SU1611547A1 - Ceramic die for making articles of complex shape - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к изготовлению штампов и позвол ет получить поднутрени  в матрице 1 штампа дл  газокомпрессионной штамповки из двойной заготовки 40 полых изделий, отъемные, симметричные элементы 3 и 4 которых имеют формующие поверхности Е и Ж сложных конфигураций, где Е расположена горизонтально над заготовкой 40 - по средней линии разъема , а Ж - под восход щим углом к Е и закреплены на направл ющих 5 и 6 конической формы, размещенных в металлических кожухах 8 и 9, зафиксированных в теле матрицы 1 штампа дл  облегченного вертикального перемещени  в них отъемных элементов 3 и 4 без возможности поворота вокруг их осей и выполнены по конфигурации указанных направл ющих. В соосные отверсти  последних, поверх кожухов 8 и 9, на скольз щей посадке вставл етс  снаружи ст жка 7. Причем дл  ускорени  процесса получени  указанных сборных отъемных элементов 3, 4 и направл ющих 5,6 по разовым выплавл емым модел м без традиционных пресс-форм их получают огибанием вокруг конических поверхностей промоделей или вокруг калиброванного стержн  по разметкам из листовых алюминиевых разверток, в частности дл  объемных элементов 3 и 4 с дополнительным монтажом поверхности Е - торцовой гипсовой закладкой, а поверхности Ж - в виде седлообразной вставки с монтируемыми на ней требуемой формы накладок. 14 ил.The invention relates to the manufacture of dies and makes it possible to obtain undercuts in the matrix 1 of a stamp for gas compression stamping from a double billet 40 hollow articles, detachable, symmetrical elements 3 and 4 of which have molding surfaces E and Ж of complex configurations, where E the middle line of the connector, and Ж - at an upward angle to E and fixed on guides 5 and 6 of conical shape, placed in metal shells 8 and 9, fixed in the body of the die 1 matrix for lightweight vertical displacements therein detachable elements 3 and 4 without possibility of rotation around their axes and formed by the configuration of said guide. The coaxial holes 7 are inserted into the coaxial holes of the latter, over the shells 8 and 9, on a sliding fit. Moreover, to speed up the process of obtaining the above-mentioned detachable detachable elements 3, 4 and guides 5,6 by single-use melted models forms are obtained by rounding around the conical surfaces of the models or around a calibrated rod according to markings from aluminum sheet reamers, in particular for volume elements 3 and 4 with additional mounting of the surface E - face plaster insert, and surface F - in the form saddle inserts mounted on it the desired shape overlap. 14 il.

Description

Фиг.11

над заготовкой 40 - по средней линии разъема, а Ж - под восход щим углом к Е и закреплены на направл ющих 5 и 6 конической формы, размещенных в металлических кожухах 8 и 9, зафиксированных в теле матрицы 1 щтампа дл  облегченного вертикального перемещени  в них отъемных элементов 3 и 4 без возмож- , ности поворота вокруг их осей и выпол- 1 нены по конфигурации указанных направл ющих . В соосные отверсти  последних, поверх кожухов 8 и 9, на скольз щей посадке вставл етс  снаружи ст жка 7. Причем дл  ускорени  процесса получени  указанных сборных отъемных элементов 3, 4 и направл ющих 5, 6 по разовым выплавл емым модел м без традиционных пресс- форм их получают огибанием вокруг кони- ческих поверхностей промоделей или вокруг , калиброванного стержн  по разметкам из листовых алюминиевых разверток, в частности дл  объемных элементов 3 и 4 с дополнительным монтажом поверхности Е - торцовой гипсовой закладкой, а поверхности Ж - в виде седлообразной BCTBBJ ки с монтируемыми на ней требуемой формы накладок. 14 ил.above the workpiece 40, along the center line of the connector, and L, at an upward angle to E and fixed on cone-shaped guides 5 and 6 placed in metal covers 8 and 9 fixed in the body of the matrix 1 for easy vertical movement of detachable elements 3 and 4 without the possibility of rotation around their axes and performed on the configuration of the specified guides. The coaxial holes 7 are inserted into the coaxial holes of the latter, over the shells 8 and 9, on a sliding fit. Moreover, to accelerate the process of obtaining the above-mentioned detachable detachable elements 3, 4 and guides 5, 6, by one-time melted models forms are obtained by rounding around the conical surfaces of the model or around a calibrated rod according to markings from aluminum sheet reamers, in particular for volume elements 3 and 4 with additional mounting of the E surface - face gypsum insert, and - in the form of a saddle-shaped BCTBBJ ki with the required form of linings mounted on it. 14 il.

