ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ТРУБЧАТОГО ИЗДЕЛИЯ С МЕРИДИОНАЛЬНЫМИ РЕБРАМИ

Полезная модель относится к обработке металлов давлением и может быть использована для изготовления трубчатых изделий с меридиональными ребрами по периферии втулочной части изделия и/или внутри его из, например труднодеформируемых малопластичных алюминиевых сплавов.
Из уровня техники известна конструкция инструмента (SU, №1382566) для прессования трубчатых изделий с противодавлением из труднодеформируемых малопластичных сплавов.
К недостаткам данного известного из уровня техники инструмента следует отнести невозможность изготовления в нем трубчатого изделия с меридиональными ребрами, расположенными по периферии втулочной части, ввиду отсутствия возможности удаления упомянутого изделия из матрицы.
В основу заявленной полезной модели была положена задача создания инструмента для гидромеханического выдавливания трубчатых изделий с ребрами, конструкция которого обеспечивает высокую производительность и возможность штамповки из труднодеформируемых малопластичных материалов и сплавов.
Поставленная задача решается посредством того, что инструмент для прессования трубчатого изделия с меридиональными ребрами, содержит соосно расположенные друг относительно друга бандаж, матрицу с меридиональными пазами, функционально формирующими ребра изделия, пуансон с оправкой, функционально формирующей полость изделия, и узел удаления изделия, выполненный в виде плунжера и жидкофазного средства удаления изделия, расположенного внутри замкнутой полости матрицы, сформированной внутренней поверхностью матрицы и внешней поверхностью плунжера, согласно полезной модели, упомянутый инструмент снабжен выталкивателем, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри
плунжера и технологического взаимодействия своего торца с торцом оправки пуансона, и демпфирующим средством, установленным между матрицей и плунжером, и выполненным в виде упругого кольцевого элемента, внешний диаметр которого не превышает внешнего диаметра матрицы, и функционально обеспечивающим возвратно-поступательное технологически регламентированное смещение матрицы вдоль ее продольной оси.
Полезная модель поясняется графическими материалами.
Фиг.1 - схема конструкции инструмента для гидромеханического выдавливания трубчатых изделий с ребрами.
Инструмент для прессования трубчатого изделия с меридиональными ребрами 1 из полуфабриката 2, содержит соосно расположенные друг относительно друга бандаж 3, матрицу 4 с меридиональными пазами, функционально формирующими ребра изделия 1, пуансон 5 с оправкой 6, функционально формирующей полость изделия 1, и узел удаления изделия 1, выполненный в виде плунжера 7 и жидкофазного средства удаления изделия 8, расположенного внутри замкнутой полости матрицы 4, сформированной внутренней поверхностью матрицы 4 и внешней поверхностью плунжера 7, при этом упомянутый инструмент снабжен выталкивателем 9, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри плунжера 7 и технологического взаимодействия своего торца с торцом оправки 6 пуансона 5, и демпфирующим средством 10, установленным между матрицей 4 и плунжером 7, и выполненным в виде упругого кольцевого элемента, внешний диаметр которого не превышает внешнего диаметра матрицы, и функционально обеспечивающим возвратно-поступательное технологически регламентированное смещение матрицы 4 вдоль ее продольной оси.
Принцип работы заявленного инструмента состоит в следующем
Полуфабрикат 2 для выдавливания устанавливается в полость матрицы 4. При этом максимальный диаметр упомянутого полуфабриката меньше максимального диаметра полости матрицы, наружный диаметр втулочный части меньше диаметра отверстия матрицы, а внутренний диаметр больше диаметра оправки 6. В результате силового воздействия в осевом направлении пуансона 5 полуфабрикат 2 пластически деформируются, при этом формирование ребер изделия, происходит при заполнении
материалом пазов матрицы 4, а формирование втулочной части происходит при течении упомянутого материала в зазор между оправкой 6 и матрицей 4. При этом жидкость 8, расположенное внутри замкнутой полости матрицы, сформированной внутренней поверхностью матрицы 4 и внешней поверхностью плунжера 7, создает противодавление течению металла. Упомянутое противодавление обеспечивает благоприятные условия для деформирования полуфабриката 2, за счет реализации схемы неравномерного всестороннего сжатия, препятствующей нарушению сплошности материала, и уменьшения сил трения материала о стенки матрицы 4. Кроме того, в результате действия упомянутого противодавления жидкости 8, на первом этапе деформирования полуфабриката происходит его осадка с заполнением объема в верхней части оправки 6, примыкающей к торцу пуансона 5, соответствующей меньшему диаметру оправки, с формированием технологического уступа 11.
Также при поступательном осевом движении пуансон 5 через деформируемый полуфабрикат 2 и оправку 6 непосредственно воздействует на жидкость 8, уменьшая объем внутри замкнутой полости матрицы. В результате упомянутая жидкость 8 для компенсации объема, занимаемого оправкой 6 и материалом полуфабриката 2, смещает матрицу 4 в направлении противоположном движению пуансона.
После окончания пластического деформирования пуансон 5 удаляется из матрицы для возможности удаления поковки 1 из матрицы 4, при этом оправка 6 остается в поковке 1, удерживаемая в ней за счет технологического уступа 11.
Удаление поковки 1 из матрицы 4 происходит за счет силового воздействия на торец 12 матрицы 4 с ее перемещением вниз, например ползуном пресса при помощи подкладного кольца во время его второго хода, либо за счет дополнительного гидравлического привода с силовым перемещением матрицы вниз. Упомянутое перемещение матрицы уменьшает объем жидкости жидкофазного средства 8 удаления поковки внутри замкнутой полости матрицы, с его компенсацией за счет выталкивания поковки 1 из матрицы 4, при котором происходит перемещение матрицы 4 ниже первоначального уровня со сжатием демпфирующего средства 10.
В результате неравномерного заполнения меридиональных пазов матрицы 4, вероятно образование зазора между меридиональными ребрами поковки 1 и стенками матрицы 4, через который может проникать жидкость 8 до наступления возможности удаления поковки 1 из полости матрицы 4. В этом случае удаление поковки происходит при помощи осевого перемещения оправки 6 вверх, за счет поступательного движения выталкивателя 9. При этом матрица 4 возвращается в исходное положение, за счет восстановления формы демпфирующего средства 10.
Хотя в вышеописанном примере представлена определенная конфигурация поковки, необходимо учитывать, что в соответствии с настоящей полезной моделью, в инструменте, при использовании соответствующих матрицы и оправки, могут быть изготовлены поковки с иной конфигурацией, имеющие, например, меридиональные ребра, пазы или ровную поверхность на внутренней или наружной поверхности поковки в любой комбинации, кроме того ребра изделия могут иметь спиральную форму.
Проведенные испытания показали возможность использования заявленного технического решения для изготовления трубчатых изделий с меридиональными ребрами по периферии трубчатой части изделия с обеспечением высокой производительности и возможностью штамповки из труднодеформируемых малопластичных материалов и сплавов.