Устройство для формоизменения оболочки типа "стакан" магнитно-импульсной штамповкой
Владельцы патента RU 2743270:
Публичное акционерное общество "Императорский Тульский оружейный завод" (ПАО "Императорский Тульский оружейный завод") (RU)
Изобретение относится к обработке металлов давлением импульсным магнитным полем металлических оболочек. Устройство для формоизменения оболочки типа «стакан» магнитно-импульсной штамповкой содержит опорную пластину с центральным резьбовым отверстием и цилиндрический индуктор, в котором опорная пластина зафиксирована вертикально каркасной трубчатой опорой с прямоугольным сечением, жестко соединенной с прямоугольным основанием, которое жестко соединено с опорной пластиной. На опорной пластине соосно центральному резьбовому отверстию закреплена обжимная оправка. Во внутренней цилиндрической полости обжимной оправки размещена по скользящей посадке выталкивающая втулка и зафиксирована цилиндрическим выступом составная оправка, которая выполнена в виде втулки из двух соединенных половинок. В опорной пластине в центральное резьбовое отверстие насквозь вкручена ось съемника, на которой зафиксирована через соосное центральное отверстие выталкивающая втулка. Составная оправка установлена по скользящей посадке. С одной стороны оси съемника закреплена ручка съемника, с другой стороны - наконечник съемника. Обжимная оправка размещена внутри полости цилиндрического индуктора с зазором. В результате обеспечивается расширение технологических возможностей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к обработке металлов давлением импульсным магнитным полем металлических оболочек по схеме «обжим».
Для обжима металлических оболочек способом магнитно-импульсной штамповки используются устройства, приведенные в (Ковка и штамповка: Справочник: В 4 т. Т. 4. Листовая штамповка / Под общ. Ред. С.С. Яковлева: ред. совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2010. 732 с., см. стр. 356, 357, рис. 6 и рис. 8), А.К. Талалаев «Индукторы и установки для магнитно-импульсной обработки металлов» НТЦ «ИНФОРМТЕХНИКА» 1992 г. - 143 с. - с. 95, рис. 4.5). Устройства имеют токоподводы, межвитковую изоляцию, спираль индуктора, бандаж, крепежные элементы.
Недостатком известных устройств является невозможность выполнения операции «обжим» в том случае, когда заданы точные размеры входа и выхода на изначальный диаметр.
Для выполнения данной операции возможно использование концентраторов напряжения, описанных в литературе (например, «Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов» И.В. Белый, С.М. Фертик, Л.Т. Хименко. - Харьков: Вища школа, 1977. - 168 с. - с. 101, рис. 54, с. 111, рис. 61, А.К. Талалаев «Индукторы и установки для магнитно-импульсной обработки металлов» НТЦ «ИНФОРМТЕХНИКА» 1992 г. - 143 с. - с. 129, рис. 5.13, В.А. Глущенков «Индукторы для магнитно-импульсной обработки материалов»: учебное пособие/В.А. Глущенков. - Самара: Издательство «Учебная литература», 2013. - 148 с. - с. 74, рис. 7.7).
Недостатком в применении концентраторов является сложность и высокая стоимость их изготовления, рассеивание магнитного поля при разряде, а как следствие, потеря энергии установки, что влечет за собой необходимость изготовления более мощного и дорогостоящего индуктора, что в конечном итоге повышает себестоимость изготовления выпускаемых изделий.
Известно устройство для магнитно-импульсной обработки цилиндрических деталей, принятое за прототип (патент N 2660500), устройство содержит также медные кольцевые электроды, нижнюю плиту из электроизоляционного материала размещенный между опорными пластинами цилиндрический индуктор, соосно установленную с индуктором втулку из упругого материала и размещенный между ними метаемый элемент цилиндрической формы.
Недостатком данного устройства является малая зона деформирования, отсутствие матрицы, по которой производится обжим, вследствие чего невозможность выполнения точных размеров выхода на изначальный диаметр. Так же, учитывая, что метаемые элементы имеют зазор между собой, при обжиме может оставаться след на внешней поверхности обрабатываемой заготовки. Кроме того, данное устройство не предназначено для изготовления на нем деталей типа «стакан».
Технической задачей является расширение технологических возможностей применения для магнитно-импульсной обработки при выполнении обжима деталей типа «стакан» из алюминиевых сплавов с точными размерами входа и выхода в изначальный диаметр заготовки в условиях мелкосерийного и серийного производства.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство для формоизменения оболочки типа «стакан» магнитно-импульсной штамповкой, содержащее опорную пластину с центральным резьбовым отверстием и цилиндрический индуктор, в котором опорная пластина зафиксирована вертикально каркасной опорой с трубчато-прямоугольным сечением, жестко соединенным с прямоугольным основанием, которое также жестко соединено с опорной пластиной, кроме этого, на ней соосно центральному резьбовому отверстию закреплена обжимная оправка, выполненная в виде трубы с наружным контуром по обрабатываемой оболочки типа «стакан», а во внутренней цилиндрической полости обжимной оправки размещена по скользящей посадке выталкивающая втулка и зафиксирована цилиндрическим выступом составная оправка, которая выполнена в виде втулки из двух соединенных половинок, с наружной поверхностью в виде усеченного конуса сопряженного в торце с контуром цилиндрической оправки, при этом в опорной пластине в центральное резьбовое отверстие насквозь вкручена ось съемника, расположенная по всей длине устройства, на которой зафиксирована через соосное центральное отверстие выталкивающая втулка, а составная оправка установлена по скользящей посадке, с одной стороны оси съемника закреплена ручка съемника, с другой стороны наконечник съемника, при этом обжимная оправка размещена внутри полости цилиндрического индуктора с зазором, обеспечивающим размещение между ними стенки оболочки.
