2 255 823(13) C1 - Патенты на изобретения РФ и патентный

ÐÎÑÑÈÉÑÊÀß ÔÅÄÅÐÀÖÈß
(19)
RU
(51)
ÌÏÊ 7
(11)
2 255 823
(13)
C1
B 21 C 23/04, 25/02, B 21 J
5/04, 13/02
ÔÅÄÅÐÀËÜÍÀß ÑËÓÆÁÀ
ÏÎ ÈÍÒÅËËÅÊÒÓÀËÜÍÎÉ ÑÎÁÑÒÂÅÍÍÎÑÒÈ,
ÏÀÒÅÍÒÀÌ È ÒÎÂÀÐÍÛÌ ÇÍÀÊÀÌ
(12)
ÎÏÈÑÀÍÈÅ ÈÇÎÁÐÅÒÅÍÈß Ê ÏÀÒÅÍÒÓ
(21), (22) Çà âêà: 2003136629/02, 19.12.2003
(24) Äàòà íà÷àëà äåéñòâè ïàòåíòà: 19.12.2003
(45) Îïóáëèêîâàíî: 10.07.2005 Áþë. ¹ 19
(54) ÑÏÎÑÎÁ ÏÐÅÑÑÎÂÀÍÈß ÏÐßÌÎÓÃÎËÜÍÛÕ ÏÐÎÔÈËÅÉ ÈÇ ÀËÞÌÈÍÈÅÂÛÕ ÑÏËÀÂΠÈ
2 2 5 5 8 2 3
R U
(57) Ðåôåðàò:
Èçîáðåòåíèå îòíîñèòñ ê îáëàñòè îáðàáîòêè
ìåòàëëîâ äàâëåíèåì, â ÷àñòíîñòè ê ñïîñîáàì
ïðåññîâàíè ïðîôèëåé èç ñïëàâîâ íà îñíîâå
àëþìèíè è êîíñòðóêöè ì ïðåññîâîãî èíñòðóìåíòà.
Ñïîñîá âêëþ÷àåò ïîëó÷åíèå çàãîòîâêè, íàãðåâ,
ãîð ÷åå ïðåññîâàíèå ïóòåì âûäàâëèâàíè çàãîòîâêè
÷åðåç
ìàòðèöó
è
ïîñëåäóþùóþ
òåðìîîáðàáîòêó
ïðîôèë .
Â
ïðîöåññå
âûäàâëèâàíè çàãîòîâêó â âåðõíåé ÷àñòè ìàòðèöû
äîïîëíèòåëüíî
ïîäâåðãàþò
ñäâèãîâûì
äåôîðìàöè ì çà ñ÷åò çàêðó÷èâàíè å¸ íà óãîë îò
40 äî 50° ê îñè ìàòðèöû. Ìàòðèöà ñîäåðæèò
äåôîðìèðóþùèé
êîíóñ,
ðàáî÷èé
ïî ñîê
ïð ìîóãîëüíîé ôîðìû è âûõîäíîé ó÷àñòîê.
Äåôîðìèðóþùèé êîíóñ âûïîëíåí ñ äâóì âèíòîâûìè
âûñòóïàìè,
èìåþùèìè
ôîðìó
òðàïåöèè. Âåðõíåå îñíîâàíèå òðàïåöèè âûïîëíåíî
ðàâíûì äëèíå ïð ìîóãîëüíèêà ðàáî÷åãî ïî ñêà, à
íèæíåå îñíîâàíèå ñîñòàâë åò 1,5-2 ÷àñòåé ýòîé
äëèíû. Óãîë ïîâîðîòà âåðõíåãî ñå÷åíè âûñòóïà
îòíîñèòåëüíî íèæíåãî ñå÷åíè ñîñòàâë åò 4050° ê îñè ìàòðèöû.  äîëåâîì ñå÷åíèè âûñòóïû
èìåþò
ôîðìó
ïàðàáîëû.
Â
ðåçóëüòàòå
îáåñïå÷èâàåòñ ñîçäàíèå ñïîñîáà ïðåññîâàíè ,
ïîçâîë þùåãî ïîëó÷àòü ïð ìîóãîëüíûå ïðîôèëè
èç
àëþìèíèåâûõ
ñïëàâîâ,
îáëàäàþùèå
ïîâûøåííûìè ìåõàíè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè,
íèçêîé àíèçîòðîïèåé ñâîéñòâà, è ìàòðèöû,
ïîçâîë þùåé ðåàëèçîâàòü äàííûé ñïîñîá. 2 í.ï. ôëû, 4 èë., 1 òàáë.
