Устройство для прессования изделий из порошка

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциапистическиаРеспублик946801(23) Приоритет ио делам нэабретеннй н атерытнй(51 т) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКАтой 1 21. 1Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для прессования изделий изпорошка и может быть использованопри изготовлении кольцевых сердеч 5ников из жестких порошков типа карбонального железа, молибденовогопермаллоя и др.Известно устройство для прессования порошка, включающее матрицу,пуансон и выталкиватель (11.Однако это устройство не позволяет прессовать изделия с закругленной торцовой поверхностью, а размеры готового изделия могут иметь от"клонения из-за попадания порошка наторцы боковых стенок,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для прессова.ния изделий из порошка, содержащее 20нижнюю плиту, нижнюю матрицу, установленный в ней пуансон с централь"ным стержнем, верхнюю плиту, верхнююматрицу, выполненную из конусных сен 2торов с шаровыми ползунами, и снабженную концевым зажимом и механизмом ра анима, выталки ватель, расположенный в кольцевой проточке верхней матрицы, и Фиксаторы, скрепля . ющие выталкиватель с верхней плиУстройство позволяет прессовать изделия с закругленной торцовой поверхностью, однако при прессовании трудноформируемых порошков, например, порошков карбонильного железа, молибденового пермаллоя и некоторых других требуется приложение большого давления (до 19,6 10 фН/мф (20 тс/си и более). Возникающие при прессовании напряжения в этом случае приближаются к пределу текучести стали, из которой изготавливается пресс-инструмент. Поэтому стойкость пресс-инструмента при прессовании изделий из упомянутых порошков чрезвычайно низка.Цель изобретения - повыше.-;ие стойкости пресс-инструмента.Поставленная цель достигается тем, цто устройство для прессования изделий из порошка, содержащее нижнюю плиту, нижнюю матрицу, установленный в ней пуан:он с центральным стержнем, верхнюю плиту, верхнюю матрицу, выполненную из конусных секторов с шаровыми ползу- нами и снабженную конусным зажимом и механизмом разжима, выталкиватель, расположенный в кольцевой проточке верхней матрицыр и ФиксатОРыр скР 8 плЯЮЩие Вытдлкивате.пь с верхней плитой, снабжено корпусом и жестко скрепленным с ним осНОВВНИВМр ВЫТВЛКИВдТВЛЬ ВЫПОЛНЕН со сквозным отверстием и снабженустановленным в отверстии и ввернутым в основание регулировочнымВинтОм и Оазмещенной на винте пружиной, а центральный стержень выполненсоставным В виде цилиндрической голОВки р ПОЛОЙ ципиндри чес кой частии пружины, размещенной между ними навинте, Вставленном в полую ци.пиндрическую часть и ввернутом В цилиндрицескую головку,На Фиг, 1 приведено устройствов исходном попожении, общий вид, нафиг, 2 - тО же, В положении прессованияр на Фиг, 3 - процесс прессованиярС Н 8 ПОДВИЖНЫМ ВЫтаЛКИВатеЛЕМ 1, ИЗВЕСТ"ное устройство):, на Фиг. ч - г:,"оцесспрессОвания с плавающим выталкивателемпредлагаемое устрой ст Во ),Устройство содержит нижнюю матрицу 1, взаимодействующую с пуансонном 2 закр=пленным в держателеВЫТаЛКИВВТЕЛЬ Ч СО СКВОЗНЫМ ОТВЕРСТИ"ни Оаспопоженнои В нем пружиноиЦ ОТВЕРСТИ 8 ВЫтаЛКИВатЕЛЯ Ч яства.лен регулировоцный Винт 7, смонти. рованный подвижно на основании 8, заключенном в корпусе 9. Винт 7 доме"щен В кольцеВую проточку 1 0 верхнейматрицы 11, Посредством Фиксаторов 12и 13 Выталкиватель ч закрепляется вверхней плите 1 ч. Верхняя матрица11 с шаровыми ползунами 15 помещается, В кОнусный зажим 16 р тОРВЦ ПРоточки10 ВХОДИТ В ЗВЦЕПЛЕНИЕ С буотиКОМ 17на корпусе 9 благодаря чему в ис;опном положении матрица 11 уд рживается в подвешенном состоянии, Конусный зажим 16 с кольцевой пружиной 18и пазами 19, в которых установленыполвуиы 1-, закрепленный в обойме 01 420, установленной на верхней плите 1)р для разжима снабжен копиром 21, рычагом 22 и толкателями 23. Нижняя матрица 1 закреплена на плите 2 чр которая вместе с центральным стержнем, выполненным сборным, смонтирована подвижно на направляющих 25 посредством пружин 2 б, Центральный стержень состоит из цилиндрической головки 27 р выполняющей роль выталкивателяр пружины 28 и винта 29, смонтированных подвижно на цилиндрической части 30 р укрепленной на траверсе 31 р жестко соединенной с плитой 2 ч, Для возврата В исходное положение головки 27 предусмотрен толка- тель 32; который приводится в действие гидроцилиндром пресса. Упор 33 ограницивает передвижение нижней матрицы вверхУстройство работает следующим образомоВ исходном положении В полость, образованную нижней матрицей 1 и цилиндрической головкой 27, выполняющей роль выталкивателя, насыпается прессуемый порошок, Включается привод пресса и плита 1 ч опускается на плиту 2 ц р при этом верхняя матрица 11 ловит. ся на нижнюю матрицу 1 и под действи" ем пружин 26 поднимается вверх по направляющим колонкам 25 относительно Обоймы 20 совместно с конусным зажимом 