Изобретение относитс  к изготовлению штампов из двух керамических матриц сложной конфигурации дл  газокомпрессионной штамповки в состо нии сверхпластичности полых изделий, а именно с разъемом, лeJ жащим во фронтальной плоскости, дел щей исходный образец на верхнюю и нижнюю части с соблюдением принципа симметрии каждой.The invention relates to the manufacture of dies from two ceramic matrices of complex configuration for gas compression stamping in the state of superplasticity of hollow articles, namely, with a connector lying in the frontal plane dividing the original sample into the upper and lower parts, observing the principle of symmetry of each.

Цель изобретени  - получение поднутрений в матрицах.The purpose of the invention is to obtain undercuts in the matrices.

На фиг. 1 представлен керамический штамп с поднутрением в верхней матрице , разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - формующие поверхности отъемного элемента (узел 1 на фиг. 1); на фиг. 4 - вид по стрелке Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид по стрелке В на фиг. 3; на фиг. 6 - вид по стрелке Г на фиг. 3; на фиг. 7 - вид по стрелке Д на фиг. 3; на фиг. 8 - форма дл  свободной заливки модельной массы, позвол юща  получить разовую оболочковую литьевую модель отъемного элемента, с левой стороны матрицы; на фиг. 9 - вид сверху на модель в сборе с литниковой системой и сто ком (в разрезе показана прибыль ); на фиг. 10 - подготовленна  к выпару высушенна  обмазанна  модель в сборе с литнико5вой системой, прибылью и сто ком (обмазка показана тонким контуром ); на фиг. 11 - полученна  тем же методом, что дл  отъемного элемента, из развертки алюминиевого листа (показанной штрихпунктиром) форма дл  получени  paj зовой модели дл  лить  в оболочковой форме направл ющей; на фиг. 12 - coBMej щенный по средней линии разрез моделей направл ющих (правой и левой), собранных с литниками и сто ком перед выпа- ром (права  часть) и после выпара (лева  часть); на фиг. 13 - примерный набор модулей литниковой системы, получаемый в пресс-форме (за пределами номинальных контуров дана собственна  питающа  система - литники, соедин ющие модули); на фиг. 14 - металлический кожух, в котором размещаетс  направл юща , 3aj крепл ема  на отъемном элементе с левой 5 стороны издели .FIG. 1 shows a ceramic stamp with an undercut in the upper matrix, a section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 - forming surface detachable element (node 1 in Fig. 1); in fig. 4 is a view along arrow B in FIG. 3; in fig. 5 is a view along arrow B in FIG. 3; in fig. 6 is a view along arrow G in FIG. 3; in fig. 7 is a view along arrow D in FIG. 3; in fig. 8 is a mold for free casting of the model mass, which allows to obtain a single shell injection molding model of the detachable element, on the left side of the matrix; in fig. 9 is a top view of a model assembled with a gating system and a stand (a section shows profit); in fig. 10 - a dried, smeared model assembled with a litnich system, profit and cost (prepared for a vapor) (the plaster is shown with a thin contour); in fig. 11 — obtained by the same method as for the detachable element, from the unfolding of the aluminum sheet (shown by dash-dotted lines) form for obtaining the paj model for casting in a shell-shaped guide; in fig. 12 - a coBMej split in the midline section of the models of the guides (right and left), assembled with sprues and one hundred meters ahead of the evaporator (the right part) and after the evaporation (left part); in fig. 13 is an exemplary set of modules of the gating system, obtained in a mold (outside of the nominal contours, there is given its own feeding system — sprues connecting modules); in fig. 14 is a metal casing in which a guide 3aj is mounted on the detachable element on the left 5 side of the product.

Керамический штамп дл  изготовлени  издели  сложной формы содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 матрицы, а также отъемные элементы 3 и 4, закрепленные на направ- л ющихГ соответственно 5 и б, зафикси- 0 рованных на ст жке 7. Каждый из отъемных элементов 3 и 4 имеет по две формующие поверхности, одна из которых размещена в горизонтальной плоскости Е разъема, а друга  - под наклонным углом к первой. Направл ющие 5 и 6 размеще- 5 ны в металлических кожухах 8 и 9 соответственно , выполненных по конфигурации направл ющих 5 и 6.A ceramic stamp for the manufacture of a product of a complex shape contains the upper 1 and lower 2 matrices, as well as the detachable elements 3 and 4, fixed on the guides Г and 5 and 6, respectively, fixed on the clamp 7. Each of the detachable elements 3 and 4 It has two forming surfaces, one of which is placed in the horizontal plane of the E-connector, and the other at an inclined angle to the first. Guides 5 and 6 are placed in metal cases 8 and 9, respectively, designed according to the configuration of guides 5 and 6.

