Інструмент для пресування біметалевих виробів

Інструмент для пресування біметалевих виробів, який містить контейнер для установки в ньому складеної заготовки з матеріалів оболонки й сердечника виробу, прес-штемпеля, виконаного з можливістю переміщення до матриці, яка контактує з контейнером, який відрізняється тим, що матриця виконана складеною з корпуса й вставки, при цьому відношення відстані від калібруючого паска каналу вставки до бічної стінки отвору в робочому торці корпуса до відстані між робочими торцями корпуса й вставки знаходиться в межах від 0,57 до 2,75. (19) (21) a200814403 (22) 15.12.2008 (24) 10.06.2010 (46) 10.06.2010, Бюл.№ 11, 2010 р. (72) ГОЛОВКО ОЛЕКСАНДР МИКОЛАЙОВИЧ, БЄЛЯЄВ СЕРГІЙ МИХАЙЛОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ (56) SU 518884; 25.02.1978 US 3875782; 08.04.1975 US 4071947; 07.02.1978 US 4575343; 11.03.1986 RU 2336152 C2; 10.10.2007 3 нентів цієї системи. При цьому, для здійснення процесу потрібна підвищена сила пресування у зв'язку з поворотом при вході в матрицю потоку металу оболонки на 180°. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення інструмента для пресування біметалевих виробів з метою підвищення якості виробу й зниження сили пресування. Поставлена задача вирішується тим, що матриця виконана складеною з корпуса й вставки, при цьому відношення відстані від калібруючого паска каналу вставки до бічної стінки отвору в робочому торці корпуса до відстані між робочими торцями корпуса й вставки знаходиться в межах від 0,57 до 2,75. Технічний результат полягає в тому, що запропонована конструкція за рахунок рухливого з'єднання вставки й корпуси матриці забезпечує можливість регулювання напружень в обтискній частині пластичної зони в процесі деформації, а рівномірність нормальних напружень на контакті між оболонкою й сердечником призводить до рівномірного розподілу в поперечному перерізі форми й розмірів шарів по довжині прес-виробу на етапі сталого витікання після розпресовки й формування зон витікання в контейнері. Пресування з використанням запропонованої конструкції відбувається з меншою силою пресування, що пов'язане з тим, що відбувається дворазовий поворот потоку металу на кути від 0° до 60° на відміну від 180° при використанні прототипу. Крім того, використання запропонованого інструменту приводить до зниження сили пресування у зв'язку з меншою площею контакту заготовки й інструменту. Відношення відстані від калібруючого паска каналу вставки до бічної стінки отвору в робочому торці корпуса до відстані між робочими торцями корпуса й вставки повинне становити не менш 0,57, що відповідає ctg60°. При менших значеннях зазначеного відношення, воно не буде робити впливу на витікання металу, оскільки згідно літературним даним, наприклад [Перлин И.Л., Райтбарг Л.Х. Теория прессования металлов. - M.: Металлургия, 1975. - С.46] середній кут нахилу границі "мертвої" зони в матеріалі заготовки (яка розташована на робочому торці - "дзеркалі" матриці та є прилеглою до контейнеру) до осі контейнера становить 60°. У мертвій зоні метал перебуває в стані пружного стиснення й переміщення його часток у ній не відбувається. Власні експериментальні дані й результати математичного моделювання показують, що збільшення відношення відстані від калібруючого паска каналу • вставки до бічної стінки отвору в робочому торці корпуса до відстані між робочими торцями корпуса й вставки понад 2,75 (що відповідає ctg20°) не робить подальшого впливу, тому що відбувається вирівнювання епюр швидкостей ме 90957 4 тал)' у поперечному перерізі об'єму металу, що пресується, на ділянці між торцями корпуса й вставки. Крім того, збільшення відстані між робочими торцями корпуса та вставки матриці призводить до росту сили пресування й необхідної товщини складеної матриці. Суть пропонуємого винаходу пояснюється кресленням, на якому зображена схема інструмента. Фіг.1 - загальний вид інструмента для пресування біметалевих виробів; Фіг.2 - складена матриця. Інструмент складається з контейнера 1 для установки в ньому складеної заготовки з матеріалів внутрішнього й зовнішнього шарів виробу, прес-штемпеля 2. виконаного з можливістю переміщення до матриці уздовж осі контейнера 1 і складеної матриці, що включає корпус 3 і вставку 4 з можливістю переміщення вставки 4 у напрямку пресування. У контакті з металом заготовки можуть бути такі елементи складеної матриці: робочий торець 5 корпуса 3 матриці, бічна стінка 9 отвору в робочому торці 5 корпуса 3 та робочий торець 6 вставки 4, які обмежують форкамеру 7. Калібруючий пасок 10 утворює робочий канал 8. Інструмент працює таким чином. У контейнер 1 завантажують складену поздовжшарову заготовку. За допомогою пресштемпеля 2 заготовку розпресовують, після чого метал заготовки заповнює об'єм між корпусом 3 і вставкою 4 з боку їхніх робочих торців 5 і 6 - форкамеру 7, після чого відбувається утворення мертвих зон на робочих торцях 5 і 6 корпуса 3 і вставки 4 та починається витікання металу через канал 8 вставки 4. У процесі пресування вставку 4 переміщують у напрямку пресування, збільшуючи відношення відстані b від калібруючого паска 10 каналу 8 вставки 4 до бічної стінки 9 отвору в робочому торці корпуса (форкамери 7) до відстані між робочими торцями корпуса й вставки знаходиться в межах від 0,57 до 2,75. В результаті цього відбувається збільшення площі контакту між металом оболонки й внутрішньою стінкою корпуса матриці та, як наслідок, зростання сил тертя на зазначеному контакті, що забезпечує рівномірність розподілу в поперечному перерізі форми й розмірів шарів по довжині прес-виробу. Винахід, що заявляється, ґрунтується на теоретичних розрахунках, підтверджених експериментами по пресуванню біметалевих прес-виробів на вертикальному гідравлічному пресі зусиллям 10 MH. Варіювалося відношення об'ємів оболонки з алюмінієвого сплаву АД31 та сердечника з магнієвого сплаву МА2 в межах від 2,5 до 17,3. Пресування вели з коефіцієнтами витяжки від 22 до 49. Отриманні дані свідчать про те, що цей процес може бути багаторазово відтворений у виробництві. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 90957 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601