Ñòðàíèöà: 1
RU
C 1
C 1
ÌÀÒÐÈÖÀ ÄËß ÐÅÀËÈÇÀÖÈÈ ÄÀÍÍÎÃÎ ÑÏÎÑÎÁÀ
2 2 5 5 8 2 3
Àäðåñ äë ïåðåïèñêè:
121552, Ìîñêâà, óë. Îðøàíñêà , 3, "ÌÀÒÈ",
ïàòåíòíûé îòäåë
(73) Ïàòåíòîîáëàäàòåëü(ëè):
Ôåäåðàëüíîå ãîñóäàðñòâåííîå óíèòàðíîå
ïðåäïðè òèå "Âñåðîññèéñêèé íàó÷íîèññëåäîâàòåëüñêèé èíñòèòóò àâèàöèîííûõ
ìàòåðèàëîâ" (ÔÃÓÏ "ÂÈÀÌ") (RU),
Ðîññèéñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíîëîãè÷åñêèé
óíèâåðñèòåò èì. Ê.Ý. Öèîëêîâñêîãî ("ÌÀÒÈ")
(RU)
R U
(56) Ñïèñîê äîêóìåíòîâ, öèòèðîâàííûõ â îò÷åòå î
ïîèñêå: ÃÐÀÁÀÐÍÈÊ Ë.Ì., ÍÀÃÀÉÖÅÂ À.À.
Ïðåññîâàíèå öâåòíûõ ìåòàëëîâ è ñïëàâîâ,
Ìîñêâà, Ìåòàëëóðãè , 1991, ñ.38. SU 927356
À1, 15.05.1982. SU 1281317 A1, 07.01.1987.
RU 2218223 Ñ2, 10.12.2003. US 5095734 À1,
17.03.1992. GB 1520517 A1, 09.08.1978.
(72) Àâòîð(û):
Ïåòðîâ À.Ï. (RU),
Åðåìååâ Â.Â. (RU),
Êèðè íêî À.Ä. (RU),
Êîëîáíåâ Í.È. (RU),
Õîõëàòîâà Ë.Á. (RU),
Âîëîøèíà Å.Å. (RU)
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(51) Int.
Cl. 7
(11)
2 255 823
(13)
C1
B 21 C 23/04, 25/02, B 21 J
5/04, 13/02
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2003136629/02, 19.12.2003
(24) Effective date for property rights: 19.12.2003
(45) Date of publication: 10.07.2005 Bull. 19
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(57) Abstract:
FIELD: plastic working of metals, namely
processes for pressing out shapes of aluminum
base alloys, constructions of pressing out tools.
SUBSTANCE: method comprises steps of making
blank, heating, hot pressing out of blank through
die, heat treatment of shape. At pressing out
blank is subjected in upper p[art of die to
additional shearing deformations due to twisting
it by angle in range 40 - 50° relative to axis of
die. Die includes deforming cone, working
rectangular collar and outlet zone. Deforming
cone has two helical protrusions in the form of
trapezium. Upper base of said trapezium is equal
to length of rectangle of working collar; its
lower base consists 1.5 - 2 of parts of said
length value. Rotation angle of upper cross
section of protrusion relative to its lower cross
section is in range 40 - 50° relative to axis of die.
In longitudinal cross section said protrusions
are in the form of parabola.
EFFECT: possibility for making rectangular
aluminum alloy shapes with enhanced mechanical
characteristics
and
low
anisotropy
of
their
properties, improved design of die.
2 cl, 4 dwg, 1 ex, 1 tbl
Ñòðàíèöà: 2
EN
C 1
C 1
(54) ALUMINUM ALLOY RECTANGULAR SHAPE PRESSING OUT METHOD AND DIE FOR
PERFORMING THE SAME
2 2 5 5 8 2 3
(73) Proprietor(s):
Federal'noe gosudarstvennoe unitarnoe
predprijatie "Vserossijskij nauchnoissledovatel'skij institut aviatsionnykh
materialov" (FGUP "VIAM") (RU),
Rossijskij gosudarstvennyj tekhnologicheskij
universitet im. K.Eh. Tsiolkovskogo ("MATI") (RU)
R U
Mail address:
121552, Moskva, ul. Orshanskaja, 3, "MATI",
patentnyj otdel
(72) Inventor(s):
Petrov A.P. (RU),
Eremeev V.V. (RU),
Kirijanko A.D. (RU),
Kolobnev N.I. (RU),
Khokhlatova L.B. (RU),
Voloshina E.E. (RU)
RU 2 255 823 C1
5
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Èçîáðåòåíèå îòíîñèòñ ê îáëàñòè îáðàáîòêè ìåòàëëîâ äàâëåíèåì, â ÷àñòíîñòè ê
ñïîñîáàì ïðåññîâàíè ïðîôèëåé èç ñïëàâîâ íà îñíîâå àëþìèíè è êîíñòðóêöè ì
ïðåññîâîãî èíñòðóìåíòà.
