Устройство для магнитно-импульсного прессования деталей из порошкового материала Советский патент 1989 года по МПК B22F3/87 

Изобретение относится к обработке материалов энергией сильного магнитного поля в области порошковой металлургии и может быть использовано для производства деталей машин и приборов из порошковых материалов.

Цель изобретения - повышение производительности процессования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для магнитно-импульсного прессования; на фиг. 2 - один из вариантов схемы блока управления устройства; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство для магнитно-импульсного прессования деталей из порошковых материалов (фиг. 1) содержит емкостные накопители 1 и 2 энергии, разрядные коммутаторы 3-6, индуктор 7, токопроводящую оболочку 8, матрицу 9 с порошком 10, основание 11 матрицы и блок 12 управления. При этом один пз выходов каждого из емкостных накопителей 1 и 2 соединен с первым зажимом индуктора 7 и основанием 11 матрицы в общую точку, к которой подсоединен общий зажим блока 12 управления. Вторые з ажимы емкостных накопителей 1 и 2 энергии через разрядные коммутаторы 3 и 5 соответственно подсоединены к второму зажиму индуктора 7, а через разрядные коммутаторы 4 и 6 соответственно к токо- проводящей оболочке 8, причем токопрово- дящая оболочка 8, порошок 10 и основание 11 матрицы образуют последовательную электрическую цепь.

Блок 12 управления (фиг. 2) содержит делитель 13 и 14 напряжения, пороговые

СП Ю

00

ьо ел

устройства 15 и 16, компараторы 17 и 18, согласующие транзисторы 19 и 20, формирователь 21 импульсов схемы 22-24 задержки

сигналов и логическую часть 25, построенную на микросхемах 155 серии и работающую в соответствии с таблицей состояний.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для магнитно-импульсного прессования деталей из порошковых материалов, и может быть использовано для прессования деталей машин и приборов из металлокерамических порошков. Цель изобретения - повышение производительности прессования. Достигается это за счет использования для нагрева и прессования только первого полупериода импульса разрядного тока, что позволяет не только сократить время, используемое на само прессование и нагрев, но и использовать энергию, оставшуюся в емкостном накопителе более рациональным способом. За счет использования остаточной энергии емкостных накопителей уменьшается время их заряда. 3 ил. 1 табл.

Х2

ХЗ

Х4

Х5

Х6 Х7

В таблице состояний и на схеме приняты следующие обозначения: XI, ХЗ - выходные сигналы пороговых устройств 15 и 16 соответственно (1 - накопитель заряжен); Х2, Х4 - выходные сигналы транзисторов 19 и 20 соответственно (1-отрицательная полярность напряжения на емкостном накопителе); Х5 - сигнал от генератора импульсов; Х6 - сигнал, разрешающий работу устройства;Х7 - выходной сигнал формирователя

импульсов;

Х8 - сигнал с выхода схемы 22 задержки;

Х9 - сигнал, разрешающий работу устройства в автоматическом режиме; У1,У2 - сигналы на срабатывание разряд- УЗ, У4 ных коммутаторов 3-6 соответственно.

Работа устройства для магнитно-импульсного прессования деталей из порощковых материалов происходит следующим образом. При включении устройства происходит заряд емкостных накопителей 1 и 2 энергии до заданного уровня напряжения (промежуток времени О-1, фиг. 3), по достижении которого срабатывают пороговые устройства 15 и 16. После этого на схему блока 12 управления подается сигнал Х6, раз- рещающий работу устройства (момент времени /2). Из сигнала Х6 формирователем импульсов вырабатывается сигнал Х7, который через логическую часть блока 12 управления и схему 24 задержки поступает, на разрядный коммутатор 3 (момент времени /з), через который происходит разряд емкостного накопителя 1 энергии на индуктор 7, при этом емкостной накопитель 1 перезаряжается до некоторого отрицательного уровня напряжения, причем в момент времени /4 при смене полярности направления на емкостном накопителе 1 появляется сигнал Х2. После этого как произощел перезаряд емкостного накопителя энергии, устройство готово к работе в автоматическом режиме.

