ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВ Российский патент 1997 года по МПК B22F3/03 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к конструкциям пресс-форм для прессования цилиндрических изделий, имеющих упругое последействие, из порошков.

Известны конструкции пресс-форм для холодного прессования цилиндрических изделий, у которых сплошные матрицы применяются при небольших нагрузках, а составные при больших нагрузках и при необходимости обеспечить жесткость конструкции [1]
К недостаткам указанных пресс-форм относится невозможность обеспечить равномерное уменьшение сжимающих напряжений по всей поверхности изделия при снятии давления прессования, на необходимость которой указывают.

Известна конструкция пресс-форм для прессования цилиндрических изделий с соотношением высоты к диаметру более 2, содержащая верхний и нижний пуансоны, разъемную матрицу, состоящую из отдельных элементов, и обойму, в которую установлены элементы матрицы.

Контактирующие поверхности матрицы и обоймы выполнены наклонными, а угол наклона образующей контактирующих поверхностей к вертикали выполнен таким, что тангенс этого угла больше коэффициента трения матрицы по обойме и меньше суммы коэффициентов трения прессуемого порошка по матрице и матрицы по обойме [2]
Известна конструкция пресс-формы для прессования цилиндрических изделий, содержащая разрезную матрицу, обойму, стопорный элемент, пуансон [3]
К недостаткам пресс-форм относится то, что при повышенных удельных давлениях прессования изделий возрастает боковое давление, которое приводит к раскрытию матрицы, так как условия, что сумма коэффициента трения порошка по матрице и матрицы по обойме должна быть больше коэффициента трения матрицы по обойме, недостаточно.

Необходимо дополнительное крепление матрицы, которое препятствовало бы ее раскрытию. Конструкция пресс-форм не позволяет производить прессование сложных изделий: наружная поверхность цилиндрическая, а внутренняя криволинейная.

Наиболее близкой к предлагаемой является конструкция пресс-формы для прессования цилиндрических изделий.

Сущность работы конструкции заключается в том, что перед прессованием разрезную матрицу зажимают в конусной обойме с помощью стопорных элементов, а в конечный момент прессования, когда матрицу удерживают в обойме силы трения порошка, стопорные элементы вынимают (авт.св. СССР N 1812722, кл. B 22 F 3/02, 1994).

Цель изобретения расширение технологических возможностей пресс-формы за счет компенсаций эксплуатационного износа контактирующих поверхностей пресс-формы.

Цель достигается тем, что пресс-форма снабжена промежуточной гильзой для удерживания матрицы в заневоленном состоянии, направляющими, в которых размещены обойма с разрезной упругой матрицей, установленная сверху над матрицей с обоймой промежуточная гильза, в направляющих и промежуточной гильзе выполнены смыкающие сквозные пазы, стопорный элемент выполнен в виде штанги, нижняя плоскость которой выполнена с уклоном с возможностью осевого перемещения.

Нижняя плоскость паза промежуточной гильзы выполнена с уклоном, совпадающим с уклоном нижней плоскости штанги, при этом нижняя плоскость штанги имеет возможность контакта с нижней плоскостью паза промежуточной гильзы, а верхняя плоскость штанги имеет контакт с направляющими.

С целью обеспечения равномерности заневоливания матрицы пресс-формы уклоны нижних плоскостей паза промежуточной гильзы направлены в противоположные стороны.

На фиг. 1 показана пресс-форма (слева до начала прессования; справа - после завершения прессования продольное сечение); на фиг.2 разрез А-А на фиг.1 (положение штанги при заневоленной матрице); на фиг.3 то же, положение штанги при разневоленной матрице.

Пресс-форма содержит направляющие 1, обойму 2, разрезную упругую матрицу 3, промежуточную гильзу 4, штанги 5, пуансоны 6, 7 и 8, сектора 9.