Êà÷åñòâî ïðîôèëåé èç àëþìèíèåâûõ ñïëàâîâ çàâèñèò îò ñòåïåíè äåôîðìàöèè è
ðàâíîìåðíîñòè åå ðàñïðåäåëåíè ïî îáúåìó çàãîòîâêè.
Èçâåñòåí ñïîñîá ïîëó÷åíè ìåòàëëè÷åñêîé ïîëîñû ïóòåì ïðåññîâàíè , â êîòîðîì
ìàòðèöà äë ïðåññîâàíè ïîëîñ ñîäåðæèò çàõîäíóþ âîðîíêó ïð ìîóãîëüíîãî ñå÷åíè è
ôîðìèðóþùèé ó÷àñòîê, áîëüøèå ñòîðîíû êîòîðîãî âûïîëíåíû ñ âûïóêëîñò ìè â
íàïðàâëåíèè âåðòèêàëüíîé è ãîðèçîíòàëüíîé îñåé ìàòðèöû, ïðè÷åì êðèâèçíà âûïóêëîñòè ê
ãîðèçîíòàëüíîé îñè óìåíüøàåòñ ïî íàïðàâëåíèþ ê êàëèáðóþùåìó ïî ñêó [Àâòîðñêîå
ñâèäåòåëüñòâî ÑÑÑÐ ¹867445, Â 21 J 5/04, 1981].
Ïðåññîâàíèå ïîëîñ ÷åðåç ïîäîáíóþ ìàòðèöó ïîçâîë åò ïîëó÷àòü â çíà÷èòåëüíîé
ñòåïåíè ñòàáèëüíîå ðàñïðåäåëåíèå äåôîðìàöèé ïî äëèíå ïîëîñû çà ñ÷åò âûðàâíèâàíè ñêîðîñòåé èñòå÷åíè . Îäíàêî òàêîé ñïîñîá íå îáåñïå÷èâàåò ðàâíîìåðíóþ ïðîðàáîòêó
öåíòðàëüíûõ è ïåðèôåðèéíûõ ñëîåâ çàãîòîâêè, ÷òî ïðèâîäèò ê àíèçîòðîïèè ñâîéñòâ ïîëîñû
â ïîïåðå÷íîì ñå÷åíèè, à òàêæå íå äîñòèãàåòñ âûñîêèé óðîâåíü ñäâèãîâûõ äåôîðìàöèé,
íåîáõîäèìûõ äë ïîëó÷åíè èçäåëè ñ âûñîêèìè ìåõàíè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè.
Èçâåñòåí ñïîñîá ïîëó÷åíè ìåòàëëè÷åñêèõ ïðóòêîâ ýêñòðóäèðîâàíèåì çàãîòîâêè ÷åðåç
ìàòðèöó, ñîäåðæàùóþ çàõîäíóþ ÷àñòü, ôîðìèðóþùóþ ÷àñòü ñî ñïèðàëüíûìè êàíàâêàìè, è
êàëèáðóþùèé ïî ñîê, ïðè÷åì íà çàõîäíîé ÷àñòè ìàòðèöû âûïîëíåíû ñïèðàëüíûå êàíàâêè ñ
íàêëîíîì ê îáðàçóþùåé åå ïîâåðõíîñòè, ïðîòèâîïîëîæíûì íàêëîíó êàíàâîê ôîðìèðóþùåé
÷àñòè ìàòðèöû, ïðè ýòîì êîíöû êàíàâîê çàõîäíîé ÷àñòè ñìåùåíû îòíîñèòåëüíî íà÷àëà
êàíàâîê ôîðìèðóþùåé ÷àñòè [Àâòîðñêîå ñâèäåòåëüñòâî ÑÑÑÐ ¹776692, êë.  21 Ñ 25/02,
1980.].
Ïðåññîâàíèå ÷åðåç ïîäîáíóþ ìàòðèöó îáåñïå÷èâàåò äîñòàòî÷íî âûñîêèé óðîâåíü
ñäâèãîâûõ äåôîðìàöèé è ðàâíîìåðíîñòü èõ ðàñïðåäåëåíè ïðè ïîëó÷åíèè èçäåëèé
öèëèíäðè÷åñêîé ôîðìû. Îäíàêî ïðè ïðåññîâàíèè ïðîôèëåé ïð ìîóãîëüíîé ôîðìû
ïîäîáíûé ýôôåêò íåâîçìîæåí, òàê êàê ïðè òàêîé êîíôèãóðàöèè, ðàñïîëîæåíèè è
êîëè÷åñòâå êàíàâîê ïðîèçîéäåò íåðàâíîìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå äåôîðìàöèé ïî ïåðèìåòðó
ïð ìîóãîëüíîãî ïðîôèë . Ïîâåðõíîñòíûå ñëîè çàãîòîâêè áóäóò ñðåçàòüñ è òîðìîçèòü
èñòå÷åíèå ìàòåðèàëà çàãîòîâêè, ÷òî ïðèâåäåò ê çíà÷èòåëüíîìó ðîñòó óäåëüíûõ äàâëåíèé,
à òàêæå íåâîçìîæíî ôîðìîîáðàçîâàíèå íà âûõîäå èç êàëèáðóþùåãî ïî ñêà ìàòðèöû
ïð ìîóãîëüíîãî ïðîôèë .
