PL178829B1 - Sposób tłoczenia materiałów - Google Patents

Abstract

1. Sposób tłoczenia materiałów, w którym plastyczne odkształcenie materiału uzyskane jest w wyniku współoddziaływania narzędzi kształtujących: stempla i matrycy, przemieszczanych względnie pod naciskiem złożonym w którym na zgodny z osią tłoczenia nacisk statyczny nałożony jest nacisk rewersyjny, znamienny tym, że nacisk rewersyjny (RS)stanowi obciążenie skręcająco-zwrotne wywierane wokół osi tłoczenia (O) między narzędziami kształtującymi (M, S) a materiałem, z częstotliwością rewersji nie mniejszą od 0,1 Hz. 2. Sposób tłoczenia materiałów, w którym plastyczne odkształcenie materiału uzyskane jest w wyniku współoddziaływania narzędzi kształtujących: stempla i matrycy, przemieszczanych względnie pod naciskiem złożonym - w którym na zgodny z osią tłoczenia nacisk statyczny nałożony jest nacisk rewersyjny, znamienny tym, że nacisk rewersyjny (RP) stanowi obciążenie prostoliniowo-zwrotne wywierane w płaszczyźnie prostopadłej do osi tłoczenia (O) między narzędziami kształtującymi (M, S) a materiałem z częstotliwością nie mniejszą niż 0,1 Hz, przy czym w kolejnym cyklu rewersji zmienianyjest jej kierunek względem osi tłoczenia (O) o kątśrodkowy (ω).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób tłoczenia materiałów, stosowany zwłaszcza podczas tłoczenia metali i stopów metali z dużym odkształceniem.

Powszechnie znany sposób tłoczenia polega na wciskaniu stempla w materiał, który - najczęściej w formie płaskiego arkusza - umieszczony jest na matrycy. Otrzymany w wyniku wyrób o kształcie jednostronnie otwartego pojemnika ma wymiary wyznaczone przez średnicę stempla i matrycy oraz wysokość odpowiadającą wielkości wzajemnego ich przesuwu. Stosunek wysokości wytłoczki uzyskanej w jednej operacji do jej średnicy zależy głównie od rodzaju materiału i warunków tłoczenia. W celu uzyskania korzystnego rezultatu często stosuje się przetrzymywanie materiału dookoła strefy tłoczonej i podgrzewanie. Znanyj est również - z polskiego opisu patentowego nr 62 843 - sposób tłoczenia, w którym zwiększone odkształcenie plastyczne materiału uzyskane jest w wyniku współoddziaływania narzędzi kształtujących: stempla i matrycy, przemieszczanych pod naciskiem ukierunkowanym zgodnie z osiątłoczenia a stanowiącym wynik superpozycji odkształceń od nacisku statycznego i nacisku rewersyjnego. W opisanym rozwiązaniu stempel wywiera nacisk statyczny, a matryca wprowadzana jest pod naciskiem rewersyjnym w dodatkowy ruch posuwisto-zwrotny, zgodny z osią tłoczenia.

Uogólniona idea niniejszego wynalazku polega na wymuszeniu dodatkowego odkształcenia poprzez nacisk rewersyjny w płaszczyźnie prostopadłej do osi tłoczenia, według której wywierany jest nacisk statyczny. Idea wynalazcza realizowana jest dwoma rozwiązaniami.

W pierwszym sposobie według wynalazku nacisk rewersyjny stanowi obciążenie skręcająco-zwrotne wywierane wokół osi tłoczenia między narzędziami kształtującymi a materiałem, z częstotliwością rewersji nie mniejszą od 0,1 Hz.

Według drugiego sposobu tłoczenia nacisk rewersyjny stanowi obciążenie prostoliniowo-zwrotne wywierane w płaszczyźnie prostopadłej do osi tłoczenia między narzędziami kształtującymi a materiałem z częstotliwościąnie mniejsząniż 0,1 Hz. W kolejnym cyklu rewersji zmieniany jest jej kierunek względem osi tłoczenia o kąt środkowy.

Wprowadzone oddziaływania nadąjąjakościowo nowe warunki w sferze naprężeń, tarcia między materiałem i narzędziami kształtującymi, tarcia wewnątrz materiału. Rewersyjne odkształcenie w kierunku prostopadłym do osi tłoczenia powoduje rozładowanie naprężeń rozciągających, zmianę strukturalnych powiązań międzykrystalicznych, właściwości plastycznych materiału. Proces wyko178 829 nywany ze zmianą drogi odkształcenia pozwala uzyskać znaczną smukłość wytłoczki przy niewielkim zużyciu energii, i to również w niskiej temperaturze.

Wynalazek przybliżony jest opisem dwóch przykładowych sposobów tłoczenia, zobrazowanych na rysunku schematami układu narzędzi kształtujących z zaznaczeniem usytuowania i kierunków zastosowanych nacisków roboczych. Figury 1 i 2 dotyczą pierwszego przykładu tłoczenia - widoku z boku i z góry, a fig. 3 i 4 obrazują zasady tłoczenia drugim sposobem według wynalazku.

