Устройство для пластической осадки со сдвигом плоской заготовки

Устройство для пластической осадки со сдвигом плоской заготовки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может применяться в машиностроении, авиастроении, судостроении и других отраслях промышленности для пластического формоизменения заготовок, например, при разработке высоких технологий механо-термической обработки.

Известна конструкция устройства [1] для реализации процесса пластической осадки со сдвигом заготовок. Устройство содержит цилиндрический корпус, соосно установленный в нем пуансон и опорную плиту, между которыми посредством двух стоек с наклонными пазами установлены прямоугольной формы верхний и нижний упоры, контактирующие с обрабатываемой заготовкой по плоской поверхности с насечками, а с пуансоном и опорной плитой по гладкой поверхности.

К недостаткам данного устройства относится невозможность деформирования заготовки с отношением деформации сдвига (γ) к относительной деформации сжатия (ε), изменяющимся в широких пределах из-за жесткой связи между упорами, осуществляемой посредствам двух стоек.

Изобретение направлено на расширение технических возможностей устройства за счет увеличения диапазона изменения отношения деформации сдвига к деформации сжатия заготовки.

Это достигается тем, что в корпусе выполнены канал и отверстия, в которых на опорной плите размещен нижний упор, соединенный со штоком и поршнем закрепленного на опорной плите гидроцилиндра, а верхний выполненный в форме цилиндра упор и пуансон образовывают в корпусе внутреннюю цилиндрическую полость.

На фиг.1 представлен основной вид конструкции устройства, на фиг.2 - вид по стрелке А.

Устройство содержит следующие основные элементы. Цилиндрический корпус 1 с выполненным в нем каналом 2, установленный жестко на опорной плите 3. В корпусе размещены в его цилиндрическом отверстии по скользящей посадке пуансон 4 и верхний выполненный в форме цилиндра упор 5, а нижний прямоугольной формы упор 6 установлен по гладкой поверхности на опорной плите 3 с возможностью перемещаться по ней и в выполненных на противоположных сторонах стенки корпуса 1 отверстиях прямоугольной формы. При этом верхний упор 5 установлен с образованием в корпусе с пуансоном 4 внутренней цилиндрической полости В, входящей в состав гидросистемы для перемещения нижнего упора, включающей канал корпуса и гидроцилиндр. На плите 3 закреплен гидроцилиндр 7, поршень 8 со штоком 9 которого соединен с нижним упором 6. Устройство также содержит необходимую для перемещения упора 6 гидросистему, включающую в себя внутреннюю цилиндрическую полость В, канал 2, трубопровод 10, дроссель 11, гидроцилиндр 7 с поршнем 8.

С целью уменьшения сил трения между соприкасающимися торцами нижнего упора 6 и опорной плиты 3 рекомендуется размещать антифрикционный слой, например фторопластовую пленку толщиной ~ 50 мкм.

Для пластической обработки через отверстия (С) в корпусе 1 устанавливают между упорами 5 и 6 по гладким поверхностям с насечками плоскую заготовку 12.

Устройство после сборки совместно с заготовкой ставят на рабочую плиту пресса и производят пластическую обработку заготовки.

При приложении силы Р к пуансону 4 последний перемещается вниз. При этом усилие Р будет передаваться через рабочую жидкость в цилиндрической полости В и верхний упор 5 заготовке 12, а через нее - нижнему упору 6.

Благодаря гидросистеме рабочая жидкость из полости В под давлением p₁ будет перемещаться по каналу 2, трубопроводу 10 и через дроссель 11 в полость гидроцилиндра 7 и сдвигать поршень 8 со штоком 9, а тем самым и нижний упор 6 влево (см. фиг.1). При этом усилие, вызывающее деформацию сдвига в заготовке 12, будет равно

где D₂ - внутренний диаметр гидроцилиндра 7; р₂ - изменяемое с помощью дросселя 11 давление жидкости в гидроцилиндре.

Давление жидкости в полости В определяется по соотношению

где D₁ - диаметр цилиндрической полости В.

Таким образом, обрабатываемая заготовка 12 будет подвергаться сжатию силой Р и деформации сдвига усилием Т благодаря насечкам на соприкасающихся с заготовкой торцах упоров 5 и 6. При этом, изменяя с помощью дросселя 11 давление р₂, можно изменять отношение деформации сдвига к деформации сжатия в широких пределах, что в случае полного закрытия дросселем 11 доступа рабочей жидкости (р₂=0) в полость гидроцилиндра 7 заготовка 12 будет только осаживаться.

После окончания процесса обработки заготовки до необходимой степени деформации приложенная к пуансону 4 нагрузка снимается. При этом под действием сжатой пружины 13, установленной на штоке 9, поршень 8 со штоком 9 и нижним упором 6 будет перемещаться вправо до исходного положения, и тем самым благодаря гидросистеме возвращают также пуансон 4 в верхнее начальное положение.

Заявляемое устройство позволяет по сравнению с прототипом лучше регулировать процесс осадки со сдвигом в более широких пределах, что очень важно для разработки высоких технологий в обработке металлов давлением.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ №2134414, G 01 N 3/08. от 10.08.99. Бюл. №22.

Устройство для пластической осадки со сдвигом плоской заготовки, содержащее опорную плиту и корпус, в котором расположен пуансон и установлены с возможностью контакта с заготовкой плоской поверхностью с насечкой верхний и нижний упоры, последний из которых установлен на опорной плите в контакте с ней своей гладкой поверхностью и с возможностью перемещения, отличающееся тем, что оно снабжено закрепленным на опорной плите гидроцилиндром, корпус выполнен с отверстиями, в которых размещен нижний упор, соединенный со штоком и поршнем упомянутого гидроцилиндра, и каналом, а верхний упор выполнен в форме цилиндра и установлен с образованием в корпусе совместно с пуансоном внутренней цилиндрической полости, входящей в состав гидросистемы для перемещения нижнего упора, включающей канал корпуса и гидроцилиндр.