Íàèáîëåå áëèçêèì ïî òåõíè÷åñêîé ñóùíîñòè è íàçíà÷åíèþ ê ïðåäëàãàåìîìó ñïîñîáó
âë åòñ ñïîñîá ïðåññîâàíè ïðîôèëåé èç àëþìèíèåâûõ ñïëàâîâ, â òîì ÷èñëå è
ïð ìîóãîëüíûõ, âêëþ÷àþùèé ïîëó÷åíèå çàãîòîâêè, íàãðåâ è ãîð ÷åå ïðåññîâàíèå ïóòåì
âûäàâëèâàíè çàãîòîâêè ÷åðåç ìàòðèöó ñ ïîñëåäóþùåé òåðìîîáðàáîòêîé ïðîôèë [Ë.Ì.Ãðàáàðíèê, À.À.Íàãàéöåâ. Ïðåññîâàíèå öâåòíûõ ìåòàëëîâ è ñïëàâîâ. Ì.:
Ìåòàëëóðãè , 1991, ñ.338 ñ èë.]. Ìàòðèöà äë ðåàëèçàöèè äàííîãî ñïîñîáà ñîäåðæèò
äåôîðìèðóþùèé êîíóñ, ðàáî÷èé ïî ñîê, ñîîòâåòñòâóþùèé ïðîôèëþ èçäåëè , è âûõîäíîé
ó÷àñòîê.
Íåäîñòàòêîì äàííîãî ñïîñîáà âë åòñ òî, ÷òî ïðîöåññ ïðåññîâàíè íåñòàöèîíàðåí íà
âñåì ïðîò æåíèè. Ýòî ïðèâîäèò ê íåðàâíîìåðíîñòè äåôîðìàöèè è, êàê ñëåäñòâèå, ê
íåðàâíîìåðíîñòè è íåñòàáèëüíîñòè ñòðóêòóðû è ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïî äëèíå è ñå÷åíèþ
ïðîôèëåé. Êîíñòðóêöè ìàòðèö, ïðèìåí åìûõ äë ðåàëèçàöèè äàííîãî ñïîñîáà, íå
îáåñïå÷èâàåò ðàâíîìåðíûõ ñêîðîñòåé èñòå÷åíè ìàòåðèàëà çàãîòîâêè, ïîâåðõíîñòíûå
ñëîè ïðîôèë è îñîáåííî óãëû è ó÷àñòêè ðåçêèõ ïåðåõîäîâ ïðè ïðåññîâàíèè ïîäâåðãàþòñ çíà÷èòåëüíûì äåôîðìàöè ì, ÷òî ïðè ïîñëåäóþùåé òåðìîîáðàáîòêå ïðèâîäèò ê
èíòåíñèâíîé ñîáèðàòåëüíîé ðåêðèñòàëëèçàöèè è îáðàçîâàíèþ ó ïðîôèëåé èç ñïëàâîâ,
ïðî âë þùèõ ïðåññ-ýôôåêò, êðóïíîêðèñòàëëè÷åñêîãî îáîäêà ñ ïîíèæåííûìè
ïðî÷íîñòíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè ïî ñðàâíåíèþ ñ öåíòðàëüíûìè ó÷àñòêàìè, â êîòîðûõ
ìåòàëë íå ðåêðèñòàëëèçîâàí.
Òåõíè÷åñêîé çàäà÷åé èçîáðåòåíè âë åòñ ñîçäàíèå ñïîñîáà ïðåññîâàíè ,
Ñòðàíèöà: 3
DE
RU 2 255 823 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
ïîçâîë þùåãî ïîëó÷àòü ïð ìîóãîëüíûå ïðîôèëè èç àëþìèíèåâûõ ñïëàâîâ, îáëàäàþùèå
ïîâûøåííûìè ìåõàíè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè, íèçêîé àíèçîòðîïèåé ñâîéñòâ, è ìàòðèöû,
ïîçâîë þùåé ðåàëèçîâàòü ïðåäëîæåííûé ñïîñîá.
Äë ðåàëèçàöèè ïîñòàâëåííîé çàäà÷è ïðåäëîæåí.