Направл ющие 5 и 6 выполнены конической формы при конфигурации их по- 40 перечных сечений в виде выт нутой или сплющенной замкнутой кривой, по форме напоминающей улитку или кардиоиду. Кожухи 8 и 9 снаружи армированы пластинами 10 и разветвленной проволокой 11.The guides 5 and 6 are conical in shape with a configuration of their 40 cross-sections in the form of an elongated or flattened closed curve, resembling a cochlea or cardioid. The housings 8 and 9 outside reinforced with plates 10 and branched wire 11.

Последние вместе с выступающим резь- 45 бовым крепежом - винтами 12 остаютс  зафиксированными в верхней матрице 1 керамического штампа после затвердевани  щликера. Также зафиксированы пластинчатый межцентровый фиксатор 13 направл ющих 5 и 6, составные трубки 14, 15 и их 5 трубчатые держатели 16 по которым может перемещатьс  ст жка 7. Дл  этого в верхней части направл ющих 5 и 6 предусмотрены соосные со ст жкой 7 раззенкован- ные отверсти , а в фиксаторе 13 - окнаThe latter, together with the protruding threaded fastener — screws 12 remain fixed in the upper matrix 1 of the ceramic punch after the slider has hardened. Also, a plate-shaped intercenter retainer 13 of the guides 5 and 6 is fixed, the composite tubes 14, 15 and their 5 tubular holders 16 along which the straps 7 can move. For this, in the upper part of the guides 5 and 6 there are provided razzenkovannye holes, and in the latch 13 - window

В каждой из матриц I и 2 размещены бесконтактные термопреобразовател и 17, выходы которых соединены с системой автоматического регулировани  посто нства требуемой температуры нагрева (система не показана ) .In each of the matrices I and 2 are placed contactless thermocouples and 17, the outputs of which are connected to the system of automatic control of the constancy of the required heating temperature (the system is not shown).

Дл  данного технологического процесса, обеспечивающего наиболее простое и дешевое изготовление такой сложной формы отъемных элементов 3 и 4 и направл ющих 5 и 6, предусмотрено их получение по выплавл емым в оболочковых формах модел м. При этом формы, обеспечивающие получение литьевых моделей отъемных элементов 3 и 4, состо т из листовой трехсторонней развертки 18, обхватывающей закладной гипсовый слепок 19 дл  формовани  торцовой поверхности расположенной в горизонтальной плоскости Е разъема, замы кающей стороны 20 развертки 18 дл  получени  формующей поверхности в плоскости Ж, расположенной под углом к горизонтальной плоскости Е, и из второго закладного гипсового слепка 21 дл  формовани  грани, к которой будет припа на прибыль 22. Слепок 21 выполнен с отверстием 23 дл  воронки 24. На внутренней поверхности формующей замыкающей стороны 20 развертки 18 закреплен накладной дополнительный формующий элемент 25.For this technological process, which provides the simplest and cheapest manufacture of such a complex shape of detachable elements 3 and 4 and guides 5 and 6, they are provided for production using models produced in shell molds. At the same time, the forms that provide molded models of detachable elements 3 and 4, consists of a three-sided sheet sweep 18, embracing the inset gypsum cast 19 to form the end surface of the horizontal connector E, the closing side 20 of the scan 18 to obtain and the forming surface in the plane J located at an angle to the horizontal plane E, and from the second embedded plaster cast 21 for forming a face to which profit 22 is formed. The impression 21 is made with a hole 23 for the funnel 24. On the inside surface of the closing side 20 sweep 18 fixed invoice additional forming element 25.

Форма дл  получени  отъемного элемента 4 выполнена по Отраженному виду.The form for receiving the detachable element 4 is made according to the Mirror view.

Дл  получени  литьевой модели направл ющих 5 и 6 служит едина  форма 26 из листовой развертки 27 (показана штрих- пунктиром) методом огибани  материала (м гкого алюминиевого сплава) с помощью калиброванного стального стержн , располагаемого последовательно по разметочным пр мым лини м.To obtain the casting model of the guides 5 and 6, a single shape 26 of sheet 27 is used (shown by a dotted line) by bending the material (a soft aluminum alloy) with a calibrated steel rod positioned sequentially along marked straight lines.

