Патент на изобретение №2293020

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ДЕТАЛИ И СПОСОБ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к установке, которая предназначена для формования детали и которую можно применять для осуществления способов термоформования. Установка предназначена для формования детали между нижней матрицей и верхней матрицей, которые выполнены с возможностью перемещения друг относительно друга и находятся внутри печи. Нижняя матрица содержит два образца, а верхняя матрица покрывает попеременно образцы нижней матрицы. Установка содержит камеру печи, содержащую нижнюю и верхнюю матрицы и отсеки, каждый из которых принимает по одному образцу нижней матрицы. Камера печи содержит две накладываемые друг на друга части. Верхняя часть несет верхнюю матрицу, а нижняя часть несет два образца нижней матрицы. Верхняя часть выполнена с возможностью перемещения относительно нижней части, и разделяющую стенку, разделяющую отсеки. Изобретение предусматривает способ для термоформования деталей. Изобретение позволяет увеличить производительность при изготовлении деталей без необходимости увеличения количества установок для формования. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Настоящее изобретение относится к установке, которая предназначена для формования детали и которую можно применять для осуществления способов термоформования.

Способы термоформования используются для получения некоторых деталей, таких, как пустотелые лопасти вентиляторов турбореактора, которые формуют из сборки трех листов титана, два из которых образуют оболочки лопастей, тогда как третий, промежуточный, обрабатывают с получением элементов жесткости, которые простираются от одной оболочки до другой в полости, образованной между ними. Изготовление этих деталей требует операции сцепления посредством горячей диффузии, чтобы соединить в одно целое листы на передней и задней кромках с последующим выпучиванием внутренней полости снова при высокой температуре путем нарастающего введения газа, такого, как аргон или гелий. Эти операции проводят на специальных прессах, содержащих нижнюю матрицу и верхнюю матрицу, которые могут быть состыкованы друг с другом для заключения в них заготовок лопастей и профилирования их формы. Матрицы заключают в печь и доводят их до требуемой температуры. Время формования деталей составляет несколько часов и, помимо стадии формования, включает в себя довольно длительные стадии загрузки заготовок и размещения их в правильном положении на нижней матрице – для подогрева матриц и заготовок каждый раз при открывании печи – и извлечения сформованных деталей из печи в конце работы. Полное описание изготовления таких пустотелых лопастей раскрыто в документе ЕР-А-0765711.

Цель изобретения состоит в том, чтобы увеличить производительность при изготовлении деталей без необходимости увеличения количества установок для формования. Для достижения этой цели печь разделена изолирующей стенкой, по меньшей мере, на два отсека, что дает возможность проводить операцию формования одной детали в одном из отсеков в то время, как другую деталь вводят в другой отсек и подвергают нагреванию, или извлекают ее из другого отсека. Таким образом, в последовательной процедуре выполнения операций, один элемент операций, связанных с формованием, реализуется в течение времени одновременно выполняемой операции.

Более конкретно, установка для формования отличается тем, что печь содержит две накладываемые друг на друга части – одну верхнюю часть, несущую верхнюю матрицу, и нижнюю часть, несущую два образца нижней матрицы, причем верхняя часть выполнена с возможностью перемещения относительно нижней части таким образом, что верхняя матрица попеременно накрывает образцы нижней матрицы, и разделяющую стенку, разделяющую отсеки.

В предпочтительном конкретном варианте осуществления изобретения, печь ограничена горизонтально подвижной плитой, несущей образцы нижней матрицы, неподвижной стенкой, содержащей боковую граничную плиту и свод, а также вертикально подвижной стенкой, несущей верхнюю матрицу и содержащей разделяющую стенку, выполненную в виде боковой граничной плиты, подсоединенную посредством просверленного отверстия в своде неподвижной стенки и содержащую разделяющую стенку и свод.

Для лучшего понимания приводится подробное описание изобретения со ссылками на чертежи 1-6, на которых представлены основные стадии процесса изготовления, осуществляемого посредством установки, соответствующей изобретению, а также сама установка.

Установку, как единое целое, можно увидеть на фиг.1. Она содержит нижнюю плиту 1, неподвижную стенку 2 и подвижную стенку 3, причем все эти три конструктивных элемента ограничивают нагревательный объем камеры печи. Плита 1 несет две нижних матрицы 4 и 5, размещенные близко друг к другу и имеющие одинаковую форму, для заключения в них заготовок формуемых лопастей. Неподвижная стенка 2 содержит боковую граничную плиту 6, нижняя кромка которой идет вниз к плите 1, и свод 7, в котором просверлено отверстие 8; и наконец, подвижная стенка 3 содержит разделяющую стенку 9, выполненную в виде граничной плиты, подсоединенную посредством просверленного отверстия 8, и свод 10, к которому прикреплена верхняя матрица 11, дополнительная к нижним матрицам 4 и 5, для создания с одной или другой из них формовочной полости для заготовки лопасти. Средства, необходимые для обеспечения горизонтального скольжения плиты 1 и вертикального скольжения подвижной стенки 3, являются обычными средствами и не показаны.