W sposobie zobrazowanym na fig. 1 i 2 krążek z wyżarzonej, niskowęglowej blachy stalowej o zawartości 0,4% C, średnicy 72 mm i grubości g = 1 mm, poddany został procesowi tłoczenia stemplem S o średnicy d = 30 mm w matrycy M, której otwór roboczy miał średnicę D = 32 mm. Stempel S obciążany był naciskiem złożonym z: nacisku statycznego P - zgodnego z osią tłoczenia O i nadającemu prędkość liniową stempla S 1 cm/min , oraz z nacisku rewersyjnego RS - w postaci cyklicznie nawrotnego momentu skręcającego, przyłożonego w osi tłoczenia O. Nacisk rewersyjny RS prowadzony był z częstotliwością 1 Hz i amplitudą±8°. W temperaturze pokojowej, bez podgrzewania materiału uzyskano wytłoczkę o wysokości 35 mm. Tłoczenie prowadzone przy wyłączonym nacisku rewersyjnym RS, tylko pod naciskiem statycznym P prowadziło każdorazowo do zniszczenia materiału.

W drugim przykładzie realizacji sposobu według wynalazku - pokazanym, schematycznie na fig. 3 i 4, taki sam krążek materiału jak stosowany w powyżej opisanej operacji tłoczenia poddano obróbce narzędziami kształtującymi: stemplem S o średnicy d=24 mm w matrycy o średnicy D = 32 mm. Stempel S oprócz nacisku statycznego P oddziaływał na blachę naciskiem rewersyjnym RP, wprowadzany w ruch cykliczny prostoliniowo-zwrotny w płaszczyźnie prostopadłej do osi tłoczenia O. Kierunek nacisku rewersyjnego RP - wykonywanego z częstotliwością 2 Hz i amplitudą A = 0,3 mm - zmieniany był w każdym cyklu o kąt środkowy ω = 1°. Tłoczenie materiału przy tym sposobie prowadzone jest oczywiście przy wyłącznie czołowym oddziaływaniu stempla S - co wynika z wymiarowego warunku: d + 2A<D-2g, a który w tej operacji miał wartości: 24 + 2x0,3 <32-2x1,0. Uzyskano wytłoczkę o wysokości 33 mm i tak samo jak w powyżej opisanym przykładzie próba tłoczenia z wyłączonym naciskiem RP powodowała zniszczenie materiału już przy znacznie niższej wysokości - 22 mm.

Względność ruchów narzędzi kształtujących i materiału pozwala w sposób oczywisty przeprowadzić przedstawione sposoby tłoczenia również w innych warunkach przyłożenia obciążeń. Według pierwszego sposobu tłoczenia narzędzie lub narzędzia kształtujące mogą być rewersyjnie skręcane względem materiału, ale naciskiem rewersyjnym RS może być również obciążony materiał, a stempel lub matryca naciskiem statycznym P. Podobna sytuacja dotyczy drugiego sposobu tłoczenia z naciskiem rewersyjnym RP prostopadłym do osi tłoczenia O. Możliwa jest również realizacja wynalazku przy szczególnym, doborze charakteru nacisku rewersyjnego, przykładowo przez zastosowanie przerw między kolejnymi ruchami nawrotnymi.

178 829

fig.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób tłoczenia materiałów, w którym plastyczne odkształcenie materiału uzyskane jest w wyniku współoddziaływania narzędzi kształtujących: stempla i matrycy, przemieszczanych względnie pod naciskiem złożonym - w którym na zgodny z osiątłoczenia nacisk statyczny nałożony jest nacisk rewersyjny, znamienny tym, że nacisk rewersyjny (RS) stanowi obciążenie skręcająco-zwrotne wywierane wokal osi tłoczenia (O) między narzędziami kształtującymi (M, S) a materiałem, z częstotliwością rewersji nie mniejszą od 0,1 Hz.
2. 2. Sposób tłoczenia materiałów, w którym plastyczne odkształcenie materiału uzyskane jest w wyniku współoddziaływania narzędzi kształtujących: stempla i matrycy, przemieszczanych względnie pod naciskiem złożonym - w którym na zgodny z osiątłoczenia nacisk statyczny nałożony jest nacisk rewersyjny, znamienny tym, że nacisk rewersyjny (RP) stanowi obciążenie prostoliniowo-zwrotne wywierane w płaszczyźnie prostopadłej do osi tłoczenia (O) między narzędziami kształtującymi (M, S) a materiałem z częstotliwością nie mniejszą niż 0,1 Hz, przy czym w kolejnym cyklu rewersji zmieniany jest jej kierunek względem osi tłoczenia (O) o kąt środkowy (co).