Устройство для формирования заготовок из порошковых полимерных материалов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,Союз СоветскинСоциалистическихРеспублик(22)Заявлено 30.05.80 (2 ) 2930689/23-05 с присоединением заявки М В 29 Г 3/011В 29 С 3/00 Тоеударствснный коинтет СССР аа делаи нзабретеннй н аткрытнй(23) ПриоритетОпубликовано 07,01,82, Бюллетень М 1 Дата опубликования описания 10,0 1, 82(72) Авторы изобретения Э. К. Волошин-Челпан, В, П. ЕвтушеИ, Н. Махонин, К, Б. Славцов и В. В в, 1-.-й, Яоткин,м Щ щ,щокроаский,) Заявител Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ПОРОШКОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к области:переработки пластмасс и более конкретно к установкам для непрерывногопроизводства заготовок из порошковых полимерных материалов.Известно устройство для непрерывного формования стержней из порошковых полимерных материалов, содержащее узел питания, пуансон, жесткую матрицу, образующие узлы предварительного таблетирования, узелдля закрывания и открывания камерыпредварительного таблетирования,включающий подвижный элемент, состоящий из пары вращающихся вокруг вертикальных осей плеч, прилегающихдруг к другу по вертикальной плоскости Г 11,Устройство содержит также две последовательно расположенные камеры радиального прессования с эластичнымиоболочками.Недостатком данного устройстваявляются его сложность и относитель.,но невысокая точность размеров заго товок. Указанные недостатки являются следствием трехступенчатой схемы прессования, осуществленной в данном устройстве. В частности, прес- сование, заготовки в двух последовательно расположенных камерах радиального прессования приводит к нарушению геометрии заготовки в связи с тем, что при предварительном прессовании в жесткой матрице плотность заготовки неравномерна по ее высоте.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для формования заготовок иэ порошковых полимерных материалов, содержащее раму, матрицу со сквозным рабочим каналом, пуансон, соединенный с приводом перемещения, и загрузочный бункерГ 2 ЛНедостатком данного устройства являются низкое качество и недоста895700 10 50 55 точная точность размеров заготовки.Этот недостаток вызван тем, что впроцессе эксплуатации устройствасилы трения, возникающие на поверхности контакта заготовки и матрицы,приводят к износу последней и соот-ветственно к увеличению диаметра матрицы, особенно в той ее части, которая расположена ниже зоны работыпуансона. Увеличение диаметра матрицы при сохранении диаметра заготовки приводит к уменьшению натяга наповерхности контакта заготовки иматрицы и, соответственно, к уменьшению сил трения. Следствием этого является возникновение перемещениязаготовки при давлении прессованияменьшем, цем это необходимо для по"лучения требуемой плотности. В итогепосле спекания заготовки полуцаютсянедостатоцно плотными а увеличениеусадки, связанное со спеканием недостаточно плотной заготовки, приводит к более значительному иска"жению ее размеров. Например, в нацале использования устройства дляпрессования стержней диаметром 10 мми длиной 50 мм удельный вес заготовок в неспеченом состоянии составлял 1 83 г/см 5 и после спеканияФЬсоответственно 2,19 г/см , Послепрессования 10 000 заготовок износ матрицы составил 0,03 мм и удельные вес неспеченой заготовки соста-вил 1,75 г/смЗ, спеченой2,05 гlс 4,диамерт заготовки уменьшился на 53по сравнению с первыми партиями заго"товок,Целью данного изобретения являетсяповышение качества заготовок засчет обеспечения тоцности их размеров.Для достижения указанной цели вустройстве для формования заготовокиз порошковых полимерных материалов, содержащем раму, матрицу сосквозным рабочим каналом, пуансон,соединенный с приводом перемещения,и загрузочный бункер, матрица выпол",нена составной из недеформируемойв радиальном направлении и размещенной в зоне действия пуансоначасти и последовательно с ней расположенной деформируемой в радиальном направлении части, диаметр рабочего канала которой в свободномсостоянии выбран меньшим диаметрарабоцего канала недеформируемой части. 4Такое выполнение устройства позволит создать гарантированный натяг на поверхности контакта заготовки и деформируемой части матрицы, а следовательно, и требуемое знацение сил трения, что обеспечит перемеще" ние заготовки только при достижении давления прессования, необходимого для получения заданной плотности заготовки, так как последняя при этомуплотняется более чем в два раза,цто приводит в ит ге к более высокой точности размеров за счет повышенияплотности и равноплотности заготов КиВо избежание появления микротрещинпри радиальном силовом воздействиина заготовку со стороны деформируемой части матрицы, разность диамет ров недеформируемой и деформируемойчастей матрицы, обеспечивающая натяг,то есть радиальное давление на заготовку, устанавливается такой величины, цтобы радиальное давление на 25 боковую поверхность заготовки в зонедеформируемой цасти матрицы быломеньше бокового давления на заготовкув зоне недеформируемой части матрицы,На чертеже схематически показанопредлагаемое устройство для формования заготовок из порошковых полимерных материалов.