С учетом значительных габаритов и веса отъемных элементов 3 и 4 дл  сборки со сто ком 28 их литьевых моделей 29 имеетс  двухуровнева  разветвленна  литникова  система 30, наборный комплект модулей которой предусмотрен в специальной дл  этого пресс-форме.Taking into account the considerable size and weight of the detachable elements 3 and 4, for assembly, with a stack of 28 of their injection molding models 29, there is a two-level branched gating system 30, the modular set of modules of which is provided in a special mold for this.

Под прибылью 22 установлена дополнительна  опора 31 с соблюдением межпальцевого рассто ни  диска 32, используемого при сушке огнеупорного покрыти  33 и при выправлении литьевых моделей 29.Under profit 22, an additional support 31 is installed, observing the interdigital distance of the disk 32 used in drying the refractory coating 33 and in straightening the injection molding models 29.

При этом опора 31 спарена со сто ком 28 посредством ст нутых винтовой парой 34 полухомутов 35.In this case, the support 31 is paired with the stand 28 by means of 34 semi-clamps 35 mounted by a screw pair.

Обе литьевые модели 36 и 37 направл ющих 5 и 6 симметрично собирают со сто ком 28, литниками 38 и 39, нижний из которых .укрупненный. Прибыль 22 литьевой модели 29 отливают отдельно.Both injection molding models 36 and 37 of the guides 5 and 6 are symmetrically assembled with cost 28, sprues 38 and 39, the lower of which is integrated. Profit 22 injection model 29 is cast separately.

Литьевые модели 36 и 37 направл ющих 5 и 6 имеют избыточную длину в качестве необходимой прибыли.The injection molding models 36 and 37 of the guides 5 and 6 are of excessive length as the required profit.

Керамический штамп дл  изготовлени  изделий сложной формы с поднутрением в верхней матрице изготавливают следующим образом.A ceramic stamp for the manufacture of products of complex shape with an undercut in the upper matrix is made as follows.

Изготавливают сварной ложемент из профильного проката под нижнюю матрицу 2Make a welded lodgement of the rolled steel under the lower matrix 2

с учетом контура переходных сечений и их отсто ни  от горизонтальной плоскости Е разъема на базе плиты толщиной 20 мм. Поперек ложемента на определенном рас- 5 сто нии друг от друга и с отдалением от рабочего контура матрицы 2 не менее 30 им закладывают трубы с электронагревател ми сопротивлени  и термопреобразователем 17 и приступают к заполнению ложемента шликером строго вровень с горизонтальной плоскостью Е разъема, отмеченной на исходном образце и только после отвердевани  шликера приступают к заливке в опалубке аналогичным образом выступающих частей исходного образца в сборе 15 с отъемными элементами 3 и 4 и закрепленными на них направл ющими 5 и 6, с кожухами 8 и 9 при фиксированном на ст жке 7 положении направл ющих 5 и 6, строго параллельных между собой, с плотной опорой на горизонтальную плоскость Е 20 разъема. Таким образом, прилегающа  к плоскости Е горизонтального разъема через разделительный слой минимальной толщины верхн   матрица 1 после полного отвердевани  щликера, покрываемого также базо- 25 вой плитой как у матрицы 2 и, будучи сопр женной с последней, составл ет готовый дл  эксплуатации керамический штамп после удалени  опалубки и извлечени  из его полости исходного образца.taking into account the contour of the transition sections and their distance from the horizontal plane E of the connector on the base of the plate with a thickness of 20 mm. Across the lodgement at a certain distance from each other and at least 30 meters away from the working circuit of the matrix 2, they lay pipes with electrical resistance heaters and a thermal converter 17 and proceed to filling the lodgement with a slip strictly flush with the horizontal plane E of the connector marked on the original the sample and only after hardening of the slip begin to fill in the formwork in a similar way the protruding parts of the original sample assembly 15 with detachable elements 3 and 4 and guides 5 and 6 fixed on them, with housings 8 and 9, with the position of the guides 5 and 6 fixed on the strap 7, strictly parallel to each other, with tight support on the horizontal plane of the E 20 connector. Thus, adjacent to the plane E of the horizontal connector, through the separating layer of minimum thickness, the upper matrix 1 after complete curing of the slicker, also covered with a base plate like that of the matrix 2, and being adjacent to the latter, constitutes a ceramic stamp ready for operation after removal formwork and extraction from its cavity of the original sample.