При этом наконечник съемника выполнен в виде усеченного конуса из упругого эластичного материала.
На Фиг. 1 изображено в разрезе устройство для формоизменения оболочки типа «стакан» магнитно-импульсной штамповки с установленной заготовкой типа «стакан».
На Фиг. 2 изображена составная втулка, состоящая из двух половинок.
Устройство для формоизменения оболочки типа «стакан» магнитно-импульсной штамповки содержит: каркас с основанием 3, на котором установлена опорная пластина 1 с закрепленной винтами обжимной оправкой 4, цилиндрический индуктор 2 прикреплен к опорной пластине 1 через уголки крепления индуктора шпильками с гайками. Токоподводы цилиндрического индуктора соединяются с выводами установки для магнитно-импульсной обработки металлов (МИОМ). В нарезанную резьбу в опорной пластине 1 закручивается ось съемника 7, на которой закреплена ручка 8, наконечник съемника 9 и выталкивающая втулка 5. В полость обжимной оправки 4 устанавливается составная оправка 6.
Устройство для формоизменения оболочки типа «стакан» магнитно-импульсной штамповки работает следующим образом: в начальный момент времени выкручивается ось съемника 7 за ручку съемника 8 внутрь обжимной оправки 4 до момента, когда выталкивающая втулка 5 полностью погрузится во внутреннюю полость обжимной оправки 4, а наконечник съемника 9 обеспечит беспрепятственное прилегание по торцу оболочки типа «стакан» к опорной пластине 1, расположенной вертикально для удобного выполнения процесса вкручивания/выкручивания оси съемника 7. После этого составная оправка 6, состоящая из двух половинок, свободно сопрягаются и размещаются во внутренней полости обжимной оправки 4, при этом контактные поверхности составной оправки гладкие, что обеспечивает плотное прилегание половинок. Затем обрабатываемая оболочка типа «стакан» устанавливается внутренней полостью на обжимную оправку 4 до упора торцом в опорную пластину 1, а снаружи размещается в полости цилиндрического индуктора 2. Подается напряжение с МИОМ и выполняется операция «обжим». В результате чего, оболочка типа «стакан» обжимается с размерами входа-выхода диаметры согласно требованиям чертежа, на обработанную оболочку типа «стакан». Составная оправка 6 зафиксирована в обжимной оправке 4, а наружный ее контур выполнен в виде конуса относительно цилиндрической поверхности обжимной оправки 4 и после обжима не позволяет извлечь обработанную оболочку типа «стакан» из устройства. С целью извлечения оболочки вкручивается ось съемника 7 за ручку съемника 8 из обжимной оправки 4, вследствие чего, закрепленная на оси съемника 7 выталкивающая втулка 5 упирается в составную оправку 6, которая в свою очередь распадается на две половинки, освобождая пространство для излечения обработанной оболочки типа «стакан». При этом в момент распада составной оправки 6 наконечник съемника 9 контактирует с внутренней полостью обработанной оболочки типа «стакан» и за счет вкручивания оси съемника 7 постепенно выталкивает оболочку из устройства.
Изобретение позволяет расширить технологические возможности применения для магнитно-импульсной обработки при выполнении обжима деталей типа «стакан» из алюминиевых сплавов с точными размерами входа и выхода в изначальный диаметр заготовки в условиях мелкосерийного и серийного производства.
1. Устройство для формоизменения оболочки типа «стакан» магнитно-импульсной штамповкой, содержащее опорную пластину с центральным резьбовым отверстием и цилиндрический индуктор, отличающееся тем, что опорная пластина зафиксирована вертикально каркасной трубчатой опорой с прямоугольным сечением, жестко соединенной с прямоугольным основанием, которое жестко соединено с опорной пластиной, при этом на ней соосно центральному резьбовому отверстию закреплена обжимная оправка, выполненная в виде трубы с наружным контуром по обрабатываемой оболочке типа «стакан», а во внутренней цилиндрической полости обжимной оправки размещена по скользящей посадке выталкивающая втулка и зафиксирована цилиндрическим выступом составная оправка, которая выполнена в виде втулки из двух соединенных половинок, с наружной поверхностью в виде усеченного конуса, сопряженного в торце с контуром цилиндрической оправки, при этом в опорной пластине в центральное резьбовое отверстие насквозь вкручена ось съемника, расположенная по всей длине устройства, на которой зафиксирована через соосное центральное отверстие выталкивающая втулка, а составная оправка установлена по скользящей посадке, причем с одной стороны оси съемника закреплена ручка съемника, а с другой стороны - наконечник съемника, при этом обжимная оправка размещена внутри полости цилиндрического индуктора с зазором, обеспечивающим размещение между ними стенки оболочки.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наконечник съемника выполнен в виде усеченного конуса из упругого эластичного материала.
