Модуль для пневмотермической формовки деталей из листовых заготовок

Полезная модель относится к оборудованию для обработки давлением и может быть использована в различных отраслях машиностроения при изготовлении деталей в состоянии сверхпластичности из листовых заготовок пневмотермической формовкой.
Известна установка (наиболее близкий аналог) для изотермической пневмоформовки высокопрочных материалов в режиме кратковременной ползучести (см. В.Н. Чудин, С.Н. Ларин, С.С. Яковлев, Я.А Соболев. «Оборудование для изотермической пневмоформовки высокопрочных материалов в режиме кратковременной ползучести». Известия Тул ГУ. Технические науки. 2010. Вып. №3), содержащая разъемную вакуумную камеру, в которой размещено оборудование для пневмоформовки, устройства для загрузки в камеру заготовок и выгрузки из нее готовых деталей, а также системы вакуумирования камеры и нагрева формовочного оборудования.
В результате анализа решения - наиболее близкого аналога необходимо отметить, что недостатком данной установки является ее низкая производительность, что обусловлено длительными процессами вакуумирования, нагрева полости камеры, а также остывания готовой детали после ее формовки, которые повторяются при формообразовании каждой детали. Кроме того, постоянное циклическое термическое воздействие, которому подвергается оборудование для пневмоформовки в процессе работы (нагрев оснастки и исходных заготовок, последующее длительное остывание для выгрузки готовых деталей после формовки с нарушением вакууммирования), снижает ресурс работы оборудования.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение производительности модуля за счет обеспечения сохранения заданных параметров (температуры и давления) среды внутри его камер в течение обработки всей партии заготовок.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в модуле для пневмотермической формовки деталей из листовых заготовок, содержащем формовочную вакуумную камеру, в которой размещено пневмоформовочное оборудование, устройства для загрузки в формовочную вакуумную камеру заготовок и выгрузки из нее готовых деталей, новым является то, что модуль оснащен устройствами для хранения заготовок и отформованных деталей, а также двумя вакуумными камерами, в одной из которых размещено устройство для хранения заготовок, а в другой - устройство для хранения деталей, вакуумные камеры пристыкованы к торцам формовочной вакуумной камеры и сообщены с ней посредством вакуумных затворов, устройство для загрузки в формовочную вакуумную камеру заготовок размещено в вакуумной камере, оснащенной устройством для хранения заготовок, а устройство для выгрузки из формовочной камеры деталей размещено в вакуумной камере для хранения отформованных деталей.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлен модуль в разрезе, узлы и агрегаты которого находятся в исходном положении.
Модуль для пневмотермической формовки деталей из листовых заготовок выполнен в виде герметичного корпуса, разделенного перегородками на три герметичные сообщающиеся друг с другом вакуумные камеры: «А», «В», «С». Вакуумная камера «А» предназначена для хранения загруженных в нее и подлежащих формовке заготовок, вакуумная камера «В» (формовочная вакуумная камера) предназначена для формовки загружаемых в нее из камеры «А» заготовок и в ней размещено соответствующее формовочное оборудование, а вакуумная камера «С» предназначена для хранения перед выгрузкой отформованных в вакуумной камере «В» деталей.
Камера «А» оснащена загрузочным устройством, представляющим собой пристыкованный к ее торцу корпус 1, в котором с возможностью перемещения друг относительно друга установлены телескопические элементы 2, 3, 4, с захватом 5 для фиксации заготовки 6, расположенной на ложементе 7 конвейера 8 устройства для хранения заготовок, размещенного в камере «А», и подачи ее (заготовки) в камеру «В». В стенке, разделяющей камеры «А» и «В», смонтирован вакуумный затвор 9, предназначенный для сообщения полостей данных камер при загрузке в камеру «В» из камеры «А» подлежащей формовке заготовки 6. Размещенные в полости камеры «А» устройство загрузки заготовок в камеру «В» и устройство для хранения заготовок являются стандартными.
В камере «В» размещена оснастка 10 для формовки исходной заготовки 6. Данная оснастка является стандартной и не требует подробного описания, так как не является предметом патентования в данной заявке.
Вакуумная формовочная камера «В» сообщена с камерой «С» через выполненную в их общей стенке полость, в которой установлен вакуумный затвор 11.
В камере «С» размещено устройство выгрузки деталей из камеры «В» и устройство хранения готовых деталей. Устройство для хранения деталей выполнено в виде конвейера 12 с ложементами 13 для размещения деталей. Детали в камеру «С» доставляются поочередно, по мере их формовки, из камеры «В» посредством захвата ее зажимом 14 телескопического устройства выгрузки, состоящего из телескопических элементов 15, 16, 17, размещенных в корпусе 18, пристыкованном к камере «С».
Размещенные в камере «С» устройства для хранения деталей и выгрузки деталей из формовочной вакуумной камеры являются известными, они не являются предметом патентной охраны и поэтому в материалах заявки подробно нераскрыты.
Вакуумные камеры «А» и «С» оснащены технологическими люками (не показаны) для укладки заготовок в устройство хранения заготовок и удаления деталей с устройства для их хранения.
Естественно, модуль оснащен системами нагрева, вакуумирования, выполнение которых также является известным и не составляет предмета патентной охраны.
Технологический процесс формовки также является известным.
Управление работой модуля может осуществляться как в автоматическом, так и в ручном режимах.
Модуль для пневмотермической формовки деталей из листовых заготовок работает следующим образом.
Для работы вакуумную камеру «А» через технологический люк загружают необходимым количеством заготовок 6, которые располагают на ложементах 7.
-4
-1
Включают системы нагрева и вакуумирования и доводят параметры до штатных. Контролируемая среда в вакуумных камерах - вакуум величиной 10-10 мм. рт.ст. или инертный газ.
Включают в работу устройство загрузки, захватом 5 которого фиксируют одну из заготовок 6, открывают вакуумный затвор 9 и за счет перемещения телескопических элементов 2, 3, 4 устройства загрузки, перемещают исходную заготовку 6 в размещенную в камере «В» оснастку для формовки 10, после чего телескопические элементы 2, 3, 4 возвращаются в исходное положение, вакуумный затвор 9 закрывают.
В камере «В» проводят процесс формовки детали из заготовки 6. После окончания процесса формовки готовая деталь извлекается из формовочных элементов оснастки съемником (не показаны). Для удаления готовой детали открывают вакуумный затвор 11 и механизмом съема готовой детали перемещают готовую деталь в обойму устройства хранения готовых деталей камеры «С».
По мере заполнения вакуумной камеры «С» готовыми деталями (после обработки партии заготовок), после их остывания до допустимой для транспортировки температуры, при закрытом вакуумном затворе 11 производят сброс параметров контролируемой среды камеры «С» и через технологической люк производят выгрузку из нее готовых деталей.
Загрузка камеры «А» очередной партией деталей производится через технологический люк при закрытом вакуумном затворе 9.
Предлагаемый модуль позволяет повысить производительность изготовления деталей за счет долговременного сохранения параметров контролируемой среды внутри вакуумных камер «А», «В», «С» за счет предварительного размещения и хранения необходимого количества исходных заготовок для формовки в камере «А» загрузки и готовых деталей в камере «С» выгрузки, что позволяет не производить операционную загрузку единичных исходных заготовок в камеру загрузки и выгрузку единичных готовых деталей непосредственно из камеры выгрузки, тем самым нарушая значения параметров контролируемой среды по камерам загрузки «А», формовки «В» и выгрузки «С», что впоследствии требует их долговременного восстановления, а в замкнутом объеме при сохранении требуемой среды производить изготовление сразу партии деталей.