Готовый дл  эксплуатации керамический 30 штамп с поднутрением в верхней матрице 1 обслуживаетс  следующим образом.A ready-to-use ceramic stamp 30 with an undercut in the top die 1 is serviced as follows.

Во врем , когда обеспечена стабильность требуемого нагрева матриц I и 2 штампа, подают газовую среду до необходимого давлени  в полость сваренной по кра м двой- 5 ной листовой заготовки 40, предварительно положив ее на нижнюю матрицу 2, установленную на пакетировочном прессе, рабочие части которого вместе с верхней матрицей 1 оказывают на штамп статическое воздействие до той поры, пока спаренна  заготовка 40,раст гива сь в обе стороны и после требуемой выдержки, не займет весь объем полости штампа, осуществив штамповку издели . При этом облой удал ют после изв чечени  отштампованного 5 издели  из полости штампа. Дл  этого необходимо предварительно убрать нижнюю матрицу 2, а затем извлечь из тдубок 14 и 15 ст жку 7. Воздействие через отверсти  в верхней плите штампа на выталкивание направл ющих 5 и 6 с отъемными элемен- 0 тами последние своим весом, с учетом их конической формы, легко оставл ют полость верхней матрицы вместе с изделием, от кото- рого их затем отнимают. Переход  на второй цикл штамповки, снова собирают отъемные элементы 3 и 4 на ст жке 7, провер   S точность их установки на прилегание формующих поверхностей в горизонтальной плоскости Е разъема и в плоскости Ж по полости матрицы 1.At the time when the stability of the required heating of the I and 2 punch matrices is ensured, the gaseous medium is supplied to the required pressure into the cavity of the double-sided sheet 40 welded along the edges, having previously placed it on the lower matrix 2 installed on the baling press together with the upper die 1, a static effect is exerted on the stamp until the paired workpiece 40, stretching to both sides and after the required holding, will not occupy the entire volume of the die cavity by stamping the product. In this case, the bale is removed after ejecting the stamped 5 product from the die cavity. To do this, it is necessary to remove the lower matrix 2 first and then remove the stitch 7 from the puffers 14 and 15. The impact of the guides 5 and 6 with the detachable elements of the latter through the holes in the upper plate of the die takes into account their conical shape , it is easy to leave the cavity of the upper matrix together with the product, from which they are then taken away. The transition to the second punching cycle, the detachable elements 3 and 4 are assembled again on the stitch 7, checking that they are installed on the fit of the forming surfaces in the horizontal plane E of the connector and in the plane F along the die cavity 1.

Аналогичные штампы могут быть использованы в целом р де крупногабаритных полых изделий с отъемными элементами, значительными по массе и имеющими формующие поверхности в двух плоскост х, обход сь без дорогосто щей трудоемкой тра диционной оснастки дл  их изготовлени . При этом, сохран   точность совмещени  частей штампа, обеспечиваетс  их существенно облегченный разъем.Similar dies can be used in a whole range of large-sized hollow articles with detachable elements that are large in mass and have forming surfaces in two planes, bypassing the costly, labor-intensive traditional tooling for their manufacture. At the same time, preserving the accuracy of combining the parts of the punch, they are provided with a significantly lighter connector.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Керамический штамп дл  изготовлени  изделий сложной формы, содержащий верхФиг .гCeramic stamp for the manufacture of products of complex shape, containing a high figure. нюю и нижнюю матрицы, отличающийс  тем, что, с целью получени  поднутрений в матрицах, он снабжен отъемными элементами, каждый из которых закреплен на направл ющих, зафиксированных на ст жке, имеем формирующие поверхности в двух плоскост х, одна из которых размещена в горизонтальной плоскости разъема , причем направл ющие размещены в металлическом кожухе с возможностью вер- 0 тикального перемещени  без возможности поворота вокруг их оси и выполнены по конфигурации направл ющих.New and lower matrices, characterized in that, in order to obtain undercuts in the matrices, it is provided with detachable elements, each of which is fixed on rails fixed on the tie plate, we have forming surfaces in two planes, one of which is placed in the horizontal plane connectors, the guides being placed in a metal case with the possibility of vertical movement without the possibility of rotation around their axis and made according to the configuration of the guides. // 5five JJ мm . 3. 3 Фиг. 5FIG. five Вид ГType G JJ Фиг. 7FIG. 7 тt 2020 2525 19nineteen Фиг. 8FIG. eight 30thirty I 30I 30 2626 иг. 11ig. eleven Фиг. /JFIG. / J -77-77 Фаг. ПPhage. P 1212 ЮYU 1212