Объем печи, ограниченный плитой 1 и стенками 2 и 3, разделен на соседние отсеки, количество которых составляет, по меньшей мере, два (три в этом конкретном варианте осуществления), обозначенные соответствующими позициями 12, 13 и 14. Центральный отсек 13 находится изнутри от разделяющей стенки 9 и содержит верхнюю матрицу 11 и, в данном варианте, вторую нижнюю матрицу 5; левый отсек 12 содержит первую нижнюю матрицу 4; правый отсек 14 в момент, отображенный на чертеже, свободен. В граничной плите 6 выполнены не представленные дверцы для обеспечения доступа в левый и правый отсеки 12 и 14. В разделяющей стенке 9, выполненной в виде граничной плиты центрального отсека, выполнены проемы для обеспечения доступа к нижним матрицам 4, 5 и верхней матрице 11.

Чтобы начать процесс, устанавливают деталь А на первой нижней матрице 4 и подвергают нагреванию после повторного закрывания печи, а после того, как деталь А на нижней матрице 4 достигает температуры формования, поднимают подвижную стенку 3, после чего перемещают плиту 1 вправо до тех пор, пока первая матрица 4 не войдет в центральный отсек 13 и не окажется под верхней матрицей 11; это состояние представлено на фиг.2. Следующая операция заключается в опускании подвижной стенки 3 для стыковки верхней матрицы 11 с первой нижней матрицей 4 и в повторном закрывании полости, в которой можно формовать деталь А. В течение этого времени, деталь В вводят в правый отсек 14 и помещают на второй нижней матрице 5 и теперь оставляют ее в этом отсеке для нагревания; это состояние представлено на фиг.3.

Когда деталь А сформована, поднимают подвижную стенку 3 и возвращают плиту 1 влево, в результате чего первая нижняя матрица 4, на которой остается в нужном положении первая деталь А, поступает в левый отсек 12, одновременно вводя вторую деталь B в центральный отсек 13. Затем снова опускают подвижную стенку 3, так что верхняя матрица повторно закрывает, на этот раз – вместе со второй нижней матрицей 5, формовочную полость второй детали В; это состояние представлено на фиг.4.

После этого извлекают первую деталь А и заменяют ее третьей деталью С, ожидающей в левом отсеке 12, пока ее не нагреют и пока не будет сформована вторая деталь В. Затем эти уже описанные стадии повторяют, поднимая подвижную стенку 3 (состояние, показанное на фиг.5) для перемещения плиты 1 вправо, чтобы поместить третью деталь С под верхней матрицей 11, и опуская подвижную стенку 3, чтобы повторно закрыть формовочную полость для третьей детали С, одновременно выталкивая вторую деталь B в правый отсек 14; результирующее состояние показано на фиг.6, а процесс продолжают путем извлечения второй детали В и замены ее новой заготовкой, которая будет оставлена для нагревания во время формования третьей детали С. Этот процесс продолжается всегда одинаково: две последовательные детали обрабатывают одновременно, причем одну формуют в центральном отсеке 13, тогда как другую подготавливают в одном из боковых отсеков – 12 слева или 14 справа, что существенно повышает производительность.

Перемещение плиты 1 назад и вперед, которое требует наличия трех отсеков, можно заменить вращательным перемещением, меняющим положения нижних матриц 4 и 5, что потребует наличия не более двух отсеков в печи. В настоящее время можно предвидеть и другие усовершенствования, которые можно внести в рассмотренный конкретный вариант осуществления в рамках объема притязаний изобретения.

Формула изобретения

1. Установка для формования детали (А, В, С) между нижней матрицей и верхней матрицей, которые выполнены с возможностью перемещения друг относительно друга и находятся внутри печи, при этом нижняя матрица (4, 5) содержит два образца, а верхняя матрица (11) покрывает попеременно образцы нижней матрицы (4, 5), отличающаяся тем, что содержит камеру печи, содержащую нижнюю и верхнюю матрицы и отсеки, каждый из которых принимает по одному образцу нижней матрицы, причем камера печи содержит две накладываемые друг на друга части, при этом верхняя часть несет верхнюю матрицу (11), а нижняя часть несет два образца нижней матрицы (4, 5), причем верхняя часть выполнена с возможностью перемещения относительно нижней части, и разделяющую стенку (9), разделяющую отсеки.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что камера печи содержит плиту (1), горизонтально подвижную и несущую образцы нижней матрицы (4, 5), неподвижную стенку (2), содержащую боковую граничную плиту (6) и свод (7), а также вертикально подвижную стенку, несущую верхнюю матрицу и содержащую разделяющую стенку (9), выполненную в виде боковой граничной плиты, подсоединенную посредством просверленного отверстия (8) в своде (7) неподвижной стенки (2) и содержащую разделяющую стенку и свод (10).

3. Способ для термоформования деталей, содержащих полость, в котором формование детали производят между матрицами, причем несколько вышеуказанных деталей одновременно находятся в печи и эти детали вместе сдвигают в место, где они располагаются в печи, формуют и затем извлекают последовательно из печи.

РИСУНКИ