Способ выдавливания малопластичных материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при выдавливании малопластичных материалов. Размещенную в матрице заготовку выдавливают рабочим пуансоном через очко матрицы. Одновременно с началом выдавливания заготовки начинают подачу смазки в очаг пластической деформации посредством вспомогательных пуансонов. Вспомогательные пуансоны радиально расположены относительно рабочего пуансона и входят в отверстия матрицы, в которых расположена смазка. Вспомогательные пуансоны выдавливают смазку из упомянутых отверстий через выполненные в матрице каналы в очаг пластической деформации. Давление смазки обеспечивают не ниже предела текучести материала заготовки. В результате отсутствуют участки сухого трения в очке матрицы, что позволяет устранить задиры и налипание заготовки на матрицу. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при холодном или горячем выдавливании малопластичных материалов, например при изготовлении заготовок под штамповку лопаток из титановых сплавов.

Известен способ прессования заготовок, при котором заготовку помещают в контейнер для прессования с уже нанесенным слоем смазки, осуществляют деформацию, причем в очаге пластической деформации поддерживают температуру, равную температуре плавления смазки (Патент на изобретение РФ №2440864 от 08.07.2010, МПК B21J 5/04, В21С 23/32, опубл. 27.01.2012 бюл. №3).

Недостатками данного способа является ограниченная область применения, связанная с необходимостью поддерживать определенную температуру в зоне деформации для каждого конкретного вида смазки, а также возможность регулирования количества смазки в очаге деформации.

Наиболее близким является способ выдавливания малопластичных материалов, при котором заготовку помещают в контейнер, выдавливают ее рабочим пуансоном через очко матрицы с использованием смазки (Описание к авторскому свидетельству №129467, МПК B21J 3/00, д.п. 06.11.1959).

Недостатками данного способа является невозможность регулирования давления и объема смазки в очаге деформации, и возможность появления участков сухого трения между матрицей и заготовкой, что приводит к износу матрицы и появлению задиров и налипанию металла на очко матрицы, и, следовательно, получение бракованной заготовки под последующую штамповку.

Известно устройство для выдавливания тугоплавких и малопластичных материалов, которое содержит пуансон, матрицу, контейнер (Перлин И.Л. Теория прессования металлов. / И.Л. Перлин, Л.Х. Райтбарг. - М: Металлургия, 1975. - 448 с., Стр. 17-19).

Недостатками данного устройства является наличие участков сухого трения в очаге деформации, что приводит к получению бракованного изделия.

Наиболее близким является устройство для выдавливания малопластичных материалов, содержащее рабочий пуансон, контейнер, в который установлена матрица, снабженная каналами для подвода смазки в очаг пластической деформации (Авторское свидетельство №455789 от 31.03.1972, опубл. 05.01.1974, МПК B21J 5/04, В21С 25/02, B21J 13/02).

Недостатком данного устройства является сложность регулирования давления смазки, что не обеспечивает условия смазки в процессе выдавливания.

Техническим результатом, на который направлено изобретение, является возможность регулирования подачи смазки в зону деформирования, благодаря чему отсутствуют участки сухого трения в очке матрицы, и повышение качества получаемой выдавленной заготовки за счет устранения задиров и налипания заготовки на матрицу.

Технический результат достигается тем, что в способе выдавливания малопластичных материалов, при котором заготовку помещают в контейнер, выдавливают ее рабочим пуансоном через очко матрицы с использованием смазки, в отличие от известного смазка осуществляется при помощи вспомогательных пуансонов, радиально расположенных относительно рабочего пуансона, которые входят в отверстие матрицы, выдавливая смазку через каналы в очаг пластической деформации одновременно с началом выдавливания заготовки, причем давление смазки должно быть не ниже предела текучести материала заготовки.

В устройстве для выдавливания тугоплавких и малопластичных материалов, содержащем рабочий пуансон, контейнер, в который установлена матрица, снабженная каналами для подвода смазки в очаг пластической деформации, в отличие от известного дополнительно содержатся по меньшей мере два вспомогательных пуансона, расположенных радиально от рабочего пуансона, которые выдавливают смазку через отверстия в матрице, соединенные с каналами для подвода смазки в очаг пластической деформации. Каналы для подвода смазки в очаг пластической деформации выполнены под углом 1-90° относительно оси выдавливания.

Сущность изобретения поясняется чертежами: Фиг. 1 - общий вид устройства для осуществления способа, Фиг. 2 - заготовка под штамповку лопатки, полученная данным способом.

Способ осуществляется следующим образом.

Заготовку 1, выполненную из малопластичного материала, помещают в матрицу 2. Затем выдавливают ее через очко 3 матрицы 2 рабочим пуансоном 4. Одновременно с началом выдавливания заготовки 1 на нее наносят смазку 5. Смазку осуществляют при помощи вспомогательных пуансонов 6, радиально расположенных относительно рабочего пуансона 4. Вспомогательные пуансоны 6 входят в отверстия 7 матрицы 2, выдавливая смазку 5 через каналы 6 в очаг пластической деформации одновременно с началом выдавливания заготовки 1. Причем давление смазки 5 должно быть не ниже предела текучести материала заготовки 1.

