Способ прессования полых цилиндрических изделий из порошковых материалов и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК ЕТЕНИЯ ВАНИЯ ПОЛЫХ ЦИЛИНИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТВО ЕГО ОСУе- овашиноСР 2,8.Р6. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к областипорошковой металлургии, в частностик способам и устройствам для прессования полых цилиндрических изделий,преимущественно изделий сложной фор"мы типа зубчатых колес. Целью изобретения является повышение качествапрессуемых изделий; В исходном по-.ложении при раздвинутых наружныхсекторах 10 посредством поворота колеса 8, при поднятом вверх толкателе7 и крышке 6 и при раздвинутых внут1271 ренних секторах 14, проводят засыпку порошка в кольцевую полость между наружными и внутренними секторами. Затем толкатель 7 и крышку опускают до совмещения их нижних торцов с нижним краем верхней плиты 1, Оси 15 внутренних секторов 14 входят в пазы 16. Колесо 8 вращается по часовой стрелке, кулисы толкают наружные секторы 10, последние перемещаются к центру вдоль пазов 12 и 13. Все секторы поворачиваются так, что на всем пути радиального перемещения они плотно прижаты друг к другу своими радиальными плоскостями. Давление, создаваемое наружными секторами, сообщается порошку и через него пере 650 дается внутренним секторам, опирающимся на эластичное тело 18, котороевыдавливается и перетекает в полость19 подвижной опоры 5, При окончаниипрессования толкатель 7 движетсявниз, выталкивая из зоны прессования внутринние секторы 14 в замкнутом состоянии, тело 18 и опору 5.Выталкиватель 4 вместе с опорой 5поднимается и выталкивает готовое изделие. Описываемое решение обеспечивает повышение качества изделий засчет увеличения плотности по наружной и внутренней поверхностям и получение изделий с высокой размернойточностью. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.,1 табл.20 Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам прессования полых цилиндрических изделий, преимущественно изделий сложной формы типа зубчатых колес, 5 и к устройствам для прессования.Цель изобретения - повышение качества прессуемых изделий,На фиг.1 представлено устройство для осуществления способа в конце рабочего хода, вид сбоку, на фиг.2 то же, в начале рабочего хода (исходное положение), вид сверху; на фиг.3 - то же, в конце рабочего хода.Устройство устанавливается на пресс и состоит из верхней и нижней плит 1 и 2. На нижней плите 2 установлена направляющая 3 выталкива. теля 4. Внутренняя поверхность направляющей 3 повторяет наружную поверхность изготавливаемого изделия. Внутри выталкивателя 4 с возможностью перемещения в нем установлена подвиж,ная опора 5. Выталкиватель 4 и подижная опора 5 имеют независимое севое перемещение от выталкивателя пресса (не показан). Профиль выталкивателя 4 точно соответствует профилю изготавливаемого изделия, а наружная поверхность подвижной опо- М ры 5 повторяет внутреннюю поверхность изготавливаемого изделия. В верхней части устройства установлены крышка 6, не связанная с плитойи толкатель 7, который имеет возможность осевого перемещения в крьппке 6. Внутренняя поверхность крышки 6 и наружная поверхность толкателя 7 повторяют внутреннюю поверхность отверстия прессуемого изделия. Крышка 6 и толкатель 7 имеют независимое осевое перемещение от ползуна пресса (не показан). Между верхней 1 и нижней 2 плитами расположено колесо 8 радиального привода. К колесу 8 шарнирно присоединены кулисы 9, другой конец которых шарнирно соединен с наружными секторами 10. Наружные секторы 10 имеют оси 11 концы которых установлены в радиальные направляющие, выполненные в виде пазов 12 и 13 соответственно верхней и нижней плит 1 и 2. Внутренняя поверхность, образуемая наружными секторами 10, в конце рабочего хода повторяет наружную поверхность изготавливаемого изделия.