Ñïîñîá ïðåññîâàíè ïð ìîóãîëüíûõ ïðîôèëåé èç àëþìèíèåâûõ ñïëàâîâ, âêëþ÷àþùèé
ïîëó÷åíèå çàãîòîâêè, íàãðåâ, ãîð ÷åå ïðåññîâàíèå ïóòåì âûäàâëèâàíè çàãîòîâêè ÷åðåç
ìàòðèöó è ïîñëåäóþùóþ òåðìîîáðàáîòêó, îòëè÷àþùèéñ òåì, ÷òî çàãîòîâêó â âåðõíåé
÷àñòè ìàòðèöû ïîäâåðãàþò äîïîëíèòåëüíûì ñäâèãîâûì äåôîðìàöè ì çà ñ÷åò
çàêðó÷èâàíè íà óãîë îò 40 äî 50° ê îñè ìàòðèöû.
Ìàòðèöà äë ïðåññîâàíè ïð ìîóãîëüíûõ ïðîôèëåé èç àëþìèíèåâûõ ñïëàâîâ,
ñîäåðæàùà äåôîðìèðóþùèé êîíóñ, ðàáî÷èé ïî ñîê ïð ìîóãîëüíîé ôîðìû è âûõîäíîé
ó÷àñòîê, îòëè÷àþùà ñ òåì, ÷òî äåôîðìèðóþùèé êîíóñ âûïîëíåí ñ äâóì âèíòîâûìè
âûñòóïàìè, èìåþùèìè ôîðìó òðàïåöèè, âåðõíåå îñíîâàíèå êîòîðîé âûïîëíåíî ðàâíûì
äëèíå ïð ìîóãîëüíèêà ðàáî÷åãî ïî ñêà, à íèæíåå ñîñòàâë åò îò (1,5÷2.0) ÷àñòåé ýòîé
äëèíû, óãîë ïîâîðîòà âåðõíåãî ñå÷åíè âûñòóïà îòíîñèòåëüíî íèæíåãî ñå÷åíè ñîñòàâë åò
40-50° ê îñè ìàòðèöû, ïðè÷åì â äîëåâîì ñå÷åíèè âûñòóïû èìåþò ôîðìó ïàðàáîëû,
âåðøèíà êîòîðîé óäàëåíà îò ïëîñêîñòè äåôîðìèðóþùåãî êîíóñà íà (0,15÷0,2)Dm, ãäå Dm íàðóæíûé äèàìåòð ìàòðèöû.
Íà ÷åðòåæå ïðåäñòàâëåíû ýñêèçû ìàòðèöû (ôèã.1, 2 - âèäû ìàòðèöû ñáîêó; ôèã.3 - âèä
ñâåðõó), ãäå
1 - äåôîðìèðóþùèé êîíóñ;
2 - âèíòîâûå âûñòóïû;
3 - ðàáî÷èé ïî ñîê;
4 - âûõîäíîé ó÷àñòîê.
Íà ôèã.4 ïðåäñòàâëåí îáùèé âèä ìàòðèöû.
Ìàòðèöà äë ïðåññîâàíè ïðîôèëåé ïð ìîóãîëüíîãî ñå÷åíè èç àëþìèíèåâûõ ñïëàâîâ
ñîäåðæèò äåôîðìèðóþùèé êîíè÷åñêèé ó÷àñòîê 1, âûïîëí åìûé ïîä óãëîì îò 30° äî
60 ° èñõîä èç ëèòåðàòóðíûõ èñòî÷íèêîâ, à òàêæå äàííûõ ïðîâîäèìûõ ðàíåå èññëåäîâàíèé,
ïîçâîë þùèõ ñäåëàòü âûâîä, ÷òî äàííûé èíòåðâàë êîíóñíîñòè äåôîðìèðóþùåãî ó÷àñòêà
âë åòñ îïòèìàëüíûì äë ðàçìåùåíè âèíòîâûõ âûñòóïîâ è îáåñïå÷åíè ïðè ýòîì
ìàêñèìóìà ñäâèãà. Äâà âèíòîâûõ âûñòóïà 2 èçãîòàâëèâàþòñ íà äåôîðìèðóþùåì ó÷àñòêå
êîíóñà ìàòðèöû è èìåþò ôîðìó òðàïåöèè, âåðõíåå îñíîâàíèå êîòîðîé ðàâíî äëèíå
ïð ìîóãîëüíèêà ðàáî÷åãî ïî ñêà, à íèæíåå îñíîâàíèå ñîñòàâë åò îò (1,5÷2,0) ÷àñòåé ýòîé
äëèíû. Âèíòîâûå âûñòóïû âûïîëíåíû ñ óãëîì ïîâîðîòà âåðõíåãî ñå÷åíè âûñòóïà
îòíîñèòåëüíî íèæíåãî îò 40 äî 50° ê îñè ìàòðèöû, ïðè÷åì â äîëåâîì ñå÷åíèè âûñòóïû
èìåþò ôîðìó ïàðàáîëû, âåðøèíà êîòîðîé óäàëåíà îò ïëîñêîñòè äåôîðìèðóþùåãî êîíóñà
íà 0,15÷0,2 äèàìåòðà ìàòðèöû. Ðàáî÷èé ïî ñîê 3 âûïîëí åòñ â ôîðìå ïð ìîóãîëüíèêà,
ñîîòâåòñòâóþùåãî ïðîôèëþ èçäåëè , íåîáõîäèìîãî ê ïîëó÷åíèþ.
