Печь для горячей штамповки продольных пазов

Полезная модель относится к обработке металлов давлением и касается устройства для изотермической штамповки в вакууме.
Известны устройства, которые проводят вакуумную термическую обработку деталей (патент РФ 2061764, публикация 10.06.1996 г., патент РФ 2099659, публикация 20.12.1997 г., патент РФ 2183309, публикация 10.06.2002 г.), или выполняют штамповочные операции на воздухе предварительно разогретых деталей («Оборудование и технология горячей штамповки», М.А. Головнева, А.П. Атрошенко, М., Л., 1962 г., Гос. Научно-техническое издательство машиностроительной литературы; «Технология горячей обработки материалов», Н.М. Челноков, Л.К. Власьевнина, Н.А. Адомович, М., Высшая школа, 1981 г.), где нагреваются либо заготовка, либо рабочая зона штамповки с формуюшим инструментом и заготовка.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для нагрева и штамповки заготовок в вакууме или нейтральной среде (АС СССР №422515, публикация 05.04.1974 г.), выбранное в качестве прототипа. Оно содержит рабочую камеру с формующими инструментами, камеру нагрева заготовок и механизм подачи заготовок.
Достоинством данного устройства является возможность осуществления штамповки в условиях вакуума или в нейтральной среде.
К недостаткам можно отнести следующее:
- одностороннее приложение усилия. Данная схема не позволяет получать тождественные геометрические параметры конструктивных элементов с обеих сторон пространственных заготовок.
- перемещение заготовки из холодной зоны в рабочую нагретую зону, а затем готовой детали обратно, что влечет за собой обязательное наличие форкамеры для выравнивания атмосферы, дополнительных герметизирующих устройств, что значительно усложняет конструкцию.
Техническая проблема, решение которой обеспечивается при использовании предполагаемой полезной модели - возможность одновременной изотермической штамповки продольных пазов или иных элементов, симметрично расположенных на детали типа «обечайка» без поворота и перемещения заготовки.
Для решения этой проблемы рабочая камера снабжена нагревательными элементами, силовым блоком в виде жесткой рамы и подвижной траверсы с двумя толкателями, симметрично заведенными в рабочую камеру относительно вертикальной оси, а также монтажным дном и блоком загрузки - выгрузки штампа с заготовкой в рабочую камеру.
Для пояснения полезной модели приводится чертеж, на котором фиг. изображает предлагаемое устройство.
Устройство состоит из высоковакуумной системы 1 для обеспечения рабочего давления в вакуумной камере печи в течение всего технологического цикла; системы подачи газа 2, поддерживающей в вакуумной камере при охлаждении необходимое давление; монтажное дно 3 для позиционирования штампа с деталью и внутреннего равномерного нагрева штампа в среде вакуума; рабочую камеру 4, обеспечивающей равномерный нагрев наружных поверхностей штампа с заготовкой и контроль линейного перемещения толкателей. Силовой блок 5 создает равенство усилий, прилагаемых к двум подвижным толкателям камеры, и управление линейной скоростью штоков, а также усилием штамповки. Модуль загрузки - разгрузки 6 обеспечивает механизированную транспортировку штампа с заготовкой из зоны загрузки в зону штамповки в автоматическом режиме. Блок подготовки воздуха 7 охлаждает штамп в печи, а блок гидравлический 8 обеспечивает охлаждение органических уплотнителей и элементов печи, подверженных нагреву.
Устройство работает следующим образом.
На монтажное дно 3, в зоне загрузки в штамп устанавливается заготовка. Затем монтажное дно 3 печи перемещается по горизонтали под рабочую камеру 4, и поднимается вверх по оси рабочей камеры до замыкания с корпусом рабочей камеры. С помощью высоковакуумной системы 1 в рабочей камере 4 создается необходимый вакуум и нагреватели рабочей камеры 4 и монтажного дна 3 равномерно нагревают штамп и заготовку со всех сторон. Затем силовой блок 5 обеспечивает рабочий ход толкателей внутри рабочей камеры до создания требуемого усилия штамповки с обеих сторон заготовки. После технологической выдержки, усилия штамповки снимаются отводом толкателей в стороны, деталь остывает вместе со штампом. В рабочую камеру напускается инертный газ системой 2. По окончании процесса в камеру напускается атмосфера, монтажное дно опускается вниз и перемещается на позицию разгрузки. Здесь готовая деталь снимается со штампа, устанавливается новая заготовка и процесс повторяется.
Предлагаемая полезная модель применяется в случае необходимости обеспечения требуемой точности позиционирования силовых механизмов, а также контроля метрологических параметров в режиме реального времени в течение всего технологического цикла посредством оснащения техническими и программными средствами. Устройство позволяет осуществлять технологический процесс штамповки продольных пазов в детали в соответствии с требованиями нормативной и конструкторской документации.
В производственных условиях спроектированный образец печи с комплектом КД Ж52А9779 позволил выполнить горячую штамповку пазов необходимой формы по сложно образующей поверхности детали из материала по OCT В95 1070-79 в условиях стабильного разряжения с гарантированным усилием и скоростью штамповки, автоматизировать технологический процесс штамповки в установленных границах.