Внутренние секторы 14 имеют оси 15, которые перемешаются вдоль пазов 16 и 17, выполненных соответственно в толкателе 7 и в подвижной опоре 5. Внутренняя поверхность внутренних секторов 14 опирается на эластичное тело 18, которое при повышении давления на него, передавае. мого от наружных секторов 10, пере1271 РОВ,текает в полость 19 подвижной опоры 5.Устройство работает следующим образом.В исходном положении наружные5 секторы 10 раздвинуты посредством поворота колеса 8 привода против часовой стрелки. Толкатель 7 и крышка 6 вместе с ползуном пресса подняты вверх. Внутренние секторы 14 10 под действием эластичного тела 18 раздвинуты. Торцы выталкивателя 4 и подвижной опоры 5 находятся на одном уровне с нижней плитой. В этом положении происходит засыпка порошка 15 сверху в кольцевую полость между наружными и внутренними секторами.После засыпки толкатель 7 и крышку 6 опускают до совмещения их нижних торцов с нижним краем верхней плиты. 20 При этом оси 15 внутренних секторов 14 входят в пазы 16 толкателя 7. Рабочий ход начинается вращением колеса 8 по часовой стрелке. Кулисы25 9 толкают наружные секторы 10, которые благодаря своим осям 11 передвигаются к центру вдоль радиальных пазов 12 и 13. При этом наружные секторы 10 под действием кулис и при взаимодействии друг с другом поворачиваются так, что на веем пути радиального перемещения они плотно прижаты один к другому своими радиальными плоскостями. Давление,создаваемое наружными секторами, сооб щается порошковой массе и через нее передается на внутренние секторы 14, опирающиеся на эластичное тело 18. При этом наружный и внутренний периметры заготовки одновременно 40 сжимаются до окончательных размеров готового изделия.В конце рабочего хода наружный и внутренний контуры секторов жестко замыкаются с получением точных размеров изделия.Эластичное тело, выдавленное из пространства внутренних секторов 14, перетекает в полость 19 подвижной опоры 5. Послеокончания прессования толкатель 7 движется вниз, выталкивая из зоны прессования внутринние секторы 14 в замкнутом состоянии, сжатое эластичное тело 18, а также подвижную опору 5, Затем выталкиватель 4 вместе с подвижной опорой 5, опе режая ее на высоту изготавливаемого изделия, поднимается вверх и выталкивает готовое изделие таким обра 650 4зом, что ее нижний край устанавливается на уровне верхнего края верх. ней плиты 1. Подвижная опора 5 останавливается в исходном положении. Одновременно с ходом выталкивателя 4 вверх поднимаются крышка 6 и толкатель 7. Высота их подъема должна обеспечивать съем готового изделия. В это же время колесо 8 радиального привода поворачивается против часовой стрелки, приводя наружные секторы 10 в исходное положение. Затем выталкиватель 4 опускается вниз до своего исходного положения. При этом нижний торец внутренних секторов 14 выходит из зацепления с выталкивателем 4 и эластичное тело 18, раздвигая внутренние секторы 14, приводит их в исходное положение. Далее идет засыпка порошка в пространство между двумя контурами секторов, и цикл повторяется.Уплотнение внутренней цилиндрической поверхности необходимо производить одновременно с радиальным уплотнением наружной поверхности при уменьшении периметра обеих цилиндрических поверхностей.Согласно изобретению, когда ка кдый сложный элемент поверхности прес- суется отдельным элементом, способным развивать большие усилия, сложная цилиндрическая поверхность имеет большую плотность и прочность. Падение плотности вглубь изделий не влияет на его прочность, но снижает вес по сравнепию с таким же изделием из компактного металла,В предлагаемом техническом решении эффект увеличения плотности в слоях контакта порошкового материала с инструментом усиливается тем, что в процессе радиального прессования происходит уменьшение периметра по наружной и внутренней цилиндрическим поверхностям и сжимание массы порошка по Окружности.Создаются условия для повьшения точности прессуемых изделий, ЭФфект у в ел ч е11 я т 0 1 О с т 11 возникает О т того, что секторы, которые в процессе 1 рсссованя плотно прилегают друг к другу, в ко 1 н 1 е этого процесса заклиниваются, образуя жесткий контур, сравн 1:аемый со сплошной деталью. Точность прессуемого из,:.,ел:,:.