ШТАМПОВЫЙ БЛОК ДЛЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ
DIE ASSEMBLY FOR ISOTHERMAL FORGING

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением, и наиболее эффективно может быть использовано для изотермической штамповки деталей из алюминиевых, магниевых сплавов и латуни.
Аналогом заявляемого технического решения является штамповый блок для изотермического выдавливания, описанный в книге С.З.Фиглина, В.В.Бойцова, Ю.Г.Калпина и Ю.И.Каплина «Изотермическое деформирование металлов» М.: Машиностроение, 1978 г., 239 стр. на стр.34, рис.14. Штамповый блок состоит из двух индукторов для нагрева нижнего штампа с штамподержателем, неподвижного кожуха с теплоизоляцией. Блок оснащен телескопическими кожухами, один из которых неподвижен, а второй имеет возможность осевого перемещения с верхним штамподержателем.
Недостатком аналога является низкая экономичность нагрева, т.к. между индукционным нагревателем и штампом имеются большие зазоры, заполненные теплоизоляцией.
Прототипом заявляемого технического решения является штамповый блок с проволочными нагревателями сопротивления, описанный в той же книге на стр.46…47, рис.19. Штамповый блок состоит из нагревателей для нагрева штампов, набора подкладных плит, стационарных теплоизолирующих кожухов с рабочим окном и дверной заслонкой для загрузки заготовок и выгрузки отштампованных изделий. Рабочее окно размещено в среднем кожухе и расположено на уровне плоскости смыкания штампов. Штамповый блок оснащен металлическим экраном, закрепленным на верхней части штампового блока.
К недостаткам блока следует отнести возможность штамповки относительно небольших изделий. Кроме того, при нагреве штампов в разомкнутом состоянии наблюдаются большие потери тепла через тонкую стенку теплоизоляции верхнего кожуха. Еще одним недостатком является трудность равномерного прогрева штампов, что связано с увеличением времени их прогрева.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является сокращение потерь тепла при подогреве разомкнутых штампов, повышение равномерности прогрева штампов. Технический результат достигается за счет оснащения штампового блока съемным теплоизолирующим кожухом, установленным на стационарном кожухе, металлическим экраном, снабженным теплоизоляцией, и подвижными заслонками, установленными на нижнем торце экрана с возможностью поджима к стационарному кожуху с теплоизоляцией, а в дверной заслонке размещена головка вентилятора. Кроме того, заслонки установлены с возможностью поджима к кожуху с теплоизоляцией посредством пружин, расположенных снаружи экрана и закрепленных на нем, а привод вентилятора расположен вне зоны нагрева.
Эскиз штампового блока представлен на фиг.1.
В штамповый блок входят камера нагрева, состоящая из теплоизолированного кожуха 1 с нагревателями 2 и токоподводами 3 к ним. Кожух 1 установлен на нижней теплоизолирующей вставке 4, препятствующей отводу тепла к нижнему штамподержателю 5, установленному на нижней подштамповой плите 6. Верхняя теплоизолирующая вставка 7 укреплена на верхнем штамподержателе 8, опирающемся на верхнюю подштамповую плиту 9. Штампы 10 и 11 крепятся к штамподержателям 5 и 8 соответственно и опираются на теплоизолирующие подушки 12 и 13, выполненные из многослойных листов металла низкой теплопроводности с прослойками листов на основе оксидной керамики. Для подогрева штампов в разомкнутом состоянии с целью снижения теплопотерь на стационарный кожух установлен съемный кожух 14. Для расширения номенклатуры штамповок кожух 14 имеет несколько типоразмеров по высоте. Для выравнивания температуры нагрева в рабочей зоне блока предусмотрена головка вентилятора 15, размещенная в дверной заслонке 16 с приводом 17, расположенным вне зоны нагрева.
Штамповый блок оснащен экраном 18 с теплоизоляцией 19. На нижнем конце экрана 18 установлены заслонки 20, препятствующие выходу нагретого воздуха из рабочей зоны штампового блока, за счет их прижима к теплоизолирующему кожуху 1 пружинами 21.
Работа штампового блока для изотермической штамповки осуществляется следующим образом. После установки предварительно нагретых штампов 10 и 11 с теплоизолирующими подушками 12 и 13 в штамподержателях 5 и 8 к штамподержателям 5 и 8 крепят теплоизолирующие вставки 4 и 7 и кожух 1 с нагревателями сопротивления 2. К верхней теплоизолирующей вставке крепят экран 18 в сборе с теплоизоляцией 19, заслонками 20 и пружинами 21. Перед подогревом штампов 10 и 11 траверса пресса поднята. На кожух 1 устанавливают съемный кожух 14 и траверсу пресса опускают в промежуточное положение нагрева штампов. Нагреватели сопротивления включают, осуществляя нагрев рабочего пространства блока. Для выравнивания температуры в зоне нагрева включают привод вентилятора 17, обеспечивающий циркуляцию нагретого воздуха по всей рабочей зоне нагрева.
После подогрева штампов до рабочей температуры верхний штамп 11 поднимают вверх, снимают кожух 14, открывают дверцу заслонки 16, смазывают штампы технологической смазкой и подают в межштамповое пространство нагретую заготовку. Дверцу заслонки закрывают и верхний штамп 11 опускают вниз, осуществляя пластическую деформацию заготовки. При опускании верхнего штампа 11 заслонки 20 находятся в горизонтальном положении за счет сжатия пружин 21. Когда заслонки упираются в кожух 1, они поворачиваются вокруг осей крепления, пружины 21 растягиваются и прижимают заслонки 20 к боковой поверхности кожуха 1, препятствуя циркуляции нагретого воздуха из рабочей камеры штампового блока. Так как скорость изотермической штамповки невысока, то снижению потерь тепла из рабочей зоны способствует теплоизоляция 19, установленная на экране 18, и заслонки 20.
После окончания изотермической штамповки верхний штамп 11 поднимают, дверцу заслонки 16 открывают и отштампованное изделие извлекают из штампового блока.
Предлагаемое изобретение сокращает потери тепла при подогреве разомкнутых штампов, повышает равномерность нагрева штампов за счет:
- оснащения металлического экрана теплоизоляцией и подвижными заслонками, установленными на нижнем торце экрана;
- поджима заслонок к кожуху с теплоизоляцией с помощью пружин, расположенных снаружи экрана и закрепленных на нем;
- оснащения блока съемным теплоизолирующим кожухом, установленным на стационарном кожухе;
- размещения в дверной заслонке головки вентилятора с приводом, расположенным вне зоны нагрева.