×
10.05.2015
216.013.4885

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАСТИЧЕСКОГО СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002550072
Дата охранного документа
10.05.2015
Аннотация: Изобретение относится к обработке металлов давлением с использованием интенсивной пластической деформации и предназначено для пластического структурообразования металлов, а именно для упрочнения металлов в процессе обработки. Устройство включает матрицу с пересекающимися каналами равного поперечного сечения и пуансон. Снижение сил трения между деформируемой заготовкой и каналами матрицы, повышение пластичности материала заготовки перед ее входом в очаг пластической деформации обеспечивается за счет того, что контур поперечного сечения каналов матрицы больше контура поперечного сечения деформируемой заготовки, пуансон выполнен в виде штока поршня гидроцилиндра, штоковая полость которого гидравлически связана с источником жидкой смазки, при этом контур поперечного сечения штока поршня не более контура поперечного сечения деформируемой заготовки, гидроцилиндр снабжен донной частью, в отверстие которой установлен шток поршня, причем в донной части выполнен охватывающий шток кольцевой паз, в котором концентрично и последовательно установлены термоэлемент, кольцо, выполненное из материала, обладающего эффектом памяти формы, и эластичный уплотнительный элемент, жестко связанный с кольцом и имеющий возможность контакта со штоком. Между торцами матрицы и гидроцилиндра установлен кольцевой уплотнитель, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением с использованием интенсивной пластической деформации и предназначено для пластического структурообразования металлов, а именно для упрочнения металлов в процессе обработки.

Известно устройство для пластического структурообразования металлов, включающее корпус с двумя пересекающимися каналами, и два плунжера, установленные в эти каналы (Авторское свидетельство 492780 от 11.06.1973, опубл. 25.11.1975, бюл. №43, МПК G01N 3/00).

Наиболее близким является устройство для пластического структурообразования металлов, включающее матрицу с пересекающимися каналами равного поперечного сечения и пуансон (Патент US 5513512 от 17.06.1994, опубл. 07.05.1996, МПК B21C 23/00).

Недостатками представленных устройств является действие значительных сил трения в процессе прессования, которое приводит к быстрому износу каналов матрицы, что требует приложения значительных сил для деформации заготовки.

Техническим результатом, на который направлено предлагаемое техническое решение, является снижение сил трения между деформируемой заготовкой и каналами матрицы, повышение пластичности материала заготовки перед ее входом в очаг пластической деформации.

Технический результат достигается тем, что устройство для пластического структурообразования металлов включает матрицу с пересекающимися каналами равного поперечного сечения и пуансон.

Новым является то, что контур поперечного сечения каналов матрицы больше контура поперечного сечения деформируемой заготовки, пуансон выполнен в виде штока поршня гидроцилиндра, штоковая полость которого гидравлически связана с источником жидкой смазки, при этом контур поперечного сечения штока поршня не более контура поперечного сечения деформируемой заготовки, гидроцилиндр снабжен донной частью, в отверстие которой установлен шток поршня, причем в донной части выполнен охватывающий шток кольцевой паз, в котором концентрично и последовательно установлены термоэлемент, кольцо, выполненное из материала, обладающего эффектом памяти формы, и эластичный уплотнительный элемент, жестко связанный с кольцом и имеющий возможность контакта со штоком.

Между торцами матрицы и гидроцилиндра установлен кольцевой уплотнитель.

Благодаря тому что пуансон выполнен в виде штока поршня гидроцилиндра, штоковая полость которого соединена с трубопроводом, по которому на заготовку в процессе деформирования подается жидкая смазка, происходит снижение сил трения в процессе прессования. Участок заготовки, находящийся во входном канале матрицы (предочаговая зона заготовки), на установившейся стадии процесса прессования окружен жидкой смазкой, находящейся под давлением. Величина давления смазки определяется гидродинамическими условиями истечения ее в выходном канале матрицы. При этом его величина должна быть больше контактных напряжений между поверхностями заготовки и стенками выходного канала, обеспечивая истечение жидкой смазки. А так как контактные напряжения между отмеченными поверхностями соизмеримы с пределом текучести обрабатываемого материала, то, в первом приближении, можно предположить, что давление, возникающее в смазке, является высоким гидростатическим давлением. При этом высокое давление смазки, окружающее предочаговую зону заготовки, обеспечивает ее боковую поддержку. В заготовке возникают радиальные сжимающие напряжения, равные давлению жидкой смазки, повышающие пластичность материала заготовки перед его входом в очаг пластической деформации. Кроме того, возникающая боковая поддержка предочаговой зоны заготовки создает условия, уменьшающие или исключающие ее изгиб, позволяя увеличить длину обрабатываемой заготовки.