Òàêîå êîíñòðóêòèâíîå ðåøåíèå ïîçâîë åò â ïðîöåññå ïðåññîâàíè ââåñòè
äîïîëíèòåëüíûå ñäâèãîâûå äåôîðìàöèè çà ñ÷åò çàêðó÷èâàíè ìàòåðèàëà çàãîòîâêè â
äåôîðìèðóþùåì êîíè÷åñêîì ó÷àñòêå ìàòðèöû, à òàêæå îáåñïå÷èòü ðàâíîìåðíîñòü
ñêîðîñòåé èñòå÷åíè ìåòàëëà çàãîòîâêè.
Óâåëè÷åíèå ïðåäëîæåííûõ âåëè÷èí âèíòîâûõ âûñòóïîâ ìàòðèöû ïðèâåäåò ê ñðåçó
âíåøíèõ ñëîåâ çàãîòîâêè è ñîîòâåòñòâåííî ê îáðàçîâàíèþ çàñòîéíûõ çîí, çàïîëíåííûõ
ìàòåðèàëîì çàãîòîâêè. Ïðîöåññ áóäåò ïðîõîäèòü, êàê ïðè ïðåññîâàíèè â êîíóñíóþ
ìàòðèöó, òîëüêî ñ ìåíüøèì óãëîì äåôîðìèðóþùåãî êîíóñà è ïðè áîëåå âûñîêèõ
ýíåðãîñèëîâûõ ïàðàìåòðàõ. Óðîâåíü ñäâèãîâûõ äåôîðìàöèé â äàííîì ñëó÷àå áóäåò
îïðåäåë òñ íå ïðîôèëåì ìàòðèöû, à ïðîôèëåì çàñòîéíûõ çîí, â ðåçóëüòàòå ÷åãî îíè
ëîêàëèçóþòñ íà ïîâåðõíîñòíûõ ñëî õ äåôîðìèðóåìîãî ìàòåðèàëà, ïðèâîä ê àíèçîòðîïèè
ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ.
Ïðè ñîîòíîøåíè õ ïàðàìåòðîâ âèíòîâûõ âûñòóïîâ ìåíåå ïåðå÷èñëåííûõ íå ïðîèçîéäåò
çàêðó÷èâàíè ìàòåðèàëà çàãîòîâêè â î÷àãå äåôîðìàöèè, è ïðîöåññ áóäåò îñóùåñòâë òüñ êàê è ïðè ïðåññîâàíèè â êîíóñíóþ ìàòðèöó, íî ñ åùå áîëüøåé íåðàâíîìåðíîñòüþ
Ñòðàíèöà: 4
RU 2 255 823 C1
5
10
15
20
25
30
35
ðàñïðåäåëåíè äåôîðìàöèé ïî ñå÷åíèþ çàãîòîâêè.
Ïðèìåð îñóùåñòâëåíè .
Ïðîöåññ ïðåññîâàíè îñóùåñòâë åòñ ñî ñìàçêîé êîíòåéíåðà ïðåññà, äåôîðìèðóþùåãî
êîíóñà è ðàáî÷åãî ïî ñêà ìàòðèöû. Ïîëó÷åííóþ çàãîòîâêó, íàãðåòóþ äî çàäàííîé
òåìïåðàòóðû, ïîìåùàþò â êîíòåéíåð ïðåññà, ïîä âîçäåéñòâèåì äàâëåíè , ïðèëîæåííîãî íà
ïðåññ-øòåìïåëü, ìàòåðèàë çàãîòîâêè çàïîëí åò äåôîðìèðóþùèé êîíóñ 1 ñ âèíòîâûìè
âûñòóïàìè 2, ïðè ýòîì ïðîèñõîäèò çàêðó÷èâàíèå âíåøíèõ ñëîåâ çàãîòîâêè. Ýòî
îáåñïå÷èâàåòñ áëàãîäàð êîíôèãóðàöèè âèíòîâûõ âûñòóïîâ, à òàêæå ìèíèìàëüíûì ñèëàì
òðåíè â íà÷àëüíûé ìîìåíò çà ñ÷åò ââåäåíè ñìàçêè. Íà ñëåäóþùåì ýòàïå ìàòåðèàë
çàãîòîâêè çàïîëí åò êàëèáðóþùèé ïî ñîê 3 ìàòðèöû è âûïðåññîâûâàåòñ â ôîðìå
ïð ìîóãîëüíîãî ïðîôèë çàäàííûõ ðàçìåðîâ, ñîîòâåòñòâóþùèõ ðàáî÷åìó ïî ñêó.
