими каналами, корпус с центральным вертикальным каналом и гаситель динамического удара пуансона в верхней части вертикального канала упомянутой составной матрицы. Указанные элементы соединены между собой по типу «ласточкин хвост» и закреплены болтовым соединением, при этом имеют сквозное отверстие для центрирования. В результате обеспечивается формирование ультрамелкозернистой структуры в металлах и сплавах. 1 ил.

Изобретение относится к обработке материалов давлением, а именно к устройствам для упрочнения металлов в процессе обработки.

Известно устройство для интенсивной пластической деформации материалов давлением, содержащее матрицу с расположенными в ней двумя пересекающимися каналами [Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. - М.: Логос, 2000. - С.13, рис.1.1,б].

Данное устройство имеет ограниченные технологические возможности, обусловленные низкой скоростью деформирования и выражающиеся в недостаточной эффективности обработки и невозможности достижения высоких степеней пластических деформаций.

Известное устройство для динамической обработки материалов, выбранное в качестве прототипа, содержит пороховую пушку с размещенным в ее стволе пуансоном, составную из двух частей матрицу с двумя пересекающимися под углом 90° каналами [RU 2283717 C2, 20.09.2006, с.4].

Недостатками известного технического решения являются громоздкость, сложность оборудования в технологическом и аппаратурном исполнении.

Задачей изобретения является разработка эффективного компактного устройства для равноканального углового прессования заготовок, обеспечивающего формирование ультрамелкозернистой структуры в металлах и сплавах за счет интенсивной пластической деформации.

Поставленная задача достигается тем, что устройство, содержащее составную матрицу с двумя пересекающими каналами и пуансон, согласно изобретению дополнительно имеет крышку с размещенным в ней бойком, контейнер для размещения порохового заряда с пистоном, блок с пружинно-возвратным механизмом и газоотводящими каналами, корпус с центральным вертикальным каналом и гаситель динамического удара пуансона в верхней части вертикального канала составной матрицы с двумя пересекающими каналами, закрепленные между собой по типу «ласточкин хвост» и болтовым соединением, а также имеющие сквозное отверстие для центрирования.

Предложенная конструкция устройства для взрывного равноканального углового прессования заготовок с возможностью взрывного прессования заготовки в матрице с двумя каналами, возвратным механизмом, газоотводящими каналами, надежным крепежным устройством его частей способствует достижению наибольшего эффекта в повышении интенсивности пластических деформаций заготовки и многократной ее обработки.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство для взрывного равноканального углового прессования заготовок отличается наличием крышки с размещенным в ней бойком, контейнера для размещения порохового заряда с пистоном, блока с пружинно-возвратным механизмом и газоотводящими каналами, корпуса с центральным вертикальным каналом и гасителя динамического удара пуансона в верхней части вертикального канала составной матрицы с двумя пересекающими каналами, закрепленных между собой по типу «ласточкин хвост» и болтовым соединением, а также имеющих сквозное отверстие для центрирования, что обеспечивает монтаж и демонтаж устройства, высокую интенсивность пластической деформации материала заготовки.

Схема заявляемого устройства для взрывного равноканального углового прессования заготовок представлена на чертеже.

Устройство для взрывного равноканального углового прессования заготовок содержит боек 1, крышку 2 с центральным отверстием для бойка, контейнер 3 с центральной полостью 4 для размещения порохового заряда и пистона (не показан), блок 6 с размещенными в его центральном вертикальном канале спиральной пружиной 7 и двумя горизонтальными газоотводящими каналами 8, корпус 9 с вертикальным каналом и матрицу 12 с вертикальным 11 и горизонтальным 13 каналами, а также кольцевой резиновой подошвой 10 для остановки и гашения динамического удара пуансона. При этом все части устройства центрируются по сквозному отверстию 14, закрепляются между собой по способу «ласточкин хвост» 15 и болтовым соединением 16.

Устройство работает следующим образом.

Последовательно выполняют сборку устройства, производя на каждом этапе центрирование частей и размещая детали устройства. В вертикальный канал 11 составной матрицы 12 с кольцевой резиновой подошвой 10 устанавливают заготовку, в вертикальный канал устройства устанавливают пуансон 5 с закрепленной на нем пружиной 7, полость 4 контейнера 3 заполняют порохом, вставляют пистон, закрывают крышку 2, затягивают болты и устанавливают боек 1. При ударе бойка 1 о пистон образующаяся искра воспламеняет порох, под воздействием давления порохового газа пуансон 5 и заготовка разгоняются, газ удаляется через каналы 8, заготовка продавливается в горизонтальный канал 13, испытывая в месте пересечения каналов 11 и 13 сдвиговую деформацию, после ударения плечика пуансона о подошву 10 пуансон 5 под воздействием пружины 7 возвращается в исходное положение.

Устройство для взрывного равноканального углового прессования заготовок, содержащее составную матрицу с двумя пересекающими каналами и пуансон, отличающееся тем, что оно дополнительно имеет крышку с размещенным в ней бойком, контейнер для размещения порохового заряда с пистоном, блок с пружинно-возвратным механизмом и газоотводящими каналами, корпус с центральным вертикальным каналом и гаситель динамического удара пуансона в верхней части вертикального канала упомянутой составной матрицы, которые соединены между собой по типу «ласточкин хвост» и закреплены болтовым соединением, при этом имеют сквозное отверстие для центрирования.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении кольцевых заготовок. .

Способ динамической обработки материалов // 2283717

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к упрочнению металлов пластическим деформированием. .