На фигурах показаны:

Фиг.1 - крайнее верхнее положение устройства перед деформацией заготовки;

Фиг.2 - промежуточное положение устройства при деформации заготовки.

Устройство для пластического структурообразования металлов включает матрицу 1 с пересекающимися входным 2 и выходным 3 каналами равного поперечного сечения и пуансон для деформации заготовки 4, который выполнен в виде штока 5 поршня 6 гидроцилиндра 7. Гидроцилиндр 7 закреплен, например, на траверсе пресса (не показан) и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения. Матрица 1 жестко закреплена на неподвижном столе пресса. Торец 8 матрицы 1 расположен напротив донной части 9 гидроцилиндра 7.

Контур поперечного сечения каналов 2 и 3 матрицы 1 больше контура поперечного сечения деформируемой заготовки 4, например, на величину 0,1…0,5 мм.

Штоковая полость 10 гидроцилиндра 7 гидравлически связана системой трубопроводов 11 с источником жидкой смазки, например машинным маслом с добавками дисульфида молибдена. Контур поперечного сечения штока 5 поршня 6 не более контура поперечного сечения деформируемой заготовки 4. Гидроцилиндр 7 снабжен донной частью 9, в отверстие 12 которой установлен шток 5 поршня 6, причем в донной части 9 выполнен охватывающий шток 5 кольцевой паз 13.

В кольцевой паз 13 донной части 9 гидроцилиндра 7 концентрично и последовательно установлены термоэлемент 14, кольцо 15, выполненное из материала, обладающего эффектом памяти формы, например нитинола, и эластичный уплотнительный элемент 16, жестко связанный с кольцом 15 и имеющий возможность контакта со штоком 5.

Между торцом матрицы 8 и торцом 17 гидроцилиндра установлен кольцевой уплотнитель 18.

Устройство для пластического структурообразования металлов работает следующим образом.

В исходном положении траверса пресса, гидроцилиндр 7 и поршень 6 со штоком 5 находятся в крайнем верхнем положении (Фиг.1), при котором между торцом 8 матрицы 1 и торцом 17 гидроцилиндра 7 образовано пространство, достаточное для обслуживания устройства.

Во входной канал 2 матрицы 1 помещают обрабатываемую заготовку 4. При включении пресса траверса с гидроцилиндром 7 перемещается в сторону матрицы 1, обеспечивая силовой контакт между торцами 17, 8 гидроцилиндра 7 и матрицы 1 соответственно. Одновременно выполняется герметизация образующегося стыка за счет работы кольцевого уплотнения 18 и включается термоэлемент 14. При его включении увеличиваются наружный и внутренний диаметры кольца 15, выполненного из материала, обладающего эффектом памяти формы, увлекая за собою эластичный уплотнительный элемент 16, сообщая тем самым штоковую полость 10 гидроцилиндра 7 через зазор Δ1 с пересекающимися каналами 2, 3 матрицы 1 (Фиг.2).

Шток 5 начинает перемещаться в сторону заготовки 4. При контакте торцов штока 5 и заготовки 4 последняя ориентируется относительно входного канала 2 матрицы 1, а жидкая смазка из штоковой полости 10 смазывает заготовку 4 и пересекающиеся каналы 2, 3 матрицы 1. Штоковая полость 10 при этом остается заполненной жидкой смазкой, так как при ее истечении из последней в ней образуется вакуум, препятствующий течению наполнителя по каналам 2, 3 матрицы 1.

При дальнейшем перемещении штока 5 поршня 6 вниз заготовка 4 начинает пластически деформироваться в очаге пластической деформации, находящемся в зоне пересечения каналов 2, 3 матрицы 1.

Материал заготовки 4, перемещаясь в выходной канал 3 матрицы 1, стремится полностью заполнить его диаметр с образованием контакта со стенками канала 3 и тем самым загерметизировать выходной канал 3 матрицы 1.

При этом поршень 6, продолжая перемещаться вниз, сжимает смазку в штоковой полости 10 и зазорах Δ2 и Δ3 между поверхностями заготовки 4 и пересекающимися каналами 2, 3 матрицы 1 (Фиг.2). Возникающее высокое давление смазки в зазорах Δ2 и Δ3 нарастает и преодолевает контактные нагрузки между входным каналом 3 матрицы 1 и деформируемой заготовкой 4.

Между заготовкой 4, прошедшей очаг деформации, и стенкой выходного канала 3 матрицы 1 устанавливаются взаимосвязанные давление жидкой смазки и оптимальный зазор Δ3, заполненный этой смазкой. Величина зазора Δ3, в первом приближении, будет определяться механическими свойствами материала заготовки 4 (например, его склонностью к упрочнению и т.д.), геометрическими параметрами матрицы 1 (например, углом пересечения каналов матрицы, величиной радиусов сопряжения каналов матрицы, шероховатости поверхностей каналов и т.д.), свойствами жидкой смазки (например, вязкостью и т.д.), скоростью прессования заготовки 4 и температурными условиями.