Äàëüíåéøèé ïðîöåññ ïðåññîâàíè ïðîõîäèò â ñòàöèîíàðíîì ðåæèìå, ïðè ýòîì ïðîèñõîäèò
äîïîëíèòåëüíûé ñäâèã è âûðàâíèâàíèå ñêîðîñòåé èñòå÷åíè êàê âíåøíèõ, òàê è âíóòðåííèõ
ñëîåâ çàãîòîâêè çà ñ÷åò ôîðìû è êîíôèãóðàöèè âèíòîâûõ âûñòóïîâ, ÷òî îáåñïå÷èâàåò
çíà÷èòåëüíóþ âñåñòîðîííþþ è ðàâíîìåðíóþ ïðîðàáîòêó çàãîòîâêè è, êàê ñëåäñòâèå,
âûñîêîå êà÷åñòâî èçäåëè â òåðìîîáðàáîòàííîì ñîñòî íèè.
Äë îöåíêè ñðàâíèòåëüíûõ ðåçóëüòàòîâ áûëè ïðîâåäåíû ýêñïåðèìåíòû ïî ïðåññîâàíèþ
ïð ìîóãîëüíîãî ïðîôèë ðàçìåðîì â ïîïåðå÷íîì ñå÷åíèè 10×30 ìì èç ñïëàâà ÀÄ37 ñ
ïðèìåíåíèåì ïðåäëàãàåìîé è èçâåñòíîé ìàòðèö, óãîë äåôîðìèðóþùåãî êîíóñà â îáîèõ
ñëó÷à õ ñîñòàâë ë α=40°.
Ïðåññîâàíèå ïðîâîäèëè íà âåðòèêàëüíîì ãèäðàâëè÷åñêîì ïðåññå óñèëèåì 2,5 ÌÍ ñ
äèàìåòðîì êîíòåéíåðà Dê=82 ìì, äèàìåòðîì çàãîòîâêè Dç=80 ìì. Òåìïåðàòóðà íàãðåâà
çàãîòîâîê ïåðåä äåôîðìèðîâàíèåì Òç=460°Ñ, êîíòåéíåðà Òê=400°Ñ. Ñîñòàâ ïðèìåí åìîé
ñìàçêè 70% âàïîð Ò, 25% ãðàôèò, 5% ñèëèêîíîâîé ñìàçêè. Äåôîðìèðóþùèé êîíóñ
ïðåäëàãàåìîé ìàòðèöû áûë âûïîëíåí ñ äâóì âèíòîâûìè âûñòóïàìè, èìåþùèìè ôîðìó
òðàïåöèè ñ ñîîòíîøåíèåì âåðõíåãî îñíîâàíè ê íèæíåìó à) — 30 ìì: 45 ìì; á) — 30 ìì:
60 ìì. Óãîë ïîâîðîòà âåðõíåãî ñå÷åíè âûñòóïà îòíîñèòåëüíî íèæíåãî ê îñè ìàòðèöû
ðàâí ëñ à) - ϕ=40°; á) - ϕ=50°. Âûñîòà òðàïåöèè â ìàêñèìàëüíîé òî÷êå èçãèáà âèíòîâîãî
âûñòóïà, êîòîðà òàêæå âë åòñ âåðøèíîé ïàðàáîëû, â äîëåâîì ñå÷åíèè ìàòðèöû
ðàâí ëàñü à) - h=12 ìì; á) - h=16 ìì. Òàêèì îáðàçîì, ïî äâóì òåõíîëîãè÷åñêèì ñõåìàì
áûëè îòïðåññîâàíû ïð ìîóãîëüíûå ïðîôèëè ñ ðàçìåðîì â ïîïåðå÷íîì ñå÷åíè 10×30 ìì,
ïðè ýòîì âûò æêà ñîñòàâèëà λ=17,6, èç êîòîðûõ áûëè èçãîòîâëåíû îáðàçöû.
Ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé îáðàçöîâ, òåðìîîáðàáîòàííûõ ïî îäíîìó ðåæèìó, ïðåäñòàâëåíû
â òàáëèöå.
