гидравлический пресс высокого давления

Формула изобретения

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащий контейнер с полостью для экструдируемой заготовки и для среды, передающей высокое давление на заготовку, установленный в полости контейнера рабочий инструмент, включающий матрицу, расположенный соосно с контейнером мультипликатор с поршнем и плунжером для воздействия на передающую высокое давление среды и соединительный элемент с каналом для связи нагнетательной полости мультипликатора с полостью контейнера, отличающийся тем, что гидравлический пресс снабжен станиной, в которой смонтированы в вертикальном положении контейнер и мультипликатор, рабочий инструмент снабжен съемным затвором для крепления матрицы в контейнере, неподвижно смонтированным в полости контейнера неподвижным бойком и подвижным бойком, установленным в полости котейнера с возможностью взаимодействия с торцом плунжера мультипликатора и перемещения навстречу неподвижному бойку, при этом на обращенных одна к другой сторонах бойков выполнены ручьи для штамповки дополнительной заготовки, а бойки выполнены с каналами, соединяющими полость мультипликатора для среды высокого давления с участками полости контейнера, предназначенным для размещения экструдируемой и штампуемой заготовок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к конструкциям гидравлических прессов, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Известен гидравлический пресс, содержащий станину, выполненную в виде двух полуцилиндрических ригелей и четырех стоек, двухслойный контейнер высокого давления, мультипликатор и рабочий инструмент [1]

К недостаткам данного пресса относятся громоздкая сложная станина и ограниченная номенклатура получаемых изделий, так как данный пресс предназначен только для гидроэкструзии.

Также известен гидравлический пресс, содержащий станину, мультипликатор, контейнер высокого давления, резьбовой затвор и рабочий инструмент [2]

К недостаткам данного пресса относятся громоздкая сложная станина и ограниченная номенклатура получаемых изделий, так как данный пресс предназначен только для гидроэкструзии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является гидравлический пресс высокого давления, содержащий контейнер с полостью для экструзируемой заготовки и для среды, передающей высокое давление на заготовку, установленный в полости контейнера рабочий инструмент, включающий матрицу, расположенный соосно контейнеру мультипликатор с поршнем и плунжером для воздействия на передающую высокое давление среду и соединительный элемент с каналом для связи нагнетательной полости мультипликатора с полостью контейнера [3]

Недостатками данного пресса являются громоздкая сложная станина и ограниченная номенклатура получаемых изделий.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является расширение номенклатуры получаемых изделий.

Указанный технический результат достигается тем, что гидравический пресс высокого давления, содержащий контейнер с полостью для экструдируемой заготовки и для среды, передающей высокое давление на заготовку, установленный в полости контейнера рабочий инструмент, включающий матрицу, расположенный соосно контейнеру мультипликатор с поршнем и плунжером для воздействия на передающую высокое давление среду, и соединительный элемент с каналом для связи нагнетательной полости мультипликатора с полостью контейнера, снабжен станиной, в которой смонтированы контейнер и мультипликатор, рабочий инструмент снабжен съемным затвором для крепления матрицы в контейнере, смонтированным в полости контейнера неподвижным бойком и подвижным бойком, установленным в полости контейнера с возможностью взаимодействия с торцом плунжера мультипликатора и перемещения навстречу неподвижному бойку, при этом на обращенных друг к другу сторонах бойков выполнены ручьи для штамповки дополнительной заготовки, а бойки выполнены с каналами, соединяющими полость мультипликатора для среды высокого давления с участками полости контейнера, предназначенными для размещения экструдируемой заготовки и штампуемой заготовки.

Расположение контейнера и мультипликатора в станине в совокупности со съемным затвором позволяет создать компактную конструкцию для восприятия усилия штамповки и высокого давления рабочей среды во время рабочего хода пресса, а также разъем для загрузки-выгрузки изделий и для смены рабочего инструмента во время пауз в работе пресса, что способствует расширению номенклатуры получаемых изделий.

Снабжение рабочего инструмента смонтированным в полости контейнера неподвижным бойком и подвижным бойком, установленным в полости контейнера с возможностью взаимодействия с торцом плунжера мультипликатора и перемещения навстречу неподвижному бойку, позволяет использовать гидравлический пресс помимо гидроэкструзии также и для других видов штамповки, например для объемной штамповки, что тоже расширяет номенклатуру получаемых изделий. При этом форма обращенных друг к другу сторон бойков задается в соответствии с видом штамповки дополнительной заготовки.