Устройство состоит из пуансона 1,соединенного с приводом перемещения(на чертеже не показан), деформируемой в радиальном направлении части 2составной матрицы, прикрепленной к недеформируемой части 3 матрицы, соединенной с вибратором 4, смонтированным на пружинах 5, установленных нараме 6, Матрица соединена с загрузочным бункером 7. Деформируемая 2 и недеформируемая 3 части матрицы выполнены со сквозным рабочим каналом, причем диаметр рабочего канала деформируемой части 2 в свободном состояниивыбран меньшим диаметра рабочего канала недеформируемой части 3. Устройство работает следующим образом.В отверстие недеформируемой части 3 матрицы 4 вставляют оправку, выполненную из материала, коэффициент трения которого о стенки матрицы такой же, как и у прессуемой заготовки о стенки матрицы, или из материала прессуемого порошка с диаметром, равным диаметру пуансона 1, и дли895700б м316 Вй 29 23 30 40 ной, равной длине деформируемой части 2 матрицы. Включают привод пуансона 1 (на чертеже не показан) и пу"ансон 1 проталкивает оправку в рабочиканал деформируемой части 2 матрицы.При этом деформируемая часть 2 матрицы растягивается и создает давлениена цилиндрическую поверхность оправки, вызывающее силы трения, препятствующие ее перемещению, После того,как оправка полностью разместилась врабочем канале матрицы, пуансон 1поднимают в исходное положение, включают вибратор 4, приводящий в колебательное движение части 2,3 матри"цы; загружают из загрузочногобункера 7 порцию порошка, предварительно уплотняют его вибрацией, передаваемой от матрицы и верхнего торца оправки, включают привод пуансона1, прессуют из порошка заготовку ипо достижении на торце пуансона 1усилия, равного сумме сил трения оправки о деформируемую часть 2 матрицы и отпрессованной заготовки о стенки рабочего канала части 3 матрицы,проталкивают заготовку в деформируемую часть 2 матрицы, при этом оправку перемещают вдоль рабочего каналачасти 2 матрицы и частично выводятее из матрицы, после чего пуансон 1возвращают в исходное положение ицикл повторяют,Можно отметить, что длина рабочего канала в недеформируемой частиматрицы должна определять объембольший, чем объем виброуплотненного порошка, требуемый для полученияодной заготовки. Длина деформируемой части 2 матрицы определяетсямаксимально допускаемым давлением,которое может быть приложено к цилиндрической поверхности заготовки безее разрушения и для создания требуемого значения сил трения. Разность диаметров рабочих каналов частей матрицы определяется максималь-но допустимым давлением на цилиндрическую поверхность заготовки без ееразрушения и условиями прочности материала деформируемой части 2 матрицы.П р и м е р . 8 недеформируемуючасть 3 матрицы диаметром 10 мм,длиной 100 мм вставляют оправку изфторопластапо скользящей посадке длиной 150 мм, включают приводпуансона 1 и проталкивают оправку,с усилием 200 кг в деформируемую част 2 матрицы длиной 150 мм с диаметром9,8 мм. Поднимают пуансои 1 в исходное положение. Включают вибратор4, вызывающий колебания частей 3,2матрицы с частотой 50 Гц и ускоре"нием 3 9 е Загружают порцию порошкафторопластавесом 7,5 г и одновременно за счет передачи ему вибрацииот части 3 матрицы и верхнего тор"ца уплотняют до средней плотности,равной 1 г/см. Включают привод пуансона 1, прессуют порошок пи максимальном давлении 250 кг/см и затемперемещают его в деформируемую часть2 матрицы, где прикладывают к егоцилиндрической поверхности со стороны деформируемой стенки 2 матрицы давление, равное 60 кг/си. Затем возвращают пуансон 1 в исходное состояниеи цикл повторяют. На выходе из деформируемой части 2 матрицы заготовкуотделяют от последующей и подают вприемный бункер (на чертеже на показан). Пооле прессования 10 000 заготовок износ дефориируемой части матрицы так же как и у прототипа составил 0,03 мм, однако натяг уменьшился незначительно. Удельный вес неспеченых заготовок, практически не изме" нился, составил 1,82 г/см , а после3 спекания - 2,19 г/см . При этом диаметр заготовок по сравнению с первы ми партиями заготовок изменился менее, чем на 0,5. Таким образом, использование данного решения позволяет повысить точность размеров более кругной партии заготовок примерно в 10 раз по сравнению с известным устройством. Формула изобретения Устройство для формования заготовок из порошковых полимерных материалов, содержащее раму, матрицу со сквозным рабочим каналом, пуансон, соединенный с приводом перемещения, и загрузочный бункер, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества заготовок за счет обес" печения точности их размеров, матрица выполнена составной из недеформируемой в радиальном направлении и размещенной в зоне действия пуансона части и последовательно с ней распо895700 Составитель Л. Кольцовктор Т. Морозова Техред Ж.Кастелевич ектор А Дзя 2/21 НИИП одписн комитета СССРи открытийушская наб 4/5 113 илиал ППП чПатент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ложенной деформируемой в радиальном направлении части, диаметр рабочего канала которой в свободном состоянии выбран меньшим диаметра рабочего канала недеформируемой части.( Тираж 672И Государственногоделам изобретений5, Москва, Ж, Р 8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Англии йф 800452,кл. 87/2/А, опублик. 1958. 2. Патент США У 3483597,кл. 425-378, опублик, 1969 (прототип).