Файл: Колпашников А.И. Гидропрессование металлов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 138

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ко, вследствие чего давление жидкости снижается и срав­ нивается с давлением прессования, а движение заготов­ ки прекращается. Для продолжения процесса необходи­ мо повое повышение давления, и тогда весь описанный выше цикл повторяется.

Для устранения этого явления применяют: принуди­ тельное резкое снижение давления в приемнике, заготов­

ки с двойным конусом на

конце или вязкий

демпфер

[121]. При принудительном

снижении

давления умень­

 

шается

вероятность

такого

резкого

 

его

спада,

при

котором

давление

 

жидкости

становится

ниже

давле­

 

ния,

необходимого

для прессования.

 

Применение

заготовки

с

двой­

 

ным

конусом

снижает начальное

 

давление за счет уменьшения

обжа­

 

тия. Вязкий демпфер (рис. 72) уста­

Рис. 72. Конструкция

навливают

на

заднем

торце

заго­

вязкого демпфера

товки.

Он плотно

входит

в прием­

 

ник

устройства

для

прессования.

Выпускные отверстия 2 на демпфере / регулируют ско­ рость перетекания жидкости из кольцевой зоны 5 в зо­ ну 4. Отверстия 2 изготовлены таким образом, чтобы со­ противление, создаваемое вытекающей из них жидко­ стью при нормальном прессовании, было незначитель­ ным. Если начинается ускорение движения заготовки 3, то давление в зоне 5 повышается по сравнению с давле­ нием в зоне 4. В результате возникает дополнительное противодавление, выравнивающее процесс.

Второй причиной, приводящей к выдавливанию ме­ талла рывками, является несоответствие привода сило­ вой установки динамике протекания процесса гидропрес­ сования, т. е. привод не обеспечивает скорости истечения

металла, при которой создаются

и стабильно сохраняют­

ся условия гидродинамического

трения. Stick — sleep-

эффект в данном случае может быть устранен правиль­ ным выбором привода установки, причем основным тре­

бованием является обеспечение оптимальной

скорости

перемещения плунжера, которая на основании

уравне­

ний (67) и (74) должна быть:

 

^(A 3+A„)«TT tga

 



Тсґк, например, itpn холодном

выдавливании сплава AMu

водой' с

вытяжкой

2 давление составляет

4000 ат. Ос­

тальные параметры

следующие: d320 мм; dK

= 30 мм:

h + hi = 5 мкм;

а т

=

12 кГ/мм2;,

а— 15 град.

т] = 1,42Х

При

давлении

4000 ат

вязкость

воды

XIО2

 

г/(см-сек).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По формуле (121) определяем скорость прессования,

необходимую для создания жидкостных условий

трения:

vn

.

2Г -5-1СГ4 -12-10

8 -0,27

,

П ( ]

см/сек.

 

 

>

 

 

 

'— =

1,7-10°

 

 

 

 

32 -3-1,42-10~2

 

 

 

 

 

 

При выдавливании

машинным

маслом, у

 

которого

при

указанных

условиях

ц —5-Ю3

г/(см-сек),

г>п >-

2^48

мм/сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' Расчет показывает, что при выдавливании водой прак­

тически

невозможно

на существующем

оборудовании

обеспечить жидкостные условия трения. И, как показала практика, процесс гидропрессоваиия водой нестабилен. При выдавливании машинным маслом гидродинамиче­ ские условия трения могут быть созданы при использо­ вании в качестве привода серийных вертикальных и гори­

зонтальных гидравлических

прессов.

Полностью

устранить

stick — sleep-эффект удается

применением

схемы гидромеханического прессования,

при этом может быть создан любой режим трения (безу­ словно исходя из возможностей силового привода). Од­

нако

наиболее

 

эффективным

способом

устранения

stick — sleep-эффекта является

гидропрессование с бо­

ковым

усилением

и с активным

 

характером

трения

(см. гл. I I I ) . Этот

способ устраняет основную

причину

появления stick — sleep-эффекта,

а

именно

преоблада­

ние контактных

напряжений

над

давлением

жидко­

сти [60].

