PL233377B1

PL233377B1 - Container of a press for plastic forming of metals and their alloys

Info

Publication number: PL233377B1
Application number: PL41787416A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Bochniak; Andrzej Korbel; Halina Garbacz; Krzysztof Topolski
Original assignee: Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2019-10-31
Also published as: PL417874A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest pojemnik prasy do obróbki plastycznej metali i ich stopów, mający zastosowanie zwłaszcza do kształtowania wyrobów w procesie wyciskania współbieżnego.The subject of the invention is a container of a press for plastic processing of metals and their alloys, which is used especially for shaping products in the process of coextrusion.

Wyciskanie jest rodzajem obróbki plastycznej, powszechnie znanym i stosowanym w przemyśle. Polega ona na tym, że na gorący materiał wsadowy, tzw. wlewek, umieszczony w zbiorniku, wywiera się nacisk za pomocą stempla tak, aby wypływał przez otwory lub szczeliny w matrycy.Extrusion is a type of plastic working, commonly known and used in industry. It consists in the fact that the hot input material, the so-called the ingot, placed in the reservoir, is pressured by a punch so as to flow out through holes or slots in the die.

Z brytyjskiego opisu wynalazku GB851948A znany jest pojemnik prasy do obróbki plastycznej metali, umiejscowiony przylegająco do matrycy stempla, który posiada przestrzeń wypełnianą materiałem wsadowym. Ponadto, pojemnik prasy posiada wewnętrzną tulejkę, chroniącą pojemnik przed działaniem wysokiej temperatury wsadu i uszkodzeniami spowodowanymi mechanicznym oddziaływaniem stempla, zawierającą na jednym końcu poszerzenie wewnętrznej średnicy, ułatwiające wprowadzenie stempla.From the British description of the invention GB851948A, a metal forming press container is known, located adjacent to the punch die, which has a space filled with batch material. In addition, the press container has an internal sleeve to protect the container from high charge temperatures and mechanical damage from the punch, including at one end widening the internal diameter to facilitate insertion of the punch.

Z polskiego opisu patentowego nr PL174474B1, znany jest sposób współbieżnego i przeciwbieżnego wyciskania materiałów metalicznych z wymusze niem dodatkowego odkształcenia plastycznego w strefie ścinania, które realizowane jest za pomocą stempla i matrycy lub jej części, mającej możliwość okresowo zmiennego, obustronnego skręcania względem wyrobu powstającego z wsadu, umieszczonego w pojemniku prasy. Możliwy jest również wariant stosowania sposobu, polegający na okresowo zmiennym, obustronnym skręcaniu wyrobu względem nieruchomej matrycy a także warianty z okresowo zmienną prędkością przesuwania matrycy lub jej elementu względem wyrobu.From the Polish patent description No. PL174474B1, there is known a method of concurrent and counter-rotating extrusion of metallic materials with forced additional plastic deformation in the shear zone, which is carried out by means of a punch and a die or its part, having the possibility of periodically variable, double-sided twisting in relation to the product resulting from the charge placed in the press container. It is also possible to use the method, consisting in periodically variable, double-sided twisting of the product in relation to the fixed matrix, as well as variants with periodically variable speed of moving the matrix or its element in relation to the product.

Inny polski opis patentowy nr PL218673B1, dotyczy procesu wyciskania kątowego. Matryca usytuowana na boku pojemnika prasy jest nieruchoma, a dodatkowe odkształcenia plastyczne w materiale wywoływane są poprzez cykliczne, obustronne skręcanie albo posuwisto-zwrotne przesuwanie trzpienia zamykającego pojemnik od strony przeciwnej niż stempel.Another Polish patent specification no. PL218673B1 relates to an angular extrusion process. The die located on the side of the press container is stationary, and additional plastic deformations in the material are caused by cyclic, double-sided twisting or reciprocating shifting of the pin closing the container from the side opposite to the punch.

Z analizy procesu wyciskania z cyklicznym, obustronnym skręcaniem wynika, że w początkowym etapie procesu, skręcanie wsadu dokonuje się na znacznej jego długości, co sprawia, że przy stosowaniu niewielkiego kąta obrotowego matrycy, dominuje skręcanie o charakterze sprężystym. Z kolei, stosowanie dużego kąta obrotu matrycy nie jest potrzebne, a nawet jest niewskazane w trakcie zaawansowanego procesu, ponieważ prowadzi do szybkiego wzrostu temperatury wyrobu i w efekcie rozrostu ziarn, a więc i niepotrzebnego zużycia energii.The analysis of the extrusion process with cyclic, double-sided twisting shows that in the initial stage of the process, twisting of the charge takes place over its considerable length, which means that when using a small rotary angle of the die, elastic twisting dominates. On the other hand, the use of a large angle of rotation of the die is not necessary, and even inadvisable during an advanced process, because it leads to a rapid increase in product temperature and, as a result, grain growth, and thus unnecessary energy consumption.

