книги из ГПНТБ / Колпашников А.И. Гидропрессование металлов

средами. Так, при выдавливании порошком на основе графита со скоростью деформирования 700 мм/сек н а ­ дежная герметизация была обеспечена при зазоре между контейнером и инструментом 0,05—0,10 мм. Это позволи­ ло применять для гидропрессования квазижидкой средой на основе графита серийную оснастку без использования специальной системы уплотнения [65].

При прочих равных условиях значительное влияние на герметичность уплотнений оказывает скорость повы­ шения давлення в жидкости. Так, например, при созда­ нии давления в жидкости объемом 8-Ю3 см3 ударом плунжера массой 5 кг со скоростью v0—25,3 м/сек даже при наличии значительного радиального зазора 0,3 мм давление в жидкости достигает 3600 ат. При нулевом зазоре давление жидкости повышается при прочих рав­ ных условиях до 3900 ат [29, с. 18—22].

4. ПЛУНЖЕР, МАТРИЦА, ЗАГОТОВКА

Работоспособность основных деталей установок опре­ деляется не только выбором материала, но и в значи­ тельной мере конструктивным оформлением и техноло­ гией их изготовления. Неоднократно наблюдались слу­ чаи, когда более качественно изготовленные детали из стали с худшими механическими свойствами работали надежнее, чем такие же детали из другой стали с более высокими механическими свойствами, при изготовлении которых были нарушены технологические режимы.

Некоторые требования к конструкции и обработке деталей были изложены выше. Общим требованием к деталям, работающим при высоких давлениях, является отсутствие резких переходов, острых кромок, проточек и других концентраторов напряжений. Разрушение обыч­ но начинается в этих местах. Очень трудно обеспечить стойкость деталей, в которых из-за неудачной конфигу­ рации или различиясопрягаемых размеров возникают большие растягивающие остаточные напряжения после термообработки. В лучших условиях находятся детали, материал которых в процессе работы подвергается в ос­ новном сжимающим напряжениям. В отдельных случа­ ях конструктивным путем создают условия для получе­ ния предварительно сжимающих напряжений, соизмери­ мых по величине с давлением прессования, в тех деталях,

На стадии изготовления:

1) сокращаются габариты требуемых поковок для изготовления плунжера;

2)упрощается механическая обработка стержня плунжера. Поле допусков по поверхности составляет 0,2—0,8 мм;

3)головка и стержень могут быть термически обра­ ботаны на различную твердость.

На стадии эксплуатации:

1) повышается производи­ тельность за счет сокращения времени, необходимого для смены уплотнительных колец. На прессе имеется перед нача­ лом прессования несколько полностью собранных головок. При выходе из строя уплотне­ нии головку выворачивают из стержня и устанавливают но­

вую. Время, необходимое на эту операцию, не превышает времени подготовки контейнера к повторному прессова­ нию. Параллельно с процессом прессования подручный прессовщика меняет вышедшее из строя уплотнительное кольцо. При выходе из строя головки цельнометалличе­ ского прессштемпеля значительное количество времени идет на его смену. Если прессштемпель сборный, замена головки, как показано выше, не требует дополнительного времени;

2) стойкость стержня прессштемпеля выше стойкости головки, поэтому сборная конструкция позволяет сокра­ тить расход высоколегированной инструментальной стали и объем механической обработки за счет смены лишь головки прессштемпеля (или отдельных ее эле­ ментов) .

На рис. 42 приведена конструкция плунжера при стационарном уплотнении (см. рис. 38).

Плунжер представляет собой гладкий цилиндр. Для снижения износа уплотнительных колец чистота поверх­ ности плунжера должна соответствовать 9—11-му клас­ су. На торце изготовлена конусная заходная часть, при­ чем угол конусности выбирают равным не более 30 град, переход от конусной поверхности к цилиндрической скругляют.

Расчет плунжера на прочность не отличается от рас­ чета прессштемпеля при обычном прессовании [96].

МатрицаКонструкция матрицы зависит от применяемого спо­

соба уплотнения. На рис. 43 приведены конструкции ос­ новных типов матриц.

Ф 6510,05

большие размеры. Для повышения прочности матриц их бандажируют посадкой с натягом одного или несколь­ ких колец.

Преимущество такой конструкции матриц по сравне­ нию с матрицами, размещенными в контейнере, — в бо­ лее полном использовании объема контейнера, т. е. при равных размерах контейнера становится возможным применение более длинной заготовки.

Недостатки матриц с наружным расположением: громоздкость и ненадежность уплотнительного узла, большая металлоемкость н сложность изготовления, от­ сутствие жидкостного бокового подпора в процессе вы­ давливания.

Матрицы с гидроподжимом применяли на первых установках. В настоящее время почти во всех, гидро­ прессовых конструкциях применяют матрицы, распола­ гаемые внутри рабочего контейнера. В результате от-

Как уже отмечалось, заготовка при гпдропрессова-

профилировку, близкую к прессизделию, и др. Эту за­ мечательную способность широко используют в про­

редней части заготовки, можно изменять давление вы­ давливания жидкости при деформировании заготовок с одинаковой степенью деформации. На этом же прин­

материал у наружной поверхности достигнет состояния, при котором произойдет разрыв. Подробное исследова­ ние работы толстостепных цилиндров при наличии ос­ таточных деформаций провел Н. М. Беляев [98].

На рис. 46 показано отношение внутреннего давле­ ния р2, при котором пластическая зона охватывает все сечение, к давлению, соответствующему началу пласти­

двух цилиндров, вставленных один в другой. Наружный диаметр внутреннего цилиндра делают несколько боль­ ше внутреннего диаметра наружного цилиндра. После надевания наружного цилиндра в нагретом состоянии на внутренний и его остывания по поверхности сопри­

жны одновременно исчерпать запас упругого сопротив­ ления.

Максимальное внутреннее давление двухслойного сосуда, скрепленного с наивыгоднейшим натягом, мож­ но определить по формуле