Прессформа для формования изделий из металлических порошков Советский патент 1986 года по МПК B22F3/03 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для формования деталей из металлических порошков, в особенности деталей сложной формы, имеющих перепады по высоте, преимущественно в виде дисков с одним или несколькими выступами на торцах.

Цель изобретения - упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления пресс-формы и расширение технологических возможностей .

На чертеже представлена предлагаемая пресс-форма, общий вид.

Пресс-форма состоит из верхнего I и нижнего 2 пуансонов и матрица 3. В качестве факультативного признака может быть использован также стержень 4 для формования отверстия. Отличительной особенностью пуансонов в пресс-форме является переход между перепадами по высоте, выполняемый под углом с/ по отношению к направлению прессования, определяемом в диапазоне

от ai arcct.fr1-V+

) 4rv

до ( arcctg2 V

I-V- /(.l-V)-4p v 2(uV

Углы переходов между перепадами обозначены как oi , oL и oL..

В основу изобретения положено увеличение подвижности порошкового материала при указанных углах наклона и создание тем самым условий для лучщего заполнения выступающих частей изделия за счет его перемещения из более тонких слоев в более толстые.

Теоретически получена и экспериментально подтверждена зависимость, определяющая перемещение порошка при различных углах наклона между перепадами по высоте. Она определяется коэффициентами трения и коэффициентом бокового давления V.

Сила трения препятствует любым перемещениям порошкового материала относительно пресс-инструмента. Боковое давление, в общем случае, способствует перемещению порошка от более тонких к более толстым слоям порошкового материала, так как и прессующее, и боковое давления вьппе в более тонких слоях. Однако переме ще- ние масс порошка между слоями разной высоты зависит не от самого бо

5

0

5

кового давления, а от суммарного усилия, которое определяется произведением бокового давления на тол- щи5гу слоя. Поэтому более интенсивное увеличение толщины слоя порошкового материала, чем уменьшение бокового давления, приводит к большег-гу суммарному воздействию со стороны большого сечения и тем самым тормозит движение порошка из тонкого слоя к более толстоь.у.

Получена расчетная формула

,(-)

где - давление прессования в точке г ;

6д- давление прессования в точке г ;

А - показатель степени. Если , то порошок перемещается в сторону большего сечения, т.е. в нужном нам направлении. Если , то совокупность действия всех сил, действующих на данную часть объема порошка, препятствует перемещению.- Определено также, что ctgo(- Р

vctgcvTrctgl+TT

Чтобы А было положительным, необходимо, чтобы ctgc находился в пределах ,у-тiiYJ: i-v -4|MV

) 2

а угол dL

от

до

г l-v-y(l-vf-4 V 1 LoCvJ

OTt arcctgLgp-. j- l-V+/( 1-V) до d arcctg lT,f---- JВвиду того, что для железного восстановленного порошка типа ПЖ4 коэффициент бокового давления изменяется в пределах 0,3 - 0,45, а коэффициент трения изменяется в пределах 0,1 - 0,2 диапазон изменения углаof равен 30-70°.

Пресс-форма работает следующим обраэомо

В полость матрицы 3 между верхним 1 и нижним 2 пуансонами засыпают порошок 5, затем к пуансонам прикладьшают давление, сжимающее порошок. Пресс-форма опробована при прессовании изделий типа маховика, предназначенных для открывания различного рода вентилейо Углы а( имеют следующие значения:

dL 45

0 30 , охвачены крайние

, .- , oL 60 , т.е

и средние точки установленного диапазона.

Предлагаемое техническое решение позволяет упростить конструкцию и эксплуатацию пресс-формы, повысить ее производительность по операции прессования,

В процессе работы (в динамике) в полость матрицы между верхним и нижним пуансонами засыпается порошок 5, затем к пуансонам прикладывается давление, сжимающее порошок. После прес сования верхний пуансон поднимается и спрессованная деталь выталкивается нижним пуансоном.

Упрощение конструкции пресс-формы и снижение трудоемкости ее изготов

ления достигается за счет уменьшения количества пуансонов и упрощения их формы. Вместо четырех пуансонов в известной пресс-форме (один верхний и три нижних) в предлагаемой пресс- форме используется только ва(верхний и нижний)„ Упрощение конструкции дает возможность использовать предлагаемую пресс-форму в сочетании с серийно выпускаемыми прессами для автоматического прессования, что существенно увеличивает производительность по сравнению с известным техническим рещением, допускающим только п эессование в ручном режиме.

Себестоимость изготовления предлагаемой пресс-формы по сравнению с известной существенно снижается, а производительность повьппается с 6-8 дет/ч до 200-300 дет./ч.