я зависит От тсч ости 11 зготовле 1 я оекто1271650 ЬСпособ и устройство опробованыпри прессовании шестерен изшихты, содержащей 7 графита,307 меди, остальное порошокжелеза,Результаты сравнительных испытаний иэделий, полученных известными предла.гаемым способами приведены 1 О в таблице. Плотность, г/смз (пористость,7) Удельное давление,тс/смРазмерная точность, квалитеты наружной внутренней сердцеповерх- . поверхности вины на на- на внутружную реннюю поповерх- верхностьность внутренней на- ружной Способ ности поверх- ности по- верхности Предлагаемый 5,69(25/ 5,4/29/ 5,24/31/ 3,0 Ь 9 Н 8 6,07/20/ 5,83/23,2/ 5,65/25,6/ Ь 9 Н 8 4,0 4,5 6,9/9,1/ 6,7/11,7/ 6,5/14,4/ 5,5 5,0 Ь 9 Н 8 5,7/24,9/ 5,1/33,2/ 5,2/31,5/ Ь 9 Н 8 6,05/20,3/ 5,48/27,8/ 5,6/26,2/ Ь 9 Н 8 6,89/9,2/ 6,35/16,4/ 6,52/14,1/ Ь 9 Н 8 Известный 4,5 5,5 5,0 Для прессования шестерен согласно предлагаемому способу достаточно пресса с усилием 25 тс, так как осевое усилие невелико. Максимально допустимая величина износа боковой поверхности зубьев шестерен, получаемых согласно предлагаемому способу составляет 0,2 мм, а ресурс работы увеличивается до 8 тыс. часов.Как видно из таблищ 1, плотность внутренней поверхности спрессованйого изделия согласно предлагаемому способу увеличивается, что является следствием эффекта дополнительного 50 уплотнения порошка. Величина. сопротивления деформации эластичного тела не должна превышать 757. от усилия внешнего радиального воздействия, чтобы не произошло несмыкание внут ренних секторов.Изобретение позволяет повысить качество прессуемых полых изделий 5Окончательно выполненное изделие должно иметь плотную наружную поверхность, менее плотную внутреннюю поверхность и еще менее плотные внутренние слои. Чрезмерное повышение плотности внутренней поверхности нежелательно, так как эта поверх ность, как правило, трущаяся и для обеспечения самосмазываемости должна иметь пористость. за счет увеличения плотности по наружной и внутренней поверхностям иобеспечивает создание условий пополучению изделий с высокой размерной точностью. Формула изобретения 1. Способ прессования полых цилиндрических изделий из порошковых материалов, преимущественно изделий сложной формы типа зубчатых колес, включающий загрузку порошка в кольцевую полость межцу наружным и внутренним формующимн элементами и его уплотнение путем передачи давления в радиальном направлении через эластичное промежуточное тело, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества прессуемых изделий,передачу давления при уплотнении осуществляют приложением усилияк поверхности наружного формующего элемента, которое превышает сопротивление деформации эластичного тела.2Устройство для прессования полых цилиндрических иэделий иэ порош ,ковых материалов, преимущественно изделий сложной формы типа зубчатых олес, содержащее верхнюю и нижнююиты, наружный и внутренний формующие элементы, установленные с образо 10 ванием кольцевой полости для порошка, узел создания передачи давления в радиальном направлении и привод, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с .целью повышения качества прес суемых изделий, наружный и внутренний формующие элементы выполнены ввиде секторов, установленных с при"леганием друг к другу плоских радиальных поверхностей и с возможностью поворота вокруг собственныхосей, параллельных оси устройства,плиты выполнены с радиальными направляющими в виде пазов, концы осейсекторов наружного формующего элемента установлены в последних,каждый из этих секторов шарнирно связан с приводом посредством кулисы,а секторы внутреннего формующегоэлемента установлены с образованиемполости для размещения эластичногопромежуточного тела.1271650 Составитель Л. ГамаюноваТехред И.Верес Корректор М. Максимишин едактор О. Бугир аказ 6281 14 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 757НИИПИ Государственногпо делам изобретений3035, Москва, Ж, Р Подписноекомитета СССРоткрытийшская наб , д, 4