книги из ГПНТБ / Колпашников А.И. Гидропрессование металлов

Т а б л и ц а 1

Характеристика установок ВНИИметыаш для гидростатического прессования

дить благодаря отсутствию в системах уплотнения мате­ риалов с низкой термической стойкостью,- таких как ре­ зина, фторопласты и др.

Для бескомпрессорпого гидростатического прессова­ ния применяют вертикальные и горизонтальные гидрав­ лические прессы усилием 200, 600, 1200 т и др. Ряд установок такого типа разработан во ВНИИМетмаше на предельные давления 10000, 12000 и 20000 ат. Краткая характеристика этого оборудования приведена в табл. 1 [71].

Создана полупромышленная установка для беском­ прессорного гидростатического прессования ВНИИМЕТмашем и заводом -«Красный Выборжец» — установка для гидростатического прессования на вертикальном гидравлическом прессе усилием 600 т. На этой установ­ ке получена полупромышленная партия прутков вакуум­ ной меди. Исследования показали, что гидростатическое

вакия)

прессование приводит к существенному повышению ва­ куумной плотности меди [50, с. 120—126].

Институтом физики металлов АН СССР совместно с Уральским научно-исследовательским институтом чер­ ных металлов созданы установки для гидростатического прессования на вертикальном гидравлическом прессе усилием 600 т и горизонтальном гидравлическом прессе усилием 1200 т на металлообрабатывающем заводе. На установках проведены исследования по прессованию алюминиевых и титановых сплавов [9] .

За рубежом оборудование для гидростатического прессования создавали также путем оснащения стан­ дартных прессов соответствующими наладками. Основ­ ные характеристики некоторых из этих машин приведе­ ны в табл. 2.

Применение стандартных горизонтальных гидравли­ ческих прессов позволяет автоматизировать процесс гид­ ропрессования. Можно применять заготовки больших размеров, что способствует повышению производитель­ ности и рентабельности процесса.

Однако при гидррпрессовании на горизонтальных гидравлических прессах возникают определенные труд­ ности, связанные с подачей н удержанием жидкости в контейнере, а также фиксацией заготовки в начальный момент прессования. Большое значение имеет вопрос обеспечения безопасности работы обслуживающего пер­ сонала. Как уже указывалось, процесс может заканчи­ ваться «выстрелом», при этом изделие разгоняется до огромной скорости (до 500 м/сек).

Для промышленного внедрения процесса гидростати­ ческого прессования алюминиевых и титановых сплавов была разработана схема наладки горизонтального прес­ са усилием 1200 г (рис. 22).

В этой конструкции принцип уплотнения матрицы и

постоянно перекрыто с наружной стороны заглушкой 2. Заглушка поджимается пружиной /. Вытекающий при

прессований пруток отодвигает заглушку. После удалёния прутка заглушка снова автоматически перекрывает отверстие в матричном узле. Нагрев заготовок 4 проис­ ходит в индукционной печи.

По команде с пульта управления прессом выталкива­ тель подает нагретую заготовку в наклонный желоб, по которому заготовка транспортируется на линию прессо­ вания в резервуаре с жидкостью. В контейнер 8 заготов-

17 3 4 5 6 7 В а 10 и п

Рис. 22. Схема наладки горизонтального пресса для гидропрессованнп с автоматической подачей жидкости

ка вводится прессштемпелем 12. Между заготовкой и прессшайбой 7 помещается пружина 6 с центрующим конусом 5. Это относительно простое устройство позво­ ляет автоматически осуществлять ряд операций. Пружи­ на перемещает заготовку в контейнере до упора ее в ко­ ническую матрицу, причем к этому моменту прессшайба подходит вплотную к контейнеру (необходимо отметить, что если бы прессшайба сама осуществляла перемеще­ ние заготовки в контейнере, то процесс гидростатическо­ го прессования был бы невозможен, так как уплотненная прессшайба вытолкнула бы через отверстие в матрице жидкость). Дальнейшее перемещение прессштемпеля вызывает деформацию пружины, и благодаря этому осу­ ществляется центровка заготовки между коническими поверхностями матрицы и центрирующего конуса 5. По­ следняя операция, которую выполняет пружинное уст­ ройство, — поджим заготовки к конической поверхности матрицы с целью создания предварительного уплотне­ ния.