Istota pojemnika prasy do obróbki plastycznej metali i ich stopów umiejscowionego przylegająco do matrycy i stempla, o przestrzeni wypełnianej materiałem wsadowym, jest to, że posiada co najmniej jeden rozłączny element ograniczający umiejscowiony na ścianie równoległej do osi pojemnika, którego przekrój poprzeczny, stanowi co najmniej 0,2% powierzchni przekroju poprzecznego przestrzeni wewnętrznej pojemnika. Korzystnym jest, gdy że rozłączny element ograniczający posiada średnicę o wielkości co najmniej 3 mm i jest umiejscowiony w odległości nie mniejszej niż 0,5 mm i nie większej niż 120 mm od czoła matrycy. Również korzystnym jest, gdy rozłączny element ograniczający posiada wydłużony kształt w kierunku równoległym do osi pojemnika.The essence of the container of the press for plastic processing of metals and their alloys located adjacent to the die and the punch, with the space filled with the batch material, is that it has at least one detachable limiting element located on a wall parallel to the container axis, the cross-section of which is at least 0 , 2% of the cross-sectional area of the interior space of the container. It is preferred that the detachable restriction element has a diameter of at least 3 mm and is located at a distance of not less than 0.5 mm and not more than 120 mm from the face of the die. It is also preferred that the detachable restraint element has an elongated shape in a direction parallel to the axis of the container.

Zaletą wynalazku jest skrócenie czasu potrzebnego do zainicjowania wypływu metalu przez matrycę, co dla konkretnego procesu odbywa się w warunkach stosowania maksymalnej siły nacisk u stempla, a tym samym obniżenia zużycia energii i poprawę trwałości narzędzi roboczych prasy. Wynalazek, może być stosowany dla wsadów litych, rozdrobnionych czy proszkowych, lub ich kombinacji, przy wyciskaniu profili prostych i o złożonych przekrojach, w tym prętów i rur.The advantage of the invention is the reduction of the time needed to initiate the flow of metal through the die, which for a specific process takes place under the conditions of using the maximum pressure on the punch, thus reducing energy consumption and improving the durability of the working tools of the press. The invention can be used for solid, comminuted or powder charges, or a combination thereof, for the extrusion of simple profiles and complex sections, including rods and pipes.

Rozwiązanie według wynalazku zostało przedstawione, na schematycznym rysunku, który przedstawia pojemnik prasy w przekroju wzdłużnym.The solution according to the invention is shown in the schematic drawing which shows the press container in longitudinal section.

W przykładowym wykonaniu pojemnika 2, na jego bocznej ściance, w odległości 25 mm od czoła matrycy 3, zamocowany jest rozłączny element ograniczający 6 w postaci stalowego kołka o średnicy 5 mm, którego przekrój poprzeczny, stanowi 1% powierzchni przekroju poprzecznego przestrzeni wewnętrznej pojemnika 2.In an exemplary embodiment of the container 2, a detachable limiting element 6 in the form of a steel pin 5 mm in diameter, the cross-section of which is 1% of the cross-sectional area of the inner space of the container 2, is mounted on its side wall at a distance of 25 mm from the face of the die 3.

W celu dokładniejszego scharakteryzowania wynalazku można opisać przykład jego działania. Pod wpływem nacisku stempla 1, wsad 4 przemieszcza się w kierunku matrycy 3 i wychodzi poza otwór we wprowadzanej w nawrotny ruch obrotowy matrycy 3, jako gotowy wyrób 5. Długość skręcanego wsadu 4 jest ograniczona do odcinka umiejscowionego w pobliżu matrycy 3. Jest to osiągane w ten sposób, że w trakcie trwania procesu wyciskania, wsad 4 przesuwany w kierunku matrycy 3 napotyka rozłączny element ograniczający 6, który ogranicza obracanie odcinka wsadu 4;In order to characterize the invention more precisely, an example of its operation can be described. Under the pressure of the punch 1, the load 4 moves towards the die 3 and extends beyond the opening in the reversing die 3 as a finished product 5. The length of the twisted load 4 is limited to a section close to the die 3. This is achieved in in that, while the extrusion process is in progress, the load 4 moved towards the die 3 meets the detachable restraining member 6 which restricts the rotation of the portion of the load 4;

PL 233 377 Β1 znajdującego się przed rozłącznym elementem ograniczającym 6. Obustronnemu obracaniu ulega więc tylko ta część wsadu 4, która aktualnie znajduje się pomiędzy matrycą 3 i rozłącznym elementem ograniczającym 6.PL 233 377 Β1 located in front of the detachable limiting element 6. Thus, only the portion of the charge 4 which is actually located between the die 3 and the detachable limiting element 6 is rotated on both sides.

Claims

Patent claims

1. Container of a press for plastic working of metals and their alloys, located adjacent to the die and the punch, with a space filled with the batch material, characterized by the fact that it has at least one detachable limiting element (6) located on a wall parallel to the container axis (2), the cross section of which is at least 0.2% of the cross sectional area of the inner space of the container (2).

2. A container according to claim The method of claim 1, characterized in that the detachable restriction element (6) has a diameter of at least 3 mm and is located at a distance of not less than 0.5 mm and not more than 120 mm from the die face (3).

3. A container according to claim The device of claim 1, characterized in that the detachable limiting element (6) has an elongated shape in a direction parallel to the axis of the container (2).