Штамп для углового прессования

Полезная модель относится к области обработки давлением цветных металлов и сплавов, преимущественно, на основе алюминия и меди, а именно к устройствам для интенсивной пластической деформации и предназначена для изготовления полуфабрикатов с повышенными механическими свойствами металла за счет интенсивного измельчения структуры и повышения ее однородности. Техническим результатом является повышение интенсивности образования мелкозернистой структуры и уровня механических характеристик материала заготовки за один проход через матрицу штампа. Штамп содержит бандаж 1, в который запрессована матрица, преимущественно состоящая из двух полуматриц 2 и 3, выполненных в виде половин усеченного конуса, положение которых друг относительно друга зафиксировано штифтами 4. В матричном блоке выполнены пересекающиеся приемный канал 5, промежуточный канал 6, а также выходной канал 7. Каналы 5, 6, 7 в поперечном сечении выполнены геометрически идентичными, имеющими определяющий размер а. Межосевое расстояние между приемным и участком промежуточного канала S=a. Промежуточный канал 6 выполнен ломанным и представляет собой, по меньшей мере, три сопряженных под одним и тем же углом участка. Кроме того, штамп включает пуансон 8. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к области обработки давлением цветных металлов и сплавов, преимущественно, на основе алюминия и меди, а именно - к устройствам для интенсивной пластической деформации и предназначена для изготовления полуфабрикатов с повышенными механическими свойствами металла за счет интенсивного измельчения структуры и повышения ее однородности.

Из уровня техники известно устройство для обработки металлов давлением, выполненное в виде матрицы с тремя каналами, а именно приемным, промежуточным и выходным пересекающимися каналами, при этом приемный и выходной каналы выполнены с квадратным сечением (RU 2440210 С1 20.01.2012, B21J 13/02).

Недостатком описанного устройства является малая интенсивность накопления деформаций, ведущая к увеличению числа проходов заготовки через матрицу для достижения мелкозернистой структуры, от которой зависят механические характеристики металла, такие как прочность и пластичность.

Наиболее близким решением к предлагаемой полезной модели по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является известный из уровня техники штамп для углового прессования, содержащий бандаж, пуансон и матрицу с пересекающимися приемным, промежуточным и выходным каналами, выполненными в поперечном сечении геометрически идентичными (RU 2181314 C2 20.04.2002, B21D 25/02).

К недостаткам данного штампа следует отнести отсутствие дополнительно создаваемых деформаций сжатия в промежуточном канале и деформаций растяжения на выходе из промежуточного канала, существенно влияющих на интенсивность накопления деформаций, а значит, и дополнительное измельчение структуры.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является повышение интенсивности образования мелкозернистой структуры и уровня механических характеристик материала заготовки за один проход через матрицу штампа.

Указанный технический результат достигается посредством того, что в штампе для углового прессования, содержащем бандаж, пуансон и матрицу с пересекающимися приемным, промежуточным и выходным каналами, выполненными в поперечном сечении геометрически идентичными, согласно полезной модели, промежуточный канал выполнен ломанным из, по меньшей мере, трех сопряженных под одним и тем же углом участков.

В частном случае выполнения заявленного штампа приемный и выходной каналы расположены соосно.

Заявленная полезная модель поясняется графическими материалами, где:

на фиг.1 схематично изображен штамп для углового прессования;

на фиг.2 -каналы матрицы.

Штамп для углового прессования содержит бандаж 1, в который запрессована матрица, преимущественно состоящая из двух полуматриц 2 и 3, выполненных в виде половин усеченного конуса, положение которых друг относительно друга зафиксировано штифтами 4. В матричном блоке выполнены пересекающиеся приемный канал 5, промежуточный канал 6, а также выходной канал 7. Каналы 5, 6, 7 в поперечном сечении выполнены геометрически идентичными, имеющими определяющий размер а. Межосевое расстояние между приемным и участком промежуточного канала S=a. Промежуточный канал 6 выполнен ломанным и представляет собой, по меньшей мере, три сопряженных под одним и тем же углом (участка. Кроме того, штамп включает пуансон 8.

Каналы 5 и 7, преимущественно, выполняют соосными, что позволяет исключить внецентренные нагрузки на ползун используемого прессового оборудования за счет установки штампа по оси действия деформирующей силы.

Заявленная полезная модель работает следующим образом.

Первоначально на исходную заготовку 9 и пуансон 8 наносят технологический смазочный материал. Геометрические параметры заготовки 9 идентичны геометрическим параметрам приемного канала 6 матрицы. Затем заготовку помещают в приемный канал 5 до соприкосновения с местом сопряжения приемного канала 5 и промежуточного канала 6. Далее пуансон 8 вводят в приемный канал 5 до соприкосновения с верхним торцом заготовки 9. Затем осуществляют процесс проталкивания заготовки 9 до тех пор, пока ее верхний торец не приблизится на 3-5 мм к месту сопряжения приемного канала 5 и промежуточного канала 6. После чего пуансон 8 извлекают из матрицы.

Для осуществления возможности перемещения заготовки 9 из промежуточного канала 6 в выходной канал 7 используют следующую заготовку (на чертеже не показана), идентичную заготовке 9, одну или несколько. Каждая последующая заготовка проталкивает предыдущую через пересекающиеся каналы матрицы. Изменяя направление течения, деформируемая заготовка проходит множество этапов сдвиговой деформации, а именно: один при перемещении заготовки 9 из приемного канала 5 в промежуточный канал 6, два - при прохождении участков промежуточного канала 6 и еще один при перемещении из промежуточного канала 6 в выходной канал 7, что способствует накоплению металлом заготовки за один проход наибольшей суммарной деформации, за счет чего более интенсивно измельчается ее структура. Одновременно повышаются механические характеристики: увеличивается прочность при достаточно высоком уровне пластичности, при этом требуется меньшее количество проходов заготовки через каналы матрицы.

Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает получение указанного технического результата - повышение интенсивности образования мелкозернистой структуры и уровня механических характеристик материала заготовки за один проход через матрицу штампа.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности, неизвестной на дату приоритета из уровня техники, необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для осуществления процесса обработки давлением металлов и сплавов;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованиям условий патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

1. Штамп для углового прессования, содержащий бандаж, пуансон и матрицу с пересекающимися приемным, промежуточным и выходным каналами, выполненными в поперечном сечении геометрически идентичными, отличающийся тем, что промежуточный канал выполнен ломаным, состоящим по меньшей мере из трех сопряженных под одним и тем же углом участков.

2. Штамп по п. 1, отличающийся тем, что приемный и выходной каналы расположены соосно.

РИСУНКИ