Для осуществления данного способа предлагается устройство.

Устройство для выдавливания малопластичных материалов содержит рабочий пуансон 4, контейнер 9, в который установлена матрица 2, снабженная каналами 6 для подвода смазки 5 в очаг пластической деформации.

Дополнительно устройство содержит по меньшей мере два вспомогательных пуансона 6. Вспомогательные пуансоны 6 расположены радиально от рабочего пуансона 4, и выдавливают смазку 5 через отверстия 7 в матрице 2. Отверстия 7 в матрице 2 соединены с каналами 8 для подвода смазки 5 в очаг пластической деформации.

Каналы 8 для подвода смазки 5 в очаг пластической деформации выполнены под углом 1-90° относительно оси выдавливания.

Устройство работает следующим образом.

При включении траверсы пресса (не показана) нижняя плита 10 с установленными на ней рабочим пуансоном 4 и вспомогательными пуансонами 6 движется вниз. При этом рабочий пуансон 4 начинает выдавливать заготовку 1, установленную в матрице 2 через очко 3. Вспомогательные пуансоны 6 входят в отверстия 7 матрицы 2. Одновременно с началом выдавливания заготовки 1 вспомогательные пуансоны 6 начинают выдавливать смазку 5 из отверстий 7 через каналы 8 в очаг пластической деформации.

Таким образом, осуществляется непрерывная смазка заготовки в процессе выдавливания, обеспечивая при этом отсутствие участков сухого трения в очке матрицы, и повышение качества получаемой выдавленной заготовки за счет устранения задиров и налипания заготовки на матрицу.

Благодаря тому, что в способе выдавливания малопластичных материалов, при котором заготовку помещают в контейнер, выдавливают ее рабочим пуансоном через очко матрицы с использованием смазки, смазку осуществляют при помощи вспомогательных пуансонов, радиально расположенных относительно рабочего пуансона, которые входят в отверстие матрицы, выдавливая смазку через каналы в очаг пластической деформации одновременно с началом выдавливания заготовки, причем давление смазки должно быть не ниже предела текучести материала заготовки и благодаря устройству для выдавливания малопластичных материалов, содержащем рабочий пуансон, контейнер, в который установлена матрица, снабженная каналами для подвода смазки в очаг пластической деформации, дополнительно содержатся по меньшей мере два вспомогательных пуансона, расположенных радиально от рабочего пуансона, которые выдавливают смазку через отверстия в матрице, соединенные с каналами для подвода смазки в очаг пластической деформации, каналы для подвода смазки в очаг пластической деформации выполнены под углом 1-90° относительно оси выдавливания достигается возможность регулирования подачи смазки в зону деформирования, благодаря чему отсутствуют участки сухого трения в очке матрицы, и повышение качества получаемой выдавленной заготовки за счет устранения задиров и налипания заготовки на матрицу.

Пример реализации изобретения.

Заготовку из титанового материала (ВТ6) помещают в матрицу. Устройство, установленное на гидравлический пресс усилием 630 МН, и заготовку нагревают до температуры штамповки 930°C с созданием изотермических условий. В отверстия в матрице поступает из накопителей (не показаны) смазка (например, ЭВТ-24). При включении пресса нижняя плита устройства начинает движение вниз, причем рабочий пуансон выдавливает заготовку, а вспомогательные пуансоны одновременно выдавливают смазку в очаг пластической деформации. После окончания выдавливания заготовку из матрицы удаляют с помощью выталкивателя. В результате такого выдавливания получили заготовку (Фиг. 2) под штамповку лопатки без задиров и не требующей дополнительной механической обработки.

1. Способ выдавливания малопластичных материалов, включающий размещение заготовки в матрице и выдавливание ее рабочим пуансоном через очко матрицы с использованием смазки, отличающийся тем, что смазку подают в очаг пластической деформации заготовки посредством вспомогательных пуансонов, которые радиально расположены относительно рабочего пуансона и входят в отверстия матрицы с размещенной в них смазкой, при этом одновременно с началом выдавливания заготовки рабочим пуансоном начинают выдавливание смазки вспомогательными пуансонами из упомянутых отверстий матрицы через выполненные в ней каналы для подвода смазки в очаг пластической деформации заготовки, причем обеспечивают давление смазки не ниже предела текучести материала заготовки.

2. Устройство для выдавливания малопластичных материалов, содержащее рабочий пуансон, контейнер, в котором установлена матрица, выполненная с очком и каналами для подвода смазки в очаг пластической деформации заготовки, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере двумя вспомогательными пуансонами, радиально расположенными относительно рабочего пуансона и выполненными с возможностью выдавливания в очаг пластической деформации заготовки смазки из выполненных в матрице отверстий, соединенных с упомянутыми каналами для подвода смазки.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каналы для подвода смазки в очаг пластической деформации заготовки расположены под углом 1-90° к оси выдавливания.