При смещении торца заготовки 4, контактирующего со штоком 5 поршня 6, в зону очага пластической деформации, прекращают перемещение штока 5 вниз. Выключают термоэлемент 14, обеспечивая условия возврата эластичного уплотнительного элемента 16 в исходное положение, то есть вновь охватывать шток 5. По трубопроводу 11 в штоковую полость 10 гидроцилиндра 7 подают жидкую смазку, обеспечивающую перемещение поршня 6 вверх и сброс высокого давления смазки в каналах 2, 3 матрицы 1. Затем траверсе пресса сообщают перемещение вверх, возвращая тем самым устройство в исходное положение и обеспечивая его готовность к повторению описанного цикла прессования следующей заготовки. В процессе ее прессования предыдущая заготовка выталкивается из выходного канала матрицы.

Благодаря тому что контур поперечного сечения каналов матрицы больше контура поперечного сечения деформируемой заготовки, пуансон выполнен в виде штока поршня гидроцилиндра, штоковая полость которого гидравлически связана с источником жидкой смазки, при этом контур поперечного сечения штока поршня не более контура поперечного сечения деформируемой заготовки, гидроцилиндр снабжен донной частью, в отверстие которой установлен шток поршня, причем в донной части выполнен охватывающий шток кольцевой паз, в котором концентрично и последовательно установлены термоэлемент, кольцо, выполненное из материала, обладающего эффектом памяти формы, и эластичный уплотнительный элемент, жестко связанный с кольцом и имеющий возможность контакта со штоком, и между торцами матрицы и гидроцилиндра установлен кольцевой уплотнитель, достигается снижение сил трения между деформируемой заготовкой и каналами матрицы, повышение пластичности заготовки перед ее входом в очаг пластической деформации.


УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАСТИЧЕСКОГО СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАСТИЧЕСКОГО СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 103.
10.04.2014
№216.012.b3e8

Способ диагностики колебаний рабочего колеса турбомашины

Изобретение относится к авиадвигателестроению и энергомашиностроению и может найти применение при доводке газотурбинных двигателей (ГТД), а также для создания систем диагностики колебаний. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и надежности диагностики колебаний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511773
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b451

Устройство для регулировки угла поворота лопаток направляющего аппарата компрессора

Изобретение относится к области газотурбостроения судового и промышленного назначения и может найти применение при проектировании промышленных и судовых компрессоров с поворотными направляющими аппаратами. Устройство регулировки угла поворота лопаток направляющего аппарата компрессора содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511880
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.04.2014
№216.012.bd70

Способ электрохимической обработки лопаток с двумя хвостовиками газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области размерной электрохимической обработки металлов и сплавов и может быть использовано для изготовления лопаток с двумя хвостовиками газотурбинного двигателя. В способе осуществляют формообразование лопатки при подаче напряжения на электроды-инструменты и заготовку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514236
Дата охранного документа: 27.04.2014
20.05.2014
№216.012.c4f8

Способ обработки давлением длинномерных заготовок

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в производстве проволоки, полос, труб, прутков круглого и фасонного сечений прессованием, волочением, редуцированием. Осуществляют подачу заготовки в контейнер, который устанавливают на входе в матрицу, создают в нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516183
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c743

Судовой зубчатый реверсивный редуктор

Изобретение относится к редукторостроению, в частности к судовым зубчатым реверсивным редукторам с фрикционными муфтами с гидравлическим управлением для соединения валов. В судовом зубчатом реверсивном редукторе между двумя соосно установленными ведомыми валами (5, 7) выполнено находящееся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516770
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.05.2014
№216.012.cb34

Способ обнаружения трещин на деталях вращения

Использование: для обнаружения трещин на деталях вращения. Сущность изобретения заключается в том, что наличие трещины на контролируемом изделии определяют при получении порогового сигнала вихретокового преобразователя, при этом деталь вращают, а вихретоковый преобразователь скользит по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517786
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.d038

Жаропрочный сплав на основе никеля для литья деталей горячего тракта газотурбинных установок

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным жаропрочным коррозионно-стойким сплавам на основе никеля, и может быть использовано для изготовления литьем деталей горячего тракта газотурбинных установок, например рабочих лопаток газотурбинного двигателя с равноосной, направленной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519075
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d121

Зубчатый редуктор с системой уплотнений валов и фрикционной муфтой с гидравлическим управлением

Изобретение относится к области редукторостроения. Зубчатый редуктор с системой уплотнений валов и фрикционной муфтой с гидравлическим управлением содержит корпус (1) с масляным картером (2), фрикционную муфту (8) с гидравлическим управлением, установленные на корпусе (1) насос (17) смазки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519308
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d6df