 

 

 

 

 

 

 

Высокие скорости истечения металла в конечной ста­

дии прессования

(до 500 м/сек)

требуют разработки спе­

циальных мер для торможения изделий. При проведении экспериментальных исследований эффективным средст­ вом, обеспечивающим торможение изделия, является из­ готовление на заднем торце заготовки утолщения в виде пробки. При разработке промышленной технологии та­ кой способ неприемлем, так как значительно возрастают технологические отходы металла, усложняется процесс удаления изделия из матрицы и не реализуется важное


преимущество процесса гидропрессования — возмож­ ность выдавливания без прессостатка.

Для уменьшения влияния

аккумулированной энер­

гии сжатой жидкости на скорость выхода экструдата и

гидравлическую систему пресса были проведены испыта­

ния по запиранию внутреннего

канала контейнера после

выхода изделия [95]. В результате исследований

пришли

к выводу, что дисковые, фасонные, шариковые,

конус­

ные отсекателн положительно влияют иа работу пресса, незначительно уменьшают скорость выхода экструдата, но уменьшают срок службы матриц, особенно при боль­ ших давлениях, когда энергия удара отсекателя о мат­ рицу значительно возрастает. Для улавливания изделий, выходящих из контейнера с большой скоростью, были использованы ловители с резиновыми, тканевыми и дру­ гими набивками, частично решающие проблему тормо­ жения. В настоящее время испытывают пневматические ловители.

Проведенные авторами исследования различных спо­ собов торможения изделий показали, что надежное «за­ пирание» матрицы достигается применением конической заглушки с пружинным прижимом (см. рис. 71) [64], причем стойкость матрицы не снижается. В последней стадии прессования заглушка перекрывает матрицу и предотвращает разрядку контейнера. Пружина прижи­ мает заглушку к заготовке и тем самым уменьшает уда­ ры заглушки по матрице.

Однако применение заглушек значительно усложняет наладку и создает дополнительные трудности при экс­ плуатации оборудования. В связи с этим приведенный способ торможения изделий в промышленных условиях малоэффективен.

Было разработано устройство с

цанговым

механиз­

мом зажима прессизделия (рис. 73).

 

 

Цанговый

механизм состоит

из поршня 3,

корпуса 9

и конических

сухарей (цанг)

6.

Весь

механизм ввинчи-'

вается снизу

в контейнер 5.

Перед

прессованием пор­

шень и сухари с помощью шариковых замков 4 и пружи­ нок 7 фиксируются в крайнем верхнем положении. В мо­ мент разрядки контейнера жидкость высокого давления 1 устремляется через отверстие в матрице 2 в полость 10. Под действием давления жидкости поршень с большим усилием давит на сухарики 6; сухарики, перемещаясь по


конической поверхности корпуса 9, плотно обхватывают пруток 8. Для повышения надежности торможения на внутренней поверхности сухариков производят насечку. Поршень 3 не требует специальных уплотнений, так как зазоры до 0,1 мм представляют слишком.большое сопро­ тивление для высоко­ скоростного потока жидкости. Для фикса­ ции прутка имеетсязаходной конус и направ­ ляющая втулка. Коль­ цевой цилиндрический фланец иа торце порш­

ня

способствует

повы­

шению

усилия

давле­

ния

на

сухарики

за

счет

увеличения

по­

верхности

контакта с

жидкостью

высокого

давления. Усилие

тор­

можения

можно регу­

лировать,

 

изменяя

угол

конусности

по­

верхности

контакта су­

хариков

и

корпуса.

Длина

тормозного

пу­

ти

зависит

от

длины

направляющей

втулки

поршня.

 

 

 

 

По

окончании

про­

цесса торможения

пру­

ток с определенным усилием подают вверх. Поршень 3 фиксируется шариковыми замками 4, а пружины 7 раз­ мыкают сухари 6, т. е. устройство приводится в исходное рабочее положение и одновременно высвобождается по­ лученное прессизделие.

Принципиально возможен способ торможения прессизделия остановкой движения плунжера в определен­ ной расчетом точке. После остановки движения плунже­ ра жидкость, имеющая избыточную энергию, выдавит определенный объем металла, и процесс истечения пре­ кратится. Однако при повторном прессовании возникнут те же трудности, что и при прессовании с утолщением на конце заготовки, описанном выше.