УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАВНОКАНАЛЬНОГО УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением с использованием интенсивной пластической деформации и предназначено для получения ультрамелкозернистых и нанокристаллических материалов с высоким уровнем механических свойств.
Полезная модель представляет собой устройство для равноканального углового прессования в виде бандажированного матричного блока и пуансона, проталкивающего заготовку через пересекающиеся каналы матрицы, для упрочнения металла в процессе деформирования и измельчения его структуры.
Известен штамп с двумя пересекающимися каналами для равноканального углового прессования (патент RU 2252094, В21С 25/00 от 16.09.2003 г.).
Матрица состоит из четырех секторных секций, сопрягающихся по нескольким вертикальным плоскостям разъема, образующих входной канал. Выходной канал выполняют в одной из секторных секций с использованием дополнительной детали в качестве основания.
Недостатком штампа является невозможность изменять степень деформации заготовки, т.к. каналы пересекаются под фиксированным углом, равным 90°. Отсутствие фиксации секций относительно друг друга может приводить к их смещению по вертикальным плоскостям разъема при сборке и последующей работе штампа. Извлечение заготовки из выходного канала является затруднительным.
Задачей, решаемой данной полезной моделью, является повышение универсальности конструкции устройства для равноканального углового прессования заготовок с разной степенью деформации для получения структур металла с разными размерами зерен и механическими свойствами, а также возможностью реализации 2-х разных технологических процессов в одном устройстве.
Технический результат, достигаемый при использовании настоящей полезной модели, заключается в применении универсальной модульной конструкции матрицы, переналадка которой для изменения степени деформации заготовки осуществляется путем замены секций, образующих пересекающиеся каналы, и при необходимости реализует повторное изменение направления движения заготовки в рабочем канале, обеспечивает центрирование матричного блока и способствует уменьшению расхода дорогостоящей штамповой стали, т.к. вместо двух штампов используется одно устройство.
Вышеуказанный результат достигается тем, что устройство для обработки металлов давлением содержит бандаж с отверстием и запрессованной в него разборной матрицей, смещенной относительно продольной оси бандажа на величину е, которая не превышает ширины рабочего канала b. Разборная матрица, состоит из сменных и универсальных секций, фиксируемых с помощью штифтов между плоскостями универсальных полуматриц. Смещение матрицы относительно бандажа позволяет при ограниченном размере матрицы разместить в ней рабочий канал, обеспечив необходимые прочностные характеристики вставок и центрирование устройства по наружной поверхности бандажа в типовом блоке штампа. Наличие разъема секций по высоте позволяет ограничить число секций, заменяемых при переналадке устройства на другую степень деформации.
На фиг.1 показано устройство для равноканального углового прессования с одним изгибом рабочего канала.
На фиг.2 - показан вид сверху матричного блока устройства без пуансона.
На фиг.3 - показано устройство для равноканального углового прессования с двумя изгибами рабочего канала.
Устройство состоит из универсальных для всех степеней деформаций секции 1 (фиг.1), полуматриц 2, 3 (фиг.2), бандажа 4, фиксирующих штифтов 5 и пуансона 6 и оригинальных для разных степеней деформаций секций 7, 8 (фиг.1). Для выхода прессованной заготовки из устройства в бандаже 4 предусмотрен паз 9. Входной (приемный) и выходной каналы, имеющие размер сечения b×b образованы плоскостями секций 7, 8 и полу матриц 2, 3.
Для повышения производительности и удвоения накопленной деформации за счет дополнительного изменения направления течения металла нижняя секция 8 (фиг.1) заменена тремя призматическими деталями 10, 11, 12, как показано на фиг.3, что дает возможность изменить направление выходного канала так, что его ось становится параллельной оси входного канала. Для изменения угла наклона φ соединительного канала достаточно заменить три упомянутые детали 10, 11, 12 (фиг.3). Радиусы закруглений R и r, выполненные на соответствующих деталях, способствуют течению металла при изменении направления движения заготовки.
Предложенная универсальная модульная конструкция устройства способствует унификации инструмента для реализации двух различных технологических процессов равнокалального углового прессования. Для изменения технологии достаточно поменять ограниченное число деталей.
Сущность процесса заключается в продавливании заготовки, предварительно помещенной в приемный канал матрицы, через пересекающиеся под углом 90°≤φ≤150° каналы. Длины приемного и выходного каналов зависят от длины заготовок. Работа устройства не зависит от комбинации применяемых секций.
В исходном положении металлическую заготовку размещают в приемном канале и проталкивают посредством пуансона 6 в направлении углового канала. При прохождении изгибов рабочего канала заготовка подвергается сдвиговой деформации один или два раза, в зависимости от набора используемых секций, сохраняя свои первоначальные размеры поперечного сечения. Для достижения заданных значений степени деформации, которая определяет физико-механические свойства изделия и структуру металла, указанный процесс повторяется многократно.