RU2431537C1 - Device for blast equal-channel angular forming - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metal forming, namely, to metal hardening in processing. Proposed device comprises built-up female die with two intersecting channels and male die. Additionally, this device comprises cover with pin, container to house explosive charge with primer, unit with return mechanism and gas discharge channels, case with central vertical channel and male die dynamic shock damper arranged at top section of female die vertical channel. Said elements are jointed in dovetail way and bolted together. Note that they have through hole for centering purposes.

EFFECT: formation of ultrafine grain structure in metals and alloys.

1 dwg

Description

Изобретение относится к обработке материалов давлением, а именно к устройствам для упрочнения металлов в процессе обработки.The invention relates to the processing of materials by pressure, and in particular to devices for hardening metals during processing.

Известно устройство для интенсивной пластической деформации материалов давлением, содержащее матрицу с расположенными в ней двумя пересекающимися каналами [Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. - М.: Логос, 2000. - С.13, рис.1.1,б].A device for intensive plastic deformation of materials by pressure, containing a matrix with two intersecting channels located in it [Valiev RZ, Alexandrov IV Nanostructured materials obtained by intense plastic deformation. - M .: Logos, 2000. - C.13, Fig.1.1, b].

Данное устройство имеет ограниченные технологические возможности, обусловленные низкой скоростью деформирования и выражающиеся в недостаточной эффективности обработки и невозможности достижения высоких степеней пластических деформаций.This device has limited technological capabilities due to the low deformation rate and expressed in insufficient processing efficiency and the inability to achieve high degrees of plastic deformation.

Известное устройство для динамической обработки материалов, выбранное в качестве прототипа, содержит пороховую пушку с размещенным в ее стволе пуансоном, составную из двух частей матрицу с двумя пересекающимися под углом 90° каналами [RU 2283717 C2, 20.09.2006, с.4].The known device for the dynamic processing of materials, selected as a prototype, contains a powder gun with a punch placed in its barrel, a two-part matrix with two channels intersecting at an angle of 90 ° [RU 2283717 C2, 09.20.2006, p.4].

Недостатками известного технического решения являются громоздкость, сложность оборудования в технологическом и аппаратурном исполнении.The disadvantages of the known technical solutions are the bulkiness, the complexity of the equipment in the technological and equipment performance.

Задачей изобретения является разработка эффективного компактного устройства для равноканального углового прессования заготовок, обеспечивающего формирование ультрамелкозернистой структуры в металлах и сплавах за счет интенсивной пластической деформации.The objective of the invention is to develop an effective compact device for equal channel angular pressing of workpieces, providing the formation of ultrafine-grained structures in metals and alloys due to intense plastic deformation.

Поставленная задача достигается тем, что устройство, содержащее составную матрицу с двумя пересекающими каналами и пуансон, согласно изобретению дополнительно имеет крышку с размещенным в ней бойком, контейнер для размещения порохового заряда с пистоном, блок с пружинно-возвратным механизмом и газоотводящими каналами, корпус с центральным вертикальным каналом и гаситель динамического удара пуансона в верхней части вертикального канала составной матрицы с двумя пересекающими каналами, закрепленные между собой по типу «ласточкин хвост» и болтовым соединением, а также имеющие сквозное отверстие для центрирования.The task is achieved in that the device containing a composite matrix with two intersecting channels and a punch, according to the invention additionally has a lid with a striker placed in it, a container for placing a powder charge with a piston, a unit with a spring-return mechanism and gas exhaust channels, a body with a central a vertical channel and a punch dynamic impact absorber in the upper part of the vertical channel of the composite matrix with two intersecting channels, fixed to each other like “dovetail” t ”and bolted connection, as well as having a through hole for centering.

Предложенная конструкция устройства для взрывного равноканального углового прессования заготовок с возможностью взрывного прессования заготовки в матрице с двумя каналами, возвратным механизмом, газоотводящими каналами, надежным крепежным устройством его частей способствует достижению наибольшего эффекта в повышении интенсивности пластических деформаций заготовки и многократной ее обработки.The proposed design of a device for explosive equal-channel angular pressing of workpieces with the possibility of explosive pressing of a workpiece in a matrix with two channels, a return mechanism, gas exhaust channels, and a reliable fixing device for its parts contributes to achieving the greatest effect in increasing the intensity of plastic deformations of the workpiece and its multiple processing.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство для взрывного равноканального углового прессования заготовок отличается наличием крышки с размещенным в ней бойком, контейнера для размещения порохового заряда с пистоном, блока с пружинно-возвратным механизмом и газоотводящими каналами, корпуса с центральным вертикальным каналом и гасителя динамического удара пуансона в верхней части вертикального канала составной матрицы с двумя пересекающими каналами, закрепленных между собой по типу «ласточкин хвост» и болтовым соединением, а также имеющих сквозное отверстие для центрирования, что обеспечивает монтаж и демонтаж устройства, высокую интенсивность пластической деформации материала заготовки.Comparative analysis with the prototype shows that the inventive device for explosive equal-channel angular pressing of blanks is characterized by the presence of a cover with a striker placed in it, a container for placing a powder charge with a piston, a unit with a spring-return mechanism and gas exhaust channels, a housing with a central vertical channel and a dynamic damper impact of the punch in the upper part of the vertical channel of the composite matrix with two intersecting channels fixed to each other by the type of "dovetail" and bolted connection, as well as having a through hole for centering, which ensures installation and dismantling of the device, high intensity of plastic deformation of the workpiece material.

