Матрицы с винтовыми поверхностями для прессования фасонных профилей

Для изготовления полых профилей сложного сечения разработана конструкция матрицы, которая имеет корпус с сужающимся в направлении прессования отверстием постоянной формы поперечного сечения. На входе поперечное сечение камеры выполняют сечением, повернутым на угол 90° в плоскости, перпендикулярной оси прессования. Такая матрица предназначена преимущественно для изготовления изделий из алюминиевых сплавов. Выбранный угол закрутки камеры обеспечивает качественное соединение двух потоков металла на выходе из нее.

Известно, что высокое качество изделия достигается благодаря интенсивному перемешиванию наружных и внутренних слоев металла, приводящему к разрушению образовавшихся после разделения металла на потоки оксидных пленок. Следует отметить, что выполненная форма заходной части матрицы обеспечивает такое течение разделенных потоков металла и последующее их взаимодействие, при котором на стыкующихся поверхностях возникают сдвигающие напряжения, повышающие качество соединения.

Однако совместное использование конструктивных особенностей матриц и общих рекомендаций по выполнению их заходной части для формообразования сплошных профилей выявляет ряд недостатков. Так, закрутка поперечного сечения заходного участка канала матрицы приводит к углам наклона, образующих винтовые поверхности к плоскости поперечного сечения калибрующего пояска, значительно меньшим 45°. Величины этих углов наклона, образующих винтовую поверхность, отличаются от оптимальных, в силу чего рассмотренная конструкция матрицы является неблагоприятной для пластического деформирования металла и будет характеризоваться повышенным износом заходной части.

В связи с этим разработаны конструкции инструмента для реализации дополнительных сдвиговых деформаций в сплошных фасонных профилях, предназначенных для прессования пластичных и труднодеформируемых материалов.

Конструкция матриц. Матрица для прессования фасонных профилей из пластичных материалов содержит формообразующий канал, состоящий из заходной части 1 конусообразной формы и калибрующего пояска 2 (рис. 2.4). Поверхность заходной части матрицы выполнена по винтовой линии относительно калибрующего пояска в плоскости, перпендикулярной оси прессования, с постоянным углом подъема. Угол закрутки точек поверхности заходной части, лежащих в одной из перпендикулярных оси прессования плоскостей, относительно точек калибрующего пояска уменьшается, а расстояние этих точек от оси прессования увеличивается.

Выполнение винтовой поверхности заходной части с постоянным углом подъема обеспечивает возможность выбора оптимальных углов, при которых действуют максимальные сдвигающие напряжения. Это приводит к закручиванию металла, проходящего через заходный участок канала матрицы, и получению более равномерных сдвиговых деформаций при переходе его в калибрующую часть, что обеспечивает однородность структуры материала по сечению профиля. Такая однородность структуры ранее созданными конструкциями аналогичного инструмента не достигалась. Следует отметить, что постоянный угол подъема винтовой линии по всей поверхности заходной части получен благодаря уменьшающемуся по величине углу закрутки вокруг оси матрицы.

 

Матрица для прессования фасонных профилей из пластичных материалов

Рис. 2.4. Матрица для прессования фасонных профилей из пластичных материалов: а — вид сверху; б — продольный разрез;/ — заходная часть; 2 — калибрующий поясок; г, гг, / — расстояния от оси до точек поверхности соответственно калибрующего пояска и заходной части; h — расстояние вдоль оси от начала калибрующего пояска до рассматриваемой точки поверхности заходной части; у — угол наклона образующей заходной части матрицы к ее оси; а — угол закрутки точек поверхности заходной части матрицы

 

Матрица для прессования фасонных профилей из труднодеформируемых материалов (рис. 2.5) содержит формообразующий канал с сужающейся в направлении прессования заходной частью 1, состоящей из вогнутых поверхностей, закрученных по винтовой линии с постоянным углом подъема относительно поперечного сечения калибрующего пояска 2. При этом линии их сопряжения соответствуют точкам калибрующего
пояска, минимально удаленным от оси прессования, и образуют выпуклые относительно оси прессования ребра 3.

В заходной части конструкции, аналогично ранее рассмотренной матрице, происходит закручивание поступающего в нее металла, а при переходе металла в калибрующую часть его вращательное движение прекращается. При этом сдвигающие деформации будут осуществляться вдоль всего поперечного сечения профиля. Однако при удалении пресс-остатка в противоположную прессованию сторону взаимодействие между пресс- остатком и заходной частью инструмента исключается. Это происходит из-за того, что расстояние между поверхностями пресс-остатка и заходной части при таком движении будет увеличиваться, поскольку на заходной части отсутствуют выступы, имеющиеся в матрице (см. рис. 2.4).

В качестве винтовых поверхностей заходной части конструкции могут быть использованы соответствующие, но измененные поверхности матрицы. Для построения этих вогнутых винтовых поверхностей используют соотношение (2.2). В каждом поперечном сечении участки контура поверхности заходной части зеркально отражают относительно прямой, проходящей через рассматриваемые точки выпуклого участка, и получают требуемые вогнутые винтовые поверхности относительно оси прессования. Такое построение для одного из поперечных сечений заходной части показано на рис. 2.6, а (выпуклый участок контура АСВ обозначен штриховой линией, а зеркально отраженный относительно прямой АВ контур ЛОВ — сплошной линией). Подобное определение поверхности является нетехнологичным, поэтому найдем аналитические соотношения, позволяющие рассчитывать такие поверхности.

Матрицы с винтовыми поверхностями для прессования фасонных профилей

Комментариев нет »

Комментариев нет.

RSS-лента комментариев к данной записи. TrackBack URI

Оставить комментарий