При поступлении сигнала Х5 с генератора импульсов (не показан) в соответствии с таблицей состояний логическая часть блока 12 управления вырабатывает сигнал У2

Х9

Y1

Y2

Y3 Y4

на разрядный коммутатор 4, через который происходит разряд емкостного накопителя 1 энергии на цепь, состоящую из токопрово- дящей оболочки 8, порошка 10 и основания 11 матрицы. Во время протекания разрядного тока порошок нагревается и к необходимому моменту времени, наиболее оптимальному с точки зрення технологии обработки, сигнал У2, продя через схему 23 задержки, превращается в сигнал УЗ. (момент времени /е), вызывающий срабатывание разрядного коммутатора 5, через который происходит разряд емкостного накопителя 2 на индуктор 7, во время которого происходит прессование.

0

5

В моменты времени ti и /в происходит изменение полярности напряжения на емкостных накопителях энергии и одновременно изменение выходных сигналов Х2 и Х4 транзисторов 19 и 20 соответственно. По окончании разряда в соответствии с таблицей состояний логической части блока 12 управления начинается дозаряд емкостного накопителя 1 энергии до необходимого уровня напряжения. По окончании заряда срабатывает пороговое устройство 15 и на его выходе появляется сигнал XI (момент времени ), подающийся на вход логической части блока 12 управления. Приход сигнала Х5 от генератора импульсов (момент времени 0 ю) вызывает срабатывание разрядного коммутатора 6, через который происходит разряд емкостного накопителя 2 на токопро- водящую оболочку 8, порошок 10 и основание 11 матрицы.

Во время разряда порошок нагревается до необходимой температуры, и в момент времени t логическая часть блока 12 управления вырабатывает сигнал У1, вызывающий срабатывание разрядного коммутатора 3, через который происходит разряд емкостного накопителя 1 на индуктор 7. Во время разряда происходит изменение полярности на емкостных накопителях и изменение сигналов Х4 и Х2 на выходе транзисторов 19 и 20. В соответствии с таблицей состояний логической части блока 12 управления по окончании процесса разряда начинается дозаряд емкостного накопителя 2 до необходимого уровня напряжения, и далее процесс повторяется.

5

0

5

Предлагаемое устройство обеспечивает значительное (в полтора раза и более) повышение производительности прессования за счет использования для нагрева и прессования только первого полупериода импульса разрядного тока, что позволяет не только сократить время, используемое на самопрессование и нагрев, но и использовать энергию, оставшуюся в емкостном накопителе, более рациональным способом. За счет использования остаточной энергии емкостных накопителей уменьшается время их заряда. Эксперимент дает уменьшение времени заряда в 1,5-1,7 раза, а это эквивалентно увеличению производительности прессования в такое же количество раз.

Кроме того, происходит улучшение качества прессования за счет того, что прессование и нагрев осуществляются при разряде различных накопителей, что позволяет более оптимальным образом подобрать энергию, необходимую для двух качественно различных видов обработки. Улучшение качества прессования дает возможность уменьшить количество циклов обработки приблизительно в 2-4 раза, что приводит к увеличению производительности в такое же количество раз.

Формула изобретения

Устройство для магнитно-импульсного прессования деталей из порошкового материала, содержащее два емкостных накопителя энергии, разрядные коммутаторы, индуктор, матрицу с основанием и токопро- водящую оболочку, причем токопроведящая оболочка и матрица с основанием образуют

последовательную цепь, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности прессования, оно снабжено вторым емкостным накопителем энергии, тремя разрядными коммутаторами и блоком управления, причем первые зажимы емкостных накопителей энергии и индуктора соединены с основанием матрицы, а вторые через один разрядный коммутатор подсоединены к второму зажиму индуктора и через другой разрядный коммутатор к токопроводяшей оболочке, входы блока управления соединены с вторыми зажимами емкостных накопителей энергии, а выходы соединены с управляющими входами разрядных коммутаторов, а общий зажим блока управления соединен- с первыми зажимами емкостных накопителей энергии.

III I I 1.1L j.l. j.L ТЛЛ.1 J.

V////////////////7//////////y/

ft

,i,.,

Й

I V/////////////////////////////////////////////////// I I I Iill IIII I I

||l V//////// / //7/// / / /

Т

ft

;

--frrr

-Mu

U

т-Ц ж

I I 1

m

-LML

I 1

Ж

j.l. j.L ТЛЛ.1 J.

/

,i,.,

Й

/////////////////////// ll IIII I

--frrr

-Mu

U

т-Ц ж

I I 1