Ступень турбины гтд с отверстиями отвода концентрата пыли от системы охлаждения

Ступень турбины газотурбинного двигателя, выполненного с отверстиями отвода концентрата пыли от системы охлаждения, содержит рабочие и сопловые охлаждаемые лопатки, образующие проточную часть турбины, аппарат закрутки с отверстиями для подвода охлаждающего воздуха в систему охлаждения элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520785
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d774

Жаропрочный никелевый сплав, обладающий высоким сопротивлением к сульфидной коррозии в сочетании с высокой жаропрочностью

Изобретение относится к области металлургии, в частности к никелевым сплавам, и может быть использовано при производстве сопловых и рабочих охлаждаемых лопаток газотурбинных двигателей и установок. Жаропрочный никелевый сплав, обладающий высоким сопротивлением к сульфидной коррозии в сочетании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520934
Дата охранного документа: 27.06.2014
Показаны записи 11-20 из 64.
10.04.2014
№216.012.b3e8

Способ диагностики колебаний рабочего колеса турбомашины

Изобретение относится к авиадвигателестроению и энергомашиностроению и может найти применение при доводке газотурбинных двигателей (ГТД), а также для создания систем диагностики колебаний. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и надежности диагностики колебаний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511773
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b451

Устройство для регулировки угла поворота лопаток направляющего аппарата компрессора

Изобретение относится к области газотурбостроения судового и промышленного назначения и может найти применение при проектировании промышленных и судовых компрессоров с поворотными направляющими аппаратами. Устройство регулировки угла поворота лопаток направляющего аппарата компрессора содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511880
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.04.2014
№216.012.bd70

Способ электрохимической обработки лопаток с двумя хвостовиками газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области размерной электрохимической обработки металлов и сплавов и может быть использовано для изготовления лопаток с двумя хвостовиками газотурбинного двигателя. В способе осуществляют формообразование лопатки при подаче напряжения на электроды-инструменты и заготовку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514236
Дата охранного документа: 27.04.2014
20.05.2014
№216.012.c743

Судовой зубчатый реверсивный редуктор

Изобретение относится к редукторостроению, в частности к судовым зубчатым реверсивным редукторам с фрикционными муфтами с гидравлическим управлением для соединения валов. В судовом зубчатом реверсивном редукторе между двумя соосно установленными ведомыми валами (5, 7) выполнено находящееся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516770
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.05.2014
№216.012.cb34

Способ обнаружения трещин на деталях вращения

Использование: для обнаружения трещин на деталях вращения. Сущность изобретения заключается в том, что наличие трещины на контролируемом изделии определяют при получении порогового сигнала вихретокового преобразователя, при этом деталь вращают, а вихретоковый преобразователь скользит по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517786
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.d038

Жаропрочный сплав на основе никеля для литья деталей горячего тракта газотурбинных установок

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным жаропрочным коррозионно-стойким сплавам на основе никеля, и может быть использовано для изготовления литьем деталей горячего тракта газотурбинных установок, например рабочих лопаток газотурбинного двигателя с равноосной, направленной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519075
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d121

Зубчатый редуктор с системой уплотнений валов и фрикционной муфтой с гидравлическим управлением

Изобретение относится к области редукторостроения. Зубчатый редуктор с системой уплотнений валов и фрикционной муфтой с гидравлическим управлением содержит корпус (1) с масляным картером (2), фрикционную муфту (8) с гидравлическим управлением, установленные на корпусе (1) насос (17) смазки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519308
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d6df

Ступень турбины гтд с отверстиями отвода концентрата пыли от системы охлаждения

Ступень турбины газотурбинного двигателя, выполненного с отверстиями отвода концентрата пыли от системы охлаждения, содержит рабочие и сопловые охлаждаемые лопатки, образующие проточную часть турбины, аппарат закрутки с отверстиями для подвода охлаждающего воздуха в систему охлаждения элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520785
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d774

Жаропрочный никелевый сплав, обладающий высоким сопротивлением к сульфидной коррозии в сочетании с высокой жаропрочностью

Изобретение относится к области металлургии, в частности к никелевым сплавам, и может быть использовано при производстве сопловых и рабочих охлаждаемых лопаток газотурбинных двигателей и установок. Жаропрочный никелевый сплав, обладающий высоким сопротивлением к сульфидной коррозии в сочетании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520934
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.08.2014
№216.012.eaf9

Способ изготовления штамповок лопаток из двухфазного титанового сплава

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении бесприпусковых лопаток из двухфазных титановых сплавов. Исходную заготовку в виде прутка подвергают фасонированию. Затем производят изотермическую штамповку предварительно смазанной и нагретой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525961
Дата охранного документа: 20.08.2014
+ добавить свой РИД