Òàáëèöà èñïûòàíèé îáðàçöîâ
Ñïîñîá
Ïðîòîòèï
40
Ïðåäëàãàåìûé. Âàðèàíòû à) è á) áëèçêè ïî
ñâîèì çíà÷åíè ì
45
50
Ìåñòî âûðåçêè îáðàçöà Ïðåäåë ïðî÷íîñòè σâ, ÌÏà Îòíîñèòåëüíîå óäëèíåíèå δ, %
ïî äëèíå
ïðîäîëüíîå ïîïåðå÷íîå
ïðîäîëüíîå
ïîïåðå÷íîå
ñå÷åíèå
ñå÷åíèå
ñå÷åíèå
ñå÷åíèå
Íà÷àëî
375
368
6,3
5,8
Ñåðåäèíà
387
372
9,3
9,0
Êîíåö
378
370
6,3
6,0
Íà÷àëî
433
431
14,3
14,1
Ñåðåäèíà
435
435
14,5
14,4
Êîíåö
435
433
14,5
14,2
Òàêèì îáðàçîì, ïðåäëàãàåìîå èçîáðåòåíèå ïîçâîë åò ïîëó÷àòü ïðåññîâàííûå
ïð ìîóãîëüíûå ïðîôèëè èç àëþìèíèåâûõ ñïëàâîâ ñ ïîâûøåííûìè ìåõàíè÷åñêèìè
ñâîéñòâàìè è íèçêîé àíèçîòðîïèåé ñâîéñòâ, ïðè ñòàáèëüíîì äàâëåíèè ïðåññîâàíè è
ðàâíîìåðíîé ñêîðîñòè èñòå÷åíè ñëîåâ çàãîòîâêè. Ïðîöåññ íå òðåáóåò êîíñòðóêòèâíûõ
èçìåíåíèé òðàäèöèîííîãî îáîðóäîâàíè , à òàêæå ïîçâîë åò ñíèçèòü ýíåðãîñèëîâûå
ïàðàìåòðû ïðåññîâàíè .
Ôîðìóëà èçîáðåòåíè 1. Ñïîñîá ïðåññîâàíè ïð ìîóãîëüíûõ ïðîôèëåé èç àëþìèíèåâûõ ñïëàâîâ,
Ñòðàíèöà: 5
CL
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5
10
âêëþ÷àþùèé ïîëó÷åíèå çàãîòîâêè, íàãðåâ, ãîð ÷åå ïðåññîâàíèå ïóòåì âûäàâëèâàíè çàãîòîâêè ÷åðåç ìàòðèöó è ïîñëåäóþùóþ òåðìîîáðàáîòêó ïðîôèë , îòëè÷àþùèéñ òåì, ÷òî
â ïðîöåññå âûäàâëèâàíè çàãîòîâêó â âåðõíåé ÷àñòè ìàòðèöû äîïîëíèòåëüíî ïîäâåðãàþò
ñäâèãîâûì äåôîðìàöè ì çà ñ÷åò çàêðó÷èâàíè å¸ íà óãîë îò 40 äî 50° ê îñè ìàòðèöû.
2. Ìàòðèöà äë ïðåññîâàíè ïð ìîóãîëüíûõ ïðîôèëåé èç àëþìèíèåâûõ ñïëàâîâ,
ñîäåðæàùà äåôîðìèðóþùèé êîíóñ, ðàáî÷èé ïî ñîê ïð ìîóãîëüíîé ôîðìû è âûõîäíîé
ó÷àñòîê, îòëè÷àþùà ñ òåì, ÷òî äåôîðìèðóþùèé êîíóñ âûïîëíåí ñ äâóì âèíòîâûìè
âûñòóïàìè, èìåþùèìè ôîðìó òðàïåöèè, âåðõíåå îñíîâàíèå êîòîðîé âûïîëíåíî ðàâíûì
äëèíå ïð ìîóãîëüíèêà ðàáî÷åãî ïî ñêà, à íèæíåå îñíîâàíèå ñîñòàâë åò îò 1,5 äî 2
÷àñòåé ýòîé äëèíû, óãîë ïîâîðîòà âåðõíåãî ñå÷åíè âûñòóïà îòíîñèòåëüíî íèæíåãî
ñå÷åíè ñîñòàâë åò 40÷50° ê îñè ìàòðèöû, ïðè÷åì â äîëåâîì ñå÷åíèè âûñòóïû èìåþò
ôîðìó ïàðàáîëû, âåðøèíà êîòîðîé óäàëåíà îò ïëîñêîñòè äåôîðìèðóþùåãî êîíóñà íà
(0,15 ÷0,2)Dm, ãäå Dm - íàðóæíûé äèàìåòð ìàòðèöû.
15
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Ñòðàíèöà: 6
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DR
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Ñòðàíèöà: 8