Процесс гидростатического прессования заканчива­ ется выбросом жидкости через прессутяжину. Это явле­ ние иногда сопровождается отрывом прутка от прессостатка, что особенно опасно при работе на горизонталь-

ном прессе. Поэтому необходимо применять технологию гидростатического прессования без разрядки контейне­ ра, например с помощью упорной втулки, размеры кото­ рой определяются по изложенной ниже методике. Упор­ ную втулку выполняют в виде скобы и размещают перед стенкой резервуара. После завершения процесса прес­ сования уменьшают давление в главном цилиндре, под­ нимают клиновой затвор матричного узла и с помощью вспомогательного гидроцилиндра выдвигают матричный узел. Специальной фрезой отрезают пруток и удаляют прессостаток. Последняя операция не вызывает затруд­ нения, поскольку между матрицей и прессостатком име­ ется толстый слой смазки. После удаления прессостатка пресс приводят в исходное положение и процесс прессо­ вания повторяют.

средственно в рабочем контейнере в ряде случаев не по­ зволяют использовать все технологические преимущест­

размещения уплотнителыюго узла плунжера, матрицы и

нера приводит к снижению чистоты обработки и резко­ му уменьшению стойкости уплотиительных колец плун­ жера. Уплотнения изнашиваются быстрее также вслед­ ствие многократной запрессовки их в контейнер при совершении рабочего хода и извлечения из контейнера при обратном ходе. Механизировать процесс гидропрес­ сования довольно сложно.

Установки с независимой камерой сжатия и горизон­ тальным расположением рабочего контейнера лишены указанных недостатков. На рис. 23 приведена конструк­ ция такой установки, спроектированная УралНИИЧМ [75]. На ней можно прессовать стальные профили дли­ ной 2,5 м. Операции загрузки, прессования, приемки из­ делия и выгрузки механизированы, основные операции могут быть автоматизированы. Прессование можно вести как с противодавлением, так и без него. Установка уни-

версальиа, рассчитана на промышленное массовое, опыт­ ное массовое и одиночное прессование. С целью облег­ чения и упрощения обслуживания в иен предусмотрена взаимозаменяемость всех уплотнений.

Английская фирма «Филдииг» выпускает специали­ зированные пресса для гидропрессоваиия металлов [80]. Схема гидропрессоваиия аналогична описанной выше. Пресс оснащен маслогидравлическим усилителем, рабо­ тающим с высокой скоростью от газовой камеры давле­ ния. Верхняя часть главного цилиндра низкого давле­ ния (над поршнем) заполняется газом под давлением до

няется маслом. Поршень находится в статическом цент­ ральном положении, готовый для осуществления цикла прессования под давлением 315 кГ/мм2.

В нижней части главного поршня закреплен усилива­ ющий плунжер, скользящий в отверстии цилиндра высо­ кого давления, расположенного на камере прессования. Цилиндр высокого давления и камера для прессования соединяются через отверстие.

Под давлением газа поршень опускается вниз и со­ здает давление в камере прессования. Величина давле­ ния, при котором масло поступает от главного цилиндра,

длинных заготовок, например при последовательном ре­ дуцировании. Заготовки загружают в камеру через на­ ружный конец напорной трубы, которая закрывается с помощью простого механизма.

Скорость прессования фиксируется с помощью фото­ элементов, которые через определенные интервалы вре­

Шведская фирма ASEA освоила производство специ­ ализированных вертикальных и горизонтальных гидро-

По возможности прессы делают в виде автономных агрегатов, внутри которых предусмотрена установка вспомогательных гидравлических систем для движений подвода и отвода механизмов, обеспечивающих допол­ нительные движения и рабочие циклы, необходимые при

нером на давление 30000 ат. Дополнительно к прессу мо­ жет быть установлен контейнер на давление 16000 ат.

с МВТУ им. Баумана. Опытный завод ВНИИметмаша и Ижорский завод им. А. А. Жданова выпустили первые образцы гидростатических прессов усилиями 250 и 1600 Т.