Схема заявляемого устройства для взрывного равноканального углового прессования заготовок представлена на чертеже.A diagram of the inventive device for explosive equal-channel angular pressing of blanks is shown in the drawing.

Устройство для взрывного равноканального углового прессования заготовок содержит боек 1, крышку 2 с центральным отверстием для бойка, контейнер 3 с центральной полостью 4 для размещения порохового заряда и пистона (не показан), блок 6 с размещенными в его центральном вертикальном канале спиральной пружиной 7 и двумя горизонтальными газоотводящими каналами 8, корпус 9 с вертикальным каналом и матрицу 12 с вертикальным 11 и горизонтальным 13 каналами, а также кольцевой резиновой подошвой 10 для остановки и гашения динамического удара пуансона. При этом все части устройства центрируются по сквозному отверстию 14, закрепляются между собой по способу «ласточкин хвост» 15 и болтовым соединением 16.A device for explosive equal-channel angular pressing of blanks comprises a striker 1, a cover 2 with a central hole for the striker, a container 3 with a central cavity 4 for accommodating a powder charge and a piston (not shown), a unit 6 with a spiral spring 7 and two placed in its central vertical channel horizontal gas exhaust channels 8, the housing 9 with a vertical channel and the matrix 12 with vertical 11 and horizontal 13 channels, as well as an annular rubber sole 10 for stopping and damping the dynamic impact of the punch. Moreover, all parts of the device are centered through the through hole 14, are fixed to each other by the dovetail method 15 and bolted connection 16.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Последовательно выполняют сборку устройства, производя на каждом этапе центрирование частей и размещая детали устройства. В вертикальный канал 11 составной матрицы 12 с кольцевой резиновой подошвой 10 устанавливают заготовку, в вертикальный канал устройства устанавливают пуансон 5 с закрепленной на нем пружиной 7, полость 4 контейнера 3 заполняют порохом, вставляют пистон, закрывают крышку 2, затягивают болты и устанавливают боек 1. При ударе бойка 1 о пистон образующаяся искра воспламеняет порох, под воздействием давления порохового газа пуансон 5 и заготовка разгоняются, газ удаляется через каналы 8, заготовка продавливается в горизонтальный канал 13, испытывая в месте пересечения каналов 11 и 13 сдвиговую деформацию, после ударения плечика пуансона о подошву 10 пуансон 5 под воздействием пружины 7 возвращается в исходное положение.Consistently perform the assembly of the device, at each stage, centering the parts and placing the parts of the device. A blank is installed in the vertical channel 11 of the composite matrix 12 with an annular rubber sole 10, a punch 5 with a spring 7 fixed to it is installed in the vertical channel of the device, the cavity 4 of the container 3 is filled with gunpowder, the piston is inserted, the lid 2 is closed, the bolts are tightened and the striker 1 is installed. When the striker 1 hits the piston, the resulting spark ignites the powder, under the influence of the pressure of the powder gas, the punch 5 and the workpiece accelerate, the gas is removed through channels 8, the workpiece is forced into the horizontal channel 13, testing at the intersection of channels 11 and 13, shear deformation, after hitting the shoulder of the punch on the sole 10, the punch 5 under the influence of the spring 7 returns to its original position.

Claims (1)

Устройство для взрывного равноканального углового прессования заготовок, содержащее составную матрицу с двумя пересекающими каналами и пуансон, отличающееся тем, что оно дополнительно имеет крышку с размещенным в ней бойком, контейнер для размещения порохового заряда с пистоном, блок с пружинно-возвратным механизмом и газоотводящими каналами, корпус с центральным вертикальным каналом и гаситель динамического удара пуансона в верхней части вертикального канала упомянутой составной матрицы, которые соединены между собой по типу «ласточкин хвост» и закреплены болтовым соединением, при этом имеют сквозное отверстие для центрирования. A device for explosive equal-channel angular pressing of blanks containing a composite matrix with two intersecting channels and a punch, characterized in that it additionally has a lid with a striker placed in it, a container for placing a powder charge with a piston, a unit with a spring-return mechanism and gas exhaust channels, a body with a central vertical channel and a punch dynamic impact absorber in the upper part of the vertical channel of the said composite matrix, which are interconnected by the “fins” type eyeglass "and secured by bolting, while having a through hole for centering.