Выполнение бойков с каналами, соединяющими полость мультипликатора для среды высокого давления с участками полости контейнера, предназначенными для размещения экструдируемой заготовки и штампуемой заготовки, обеспечивает равномерное давление рабочей среды во всем рабочем пространстве гидравлического пресса, что позволяет за счет гидроэкструзии в матрице заготовок различных размеров из различных материалов регулировать давление рабочей среды в зависимости от конструкции штампуемой в бойках дополнительной детали и штамповать с высокой точностью детали сложной конфигурации за счет значительного повышения пластичности металла дополнительной заготовки в процессе деформации в условиях всестороннего сжатия рабочей среды. Для обеспечения требуемого характера изменения давления рабочей среды в процессе штамповки дополнительной заготовки вместо гидроэкструзии могут быть использованы другие процессы штамповки, например формовка-вытяжка листового материала, которая в свою очередь может осуществляться непосредственно сжатой рабочей средой или ею же через эластичную диафрагму или через жесткий инструмент. Таким образом, номенклатура получаемых изделий значительно расширяется. Помимо этого каналы в подвижном бойке упрощают конструкцию гидравлического пресса, в частности отпадает необходимость оснащения подвижного бойка уплотнением высокого давления.

На чертеже представлен гидравлический пресс, продольный разрез.

Пресс состоит из трубной станины 1, в нижней части которой расположен мультипликатор 2, закрытый крышкой 3, корпус 4 которого выполнен за одно целое со станиной 1. В мультипликаторе 2 установлен поршень 5, соединенный с плунжером 6. В верхней части станины 1 запрессован контейнер высокого давления 7, закрытый неподвижным 8 и съемным 9 затворами. В верхней части контейнера высокого давления 7 расположен рабочий инструмент 10 с экструдируемой заготовкой 11, подпружиненной пружиной 12. С рабочим инструментом 10 резьбовым соединением связан неподвижный боек 13. В нижней части контейнера высокого давления 7 расположен подвижный боек 14, а полость которого уложена дополнительная заготовка 15. На обращенных друг к другу поверхностях бойков 13 и 14 выполнены ручьи для штамповки дополнительной заготовки 15. Исходное положение перед началом работы пресса. Подвижный боек 14 и плунжер 6 с поршнем 5 находится в нижнем положении. Съемный затвор 9 и рабочий инструмент 10 с экструдируемой заготовкой 11, пружиной 12 и неподвижным бойком 13 удалены из пресса.

Пресс работает следующим образом.

В рабочую полость подвижного бойка 14 укладывается дополнительная заготовка 15, затем в контейнер высокого давления 7 устанавливается рабочий инструмент 10 в сборке с экструдируемой заготовкой 11, пружиной 12 и неподвижным бойком 13, после чего контейнер 7 закрывается съемным затвором 9. Через отверстия в затворе 9 и рабочем инструменте 10 (при отжатой экструдируемой заготовке 11), а также через каналы в неподвижной 13 и подвижном 14 бойках внутреннее рабочее пространство пресса заполняется передающей давление рабочей средой, при этом воздух из рабочего пространства вытесняется в атмосферу. Пресс готов к работе.

После этого под поршень 5 подается жидкость высокого давления, вследствие чего плунжер 6, перемещаясь вверх, сжимает рабочую среду, окружающую заготовки 11 и 15, до контакта плунжера 6 с подвижным бойком 14 (холостой ход мультипликатора). Дальнейшее сжатие рабочей среды сопровождается (под воздействием плунжера 6) движением вверх подвижного бойка 14 до контакта дополнительной заготовки 15 с неподвижным бойком 13 (холостой ход подвижного бойка) и последующей пластической деформацией дополнительной заготовки 15 (рабочий ход подвижного бойка). При достижении давления рабочей среды уровня, необходимого для обеспечения требуемой пластичности металла дополнительной заготовки 15, начинается процесс гидроэкструзии заготовки 11 с уменьшением ее объема в полости рабочего инструмента 10, вследствие чего излишки рабочей среды при дальнейшем ходе мультипликатора перемещаются в вышеназванную полость, причем часть рабочей среды может быть безвозвратно израсходована в виде смазывающей пленки между поверхностью рабочего инструмента 10 и поверхностью экструдируемой заготовки 11.

По окончании пластической деформации дополнительной заготовки 15 процесс гидроэкструзии заготовки 11 также прекращается. Рабочий ход пресса закончен.

Для осуществления обратного хода пресса жидкость высокого давления подается в пространство под поршнем 5, в результате чего последний совместно с плунжером 6 движется вниз, подвижный боек 14 с отштампованным изделием за счет разряжения в рабочей среде также движется вниз, после чего съемный затвор 9 открывается, рабочий инструмент 10 в сборе с экструдированной заготовкой 11, пружиной 12 и неподвижным бойком 13 из контейнера высокого давления 7 удаляются и отштампованное изделие извлекается из пресса. Рабочий инструмент 10 с неподвижным бойком 13 разбираются и после установки следующей экструдируемой заготовки 11 вновь собираются. Рабочий цикл пресса закончен.

Использование изобретения позволяет осуществлять помимо гидроэкструзии также другие виды штамповки, например объемную штамповку, расширяя таким образом номенклатуру получаемых изделий. Кроме того, улучшается качество изделий за счет повышения точности штамповки дополнительных заготовок, повышается коэффициент использования металла, а также гарантируется хорошая повторяемость размеров изделий в партии и равномерное распределение механических свойств. По сравнению с универсальными гидравлическими прессами значительно уменьшаются габаритные размеры и масса предлагаемого пресса, упрощается конструкция и повышается надежность его работы.