В промежуточной гильзе на цилиндрической поверхности выполнены сквозные пазы, нижняя плоскость которых выполнена с уклоном (фиг.1 и фиг.2).

Для надежного закрепления промежуточной гильзы штангами относительно направляющих при заневоливании матрицы (получение стабильного диаметра оформляющей полости) величина уклонов пары штанга-промежуточная гильза выбрана из условия самоторможения (угол трения ≅ 5^o.

Пресс-форма работает следующим образом.

В направляющие 1 устанавливают обойму 2 с матрицей 3 и пуансоном 7. Направляющие при необходимости двустороннего прессования предварительно установлены на сектора 9, которые при прессовании убираются. На разрезную упругую матрицу 3 устанавливают промежуточную гильзу 4, совместив пазы промежуточной гильзы 4 с отверстиями направляющих 1.

К промежуточной гильзе 4 прикладывают давление, при этом происходит перемещение промежуточной гильзы 4 относительно направляющих 1, а разрезной упругой матрицы 3 относительно обоймы 2.

В совмещенные отверстия направляющих 1 и пазы промежуточной гильзы 4 задвигают штанги 5 на определенную величину и заневоливают матрицу 3 на определенной высоте в обойме 2, что позволяет стабилизировать диаметр полости матрицы 3 в зависимости от износа пресс-формы и упругих свойств прессуемого порошка.

В подготовленную пресс-форму засыпают прессуемый порошок и устанавливают пуансоны 7 и 8, выдерживая технологические параметры выступания пуансонов 7 и 8.

При приложении усилия прессования (сектора 9 убраны из-под направляющих) происходит предварительно прессование пуансоном 8 и окончательное прессование пуансонами 6 и 7. В конце прессования дополнительно начинает перемещаться промежуточная гильза относительно направляющих 1, а матрица 3 относительно обоймы 2, что приводит к освобождению штанг 5, которые свободно извлекаются из направляющих 1 и промежуточной гильзы 4.

При снятии давления прессования разрезная упругая матрица 3 под действием сил упругих деформаций выходит из обоймы 2, увеличивая при этом свои размеры, что приводит к автоматическому освобождению отпрессованного изделия от сжимающих напряжений. Проведенные испытания предлагаемой пресс-формы показывают, что изделия, прессуемые в пресс-форме, имеют стабильный наружный диаметр за счет использования штанг, нижняя плоскость которых выполнена с уклоном.

Сущность изобретения заключается в том, что прессформа снабжена промежуточной гильзой для удержания матрицы в заневоленном состоянии, в направляющих и в промежуточной гильзе выполнены стыкующие пазы, стопорный элемент выполнен в виде штанги, нижняя плоскость которой выполнена с уклоном с возможностью осевого перемещения, нижняя плоскость паза промежуточной гильзы выполнена с уклоном, совпадающим с уклоном нижней плоскости штанги, при этом нижняя плоскость штанги имеет возможность контакта с нижней плоскостью паза промежуточной гильзы, а верхняя плоскость штанги имеет контакт с направляющими. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Пресс-форма для прессования цилиндрических изделий из порошков, содержащая сопрягающиеся по конической поверхности матрицу и обойму, установленную сверху над матрицей промежуточную гильзу и направляющие с выполненными в последних стыкующимися сквозными пазами, прессующие пуансоны и стопорный элемент, выполненный в виде штанги и размещенный в пазах, отличающаяся тем, что нижняя плоскость штанги выполнена с уклоном и штанга установлена с возможностью осевого перемещения, нижняя плоскость паза промежуточной гильзы выполнена с уклоном, совпадающим с уклоном нижней плоскости штанги, при этом нижняя плоскость штанги выполнена с возможностью контакта с нижней плоскостью паза промежуточной гильзы, а верхняя плоскость штанги имеет контакт с направляющими.

2 Пресс-форма по п.1, отличающаяся тем, что уклоны нижних плоскостей паза промежуточной гильзы направлены в противоположные стороны.