Способ прессования прямоугольных профилей из алюминиевых сплавов и матрица для реализации данного способа // 2255823

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способам прессования профилей из сплавов на основе алюминия и конструкциям прессового инструмента.

Устройство для осадки заготовки // 2179905

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть применено при промышленном производстве поковок, имеющих отношение длины к диаметру 3 и более, а также при определении физико-механических характеристик материалов.

Способ прессования труб на жесткой оправке и устройство для его осуществления // 2123900

Изобретение относится к обработке металлов давлением, преимущественно к прессованию трубчатых заготовок на жесткой профильной оправке. .

Устройство для прессования полых изделий // 2096108

Способ гидропрессования точных профилей из сплавов цветных и благородных металлов // 2084304

Изобретение относится к обработке материалов давлением, в частности к способам гидропрессования (гидроэкструзии) точных профилей. .

Способ изготовления полых изделий с внутренним профилем и устройство для его осуществления // 2074042

Установка для гидромеханического формообразования деталей // 2052308

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при гидромеханическом формообразовании (ГМФО) прецизионных деталей машин отраслей машиностроения и точных полуфабрикатов черной и цветной металлургии, повышенных мехсвойств и коэффициента использования металла литой, а не предварительно деформированной исходной заготовки.

Способ формообразования труб и полых профилей // 2045367

Изобретение относится к обработке металлов и других материалов высоким давлением, в частности к способам производства готовых изделий, в данном случае труб и полых профилей, путем механического воздействия на заготовку в условиях ее всестороннего обжатия пластифицирующей жидкостью высокого давления с последующей экструзией материала заготовки через отверстие матрицы и образованием готового изделия.

Способ динамической обработки материалов // 2283717

Способ изготовления профилей из электропроводящих материалов и устройство для его осуществления // 2245205

Изобретение относится к обработке металлов давлением. .

Способ изготовления профилей и труб // 106011

Получаемая прессованием ударным выдавливанием алюминиевая бутылка с резьбой на горлышке, изготавливаемая из рециклированного алюминия и усиленных сплавов // 2642231

Изобретение относится к способам получения металлической бутылки с горлышком с резьбой. Способ производства изготавливаемой прессованием путем ударного выдавливания металлической бутылки с резьбой для напитков включает получение заготовки из алюминиевого сплава, смешанного из скрапа алюминиевого сплава и относительно чистого алюминиевого сплава, при этом указанный скрап алюминиевого сплава содержит: между около 0,20 мас. % и около 0,32 мас. % Si, между около 0,47 мас. % и около 0,59 мас. % Fe, между около 0,10 мас. % и около 0,22 мас. % Cu, между около 0,78 мас. % и около 0,90 мас. % Mn, между около 0,54 мас. % и около 0,66 мас. % Mg, между около 0,06 мас. % и около 0,18 мас. % Zn, между около 0,00 мас. % и около 0,08 мас. % Cr, между около 0,00 мас. % и около 0,08 мас. % Ti, деформирование указанной заготовки в предпочтительную форму способом прессования - ударным выдавливанием для образования указанной металлической бутылки и образование резьбы на участке горлышка указанной металлической бутылки. Указанная резьба выполнена с возможностью принятия резьбовой крышки, которая по выбору может быть открыта и закрыта после наполнения металлической бутылки напитком. Технической результат заключается в получении заготовки бутылки с прочностными характеристиками, достаточными, чтобы сделать возможным нарезание резьбы на горлышке бутылки, предназначенной для навинчивания на такое снабженное резьбой горлышко резьбовой крышки. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 табл., 13 ил.

Способ полунепрерывного гидромеханического прессования заготовок // 2440864

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении профилей полунепрерывным гидромеханическим прессованием заготовок из труднодеформируемых и структурно-неоднородных материалов

Способ изготовления трубы для технологических нужд нефтяных скважин // 2464327

Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления насосно-компрессорных труб с высаженными наружу концами (НКТ-В) и бурильных труб из легированных конструкционных сталей

Способ термомеханической обработки трубы // 2500821

Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления и ремонта насосно-компрессорных труб (НКТ). Для обеспечения высокого комплекса прочностных свойств и мелкозернистой однородной структуры концы труб нагревают до Ас3+(180÷230)°C, затем фиксируют трубу одновременно в двух местах: в матрице и с помощью зажима на расстоянии 500÷4500 мм от высаживаемого конца трубы. Высадку каждого конца трубы проводят за один проход пуансона на горизонтально-ковочной машине со степенью деформации от 20 до 67% и охлаждают на воздухе до комнатной температуры. После охлаждения трубу подвергают отпуску путем электроконтактного нагрева всего объема трубы до 200-300°C. 1 табл., 1 пр.

Способ гидромеханического прессования прутковых изделий // 2623528

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для производства осесимметричных прутковых изделий гидромеханическим прессованием. Способ включает выдавливание осесимметричной прутковой заготовки, помещенной в контейнер, через коническую матрицу воздействием на задний конец заготовки пуансоном усилием Р. Предельное соотношение длины lпр заготовки и диаметра заготовки d0 определяют из условия сохранения устойчивости заготовки по формуле: где Е - модуль упругости материала заготовки, МПа, - коэффициент вытяжки при прессовании, d0, d1 - диаметр заготовки и диаметр изделия после прессования соответственно, мм, σs - сопротивление деформации прессуемого материала, МПа, αм - угол наклона образующей матрицы к оси прессования, град, - коэффициент трения в очаге деформации. Технический результат заключатся в возможности определения предельных соотношений длины и диаметра заготовки из условия сохранения устойчивости заготовки при воздействии осевого усилия с учетом технологических параметров процесса пластического деформирования. 1 ил., 1 пр.