ПРИСПОСОБЛЕНИЕ К ПРЕССУ ДЛЯ ФОРМОВКИ

Полезная модель представляет собой приспособление к прессу для формовки оболочек из листового материала с использованием давления рабочей среды, преимущественно жидкости. В качестве рабочей среды может быть использован жидкий металл, который после застывания играет роль заполнителя оболочки. Приспособление предназначено для осуществления смыкания половин пресс-формы в процессе формовки. Полезная модель может быть использована при производстве полых оболочек, а также композитных изделий в виде оболочек с различными заполнителями.
При производстве полых изделий типа оболочек, а также композитных изделий в виде оболочек с различными заполнителями возникает необходимость использования приспособлений для смыкания и фиксации друг относительно друга половин штампа или пресс-формы в процессе формообразования.
Известен универсальный штамповый блок для формовки газом изделия типа полусферы, в котором верхняя и нижняя полуматрицы зафиксированы друг относительно друга за счет использования клиновых зажимов. Однако при увеличении формующих усилий использования зажимов становится недостаточно и для удержания половин штампа от перемещения необходимо на них оказывать силовое воздействие пресса [1]. При этом в случае использования в качестве рабочей среды газа, давление которого регулируется автономно, особых проблем не возникает, а именно любой универсальный пресс может быть пригоден для силового смыкания половин штампа. При использовании же в качестве рабочей среды жидкости, когда приводится в действие поршневая система, зачастую возникает необходимость применения пресса двойного действия с двумя ползунами или подвижными траверсами [2, 3]. Или же обычный универсальный пресс снабжают автономной гидравлической системой.
Известна, в частности, пресс-форма, используемая для литья под давлением, в которую жидкий металл затекает под давлением плунжера, связанного с ползуном пресса. Для смыкания половин пресс-формы и для обеспечения работы выталкивателя используется другой ползун пресса или же автономная насосная станция [4]. Смыкание половин пресс-формы осуществляется посредством плиты, связанной со вторым ползуном пресса.
Конструкция пресса двойного действия значительно сложнее конструкции обычного универсального пресса, кроме того пресс двойного действия имеет большую высоту и большие габаритные размеры в целом, поэтому для его установки требуется не только дополнительная, но и специализированная производственная площадь. Кроме того, сложной является система синхронизации перемещений ползунов пресса.
При использовании автономной гидравлической системы также имеют место все перечисленные недостатки пресса двойного действия.
Задачей полезной модели является создание приспособления к прессу для формовки оболочек с использованием давления рабочей среды, преимущественно жидкости, предназначенное для смыкания половин пресс-формы, которое позволит упростить прессовое оборудование за счет обеспечения возможности производить перемещения, различные по функциональному назначению посредством одного ползуна пресса.
Отмеченный результат достигается за счет того, что приспособление для смыкания половин пресс-формы к прессу для формовки оболочек, осуществляемой с использованием создаваемого под воздействием плунжера пресса давления рабочей среды, преимущественно жидкости, представляющее собой плиту, связанную с ползуном пресса, отличается тем, что приспособление снабжено, по крайней мере, одним деформируемым металлическим цилиндром одноразового действия, устанавливаемым между плитой и верхней частью пресс-формы, причем высота цилиндра h выбрана исходя из условия устойчивости: h≤2,5d, где d - диаметр цилиндра, и обеспечения начала его деформации под действием усилия ползуна пресса до начала рабочего хода плунжера, при этом цилиндр выполнен из материала, напряжение течения которого выбрано из условия обеспечения смыкания половин пресс-формы на протяжении всего рабочего хода плунжера, кроме того, плита приспособления связана с тем же ползуном пресса, с которым связан плунжер пресса.
На рисунке схематично представлено приспособление к прессу, заявляемое в качестве полезной модели.
Приспособление для смыкания половин 1, 2 пресс-формы состоит из плиты 3 и деформируемых цилиндров 4, 5, установленных между плитой 3 и верхней половиной 1 пресс-формы. Также с плитой 3 связан плунжер 6, оказывающий давление на рабочую среду - жидкость. Рабочая среда обозначена поз.7. В свою очередь плита 3 связана с ползуном пресса (на фиг. не показан). Между верхней и нижней половинами пресс-формы расположена формуемая оболочка 8. Нижняя половина пресс-формы 2 опирается на плиту 9.
Приспособление работает следующим образом:
В пресс-форму, установленную на плите 9, укладывается герметично закрытая оболочка 8 с вставленным плунжером 6. Рабочая жидкость при этом расположена в герметично закрытой оболочке в той ее части, которая находится под плунжером. На верхнюю половину пресс-формы 1 устанавливаются деформируемые цилиндры 4, 5, изготовленные из пластичного материала, например, из низкоуглеродистой стали. При необходимости пресс-форма с плунжером и оболочкой, а также плита 9 и плита 3 нагреваются до заданной температуры внешним нагревателем (на фиг. не показан). При движении ползуна пресса и плиты 3 вниз цилиндры 4, 5 начинают деформироваться, создавая усилие, необходимое для смыкания половин прессформы 1, 2 до начала рабочего хода плунжера. Далее при рабочем ходе плунжера и увеличении воздействующего через плунжер на рабочую жидкость усилия соответственно возрастает усилие, воздействующее на цилиндры 4, 5, и усилие смыкания половин пресс-формы 1, 2. При этом цилиндры продолжают деформироваться, не теряя своей устойчивости. Благодаря устойчивости цилиндров и выбору напряжений течения материала цилиндров усилие смыкания половин пресс-формы обеспечивается на протяжении всего рабочего хода ползуна пресса. При этом рабочая среда - жидкость «перегоняется» из-под плунжера в зону, где обеспечивается деформация оболочки до получения заданной формы.
При использовании в качестве рабочей среды расплава металла, например, магния и соответственно при изготовлении оболочки из более тугоплавкого металла, например, титана или титанового сплава будет получено композитное изделие, а именно титановая оболочка с магниевым заполнителем.
Заявляемое в качестве полезной модели приспособление к прессу для формовки позволяет упростить используемое для изготовления оболочек и композитных изделий прессовое оборудование за счет обеспечения возможности производить посредством одного ползуна пресса перемещения различные по функциональному назначению, а именно необходимые, во-первых, для смыкания и фиксации половин пресс-формы и, во-вторых, для перемещения рабочего плунжера в процессе формовки. Кроме того, приспособление может быть использовано в условиях горячей деформации без введения дополнительной теплоизоляции конструктивных элементов пресса.
Источники информации, принятые во внимание
1. Голенков В.А. и др Специальные технологические процессы и оборудование обработки давлением. М.: Машиностроение, 2004. 464 с.
2. Боброва Н.Н. и др. Машиностроение: терминологический словарь / Под общей редакцией М.К.Ускова, Э.Ф.Богданова. М.: Машиностроение, 1995. 592 с.
3. Банкетов А.Н. и др. Кузнечно-штамповочное оборудование. М.: Машиностроение, 1970. 602 с.
4. Дальский А.М. и др Технология конструкционных материалов. Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов 6-е изд, испр. и доп. М.: Машиностроение, 2005. 592 с.