16, Достигнув момента,выталкиватель ч свОим торцом сопри касается с торцОМ цилиндриц 8 ской го ловки 27 р последняя под действием Винта 7 начинает опускаться, застав- лЯЯ сжиматьсЯ пружину 28 ОДнОВременно с винтом 7 движется выталкиватель Чр нахоДЯЩийсЯ пОД ДейстВи ЕМ ПРУЖИНЫ 6 р ЗВНИМая МЕСТО, ОСВО- бождаемое цилиндрической головкой 27. Конусный зажим 16 р перемещаясь по конусному отверстию обоймы 20, сжимает верхнюю матрицу 11, ликвидируя зазоры между секторами. При дальнейшем опускании плиты 11 происходит сжатие пружин 2 бр плита 2 Ь, опускается. Одновременно продолжает опускаться укрепленная на цилиндрической части 30 цилиндрицеская головка 27, Топкатель 32 возвращается в нижнее положение, как это изображено на Фиг. 1, Происходит постепенное уплотнение порошка, По мере возрастания усилия прессования выталкиватель )р преодолевая противодействие пружины 28, пе 5 9468ремещается вверх, его закругленнаяповерхность смыкается с закругленной поверхностью матрицы 11, осу"ществляется окончательное формообразование изделия (фиг, 4),5После окончания процесса формообразования плита 14 начинает подниматься. Верхняя 11 и нижняя 1 матрицы движутся вверх совместно домомента, пока плита 24 не входит в 10соприкосновение с упорами 33, Происходит отрыв верхней матрицы 11от нижней 1. Толкатель 32 возвращает цилиндрическую головку 2 висходное положение. При подъеме плиты 14 рычаг 22 входит в соприкосновение с рабочим участком копира21 и черсз толкатели 23 воздействует на конусный зажим 16, которыйсмещается вниз относительно обоймы 2020, а его разрезные части под действием кольцевой пружины 18 раздвигаются от центра к периферии, Одновременно с перемещением конусногозажима 16 происходит перемещение 25вниз верхней матрицы 11 и ее раскрытие посредством жесткой связи еесекторов через шаровые ползуны 15,При раскрытии верхней матрицы 11с отпрессованного изделия снимаютсяупругие деформации, происходит плавное перемещение изделия по выталкиватепю 4, который под действием пружины 6 возвращается в исходноеположение. Изделие снимается с выталкивателя 4 торцовой частью формующих элементов верхней матрицы 11и остается на поверхности нижней мат-рицы 1, так как после снятия напряжений диаметр готового изделия превышает размер диаметра отверстия в нижней матрице, Поворот рычага 22 заканчивается выходом из соприкосновенияс рабочим участком копира 21 и торецпроточки 10 на матрице входит в заце 45пление с буртиком 17 корпуса 9, в котором расположен выталкивательи дальнейшее перемещение матрицы относительно выталкивателя заканчива"ется. Раскрытая верхняя матрица 1150и выталкиватель 4 совместно с плитой14 поднимается вверх в исходное положение.фиг. 3 иллюстрирует исходный момент уплотнения порошка при неподвиж 55ном выталкивателе,Стрелкой показано направление усилия прессования, под воздействиемкоторого происходит уплотнение порошО 1 6ка, Поскольку в данном случае осуществляется процесс одностороннегопрессования, то наибольшая плотностьпорошка - у торца прессующего пуансона, наименьшая - на закругленнойповерхности иэделия (на Фиг. 3 слойнаибольшей плотности показан болеетемным),Прессующий пуансон перемещаетсяотносительно матрицы вдоль оси прессования до тех пор, пока усилие прессования не оказывает равное ему противодействие сил трения порошка остенки матрицы и цилиндрического выступа выталкивателя на поверхностях1 и П и внутреннего трения зеренпорошка.На Фиг. 4 изображено начало уплотнения для случая прессования с плавающим, подвижным вытапкивателем. Напромежуточной и конечной стадияхпрессования (Фиг. 4) перемещениепрессующего пуансона происходит сменьшим усилием, чем по схеме, изображенной на Фиг, 3, Это объясняетсятем, что в этом случае сопротивлениесип трения на наружной поверхности1 значительно меньше, чем при прессовании по первой схеме за счет того, что порошок имеет возможностьперетекать в зону П выталкивателя,имеющую меньшую плотность, так какуплотнение в зоне Ц осуществляетсяне на жесткой опоре, Сопротивлениеперемещению прессующего пуансона наповерхности П отсутствует, так каквыталкиватель перемещается за счетсжатия пружины вместе с пуансоном.Действие же сил трения на поверхности Я также значительно меньше, посравнению с прессованием по первой%схеме, так как перемещение поверхности К знака происходит в зоне наименьшего уплотнения, а не наибольшего как в первом случае, при неподвижном выталкивателеПрименение плавающего выталкивателя позволяет получить эффект,равнозначный эффекту двухстороннего прессования, осуществляемомус давлением примерно в 2 раза меньшим, чем при одностороннем прессовании. Для прессования иэделийс закругленной поверхностью двухстороннее прессование труднодеформируемых порошков использовать вообщенельзя, так как пуансон, оформляющий закругленную поверхность, вэтом случае должен иметь острыеФормула изобретения 7 68кромки, которые будут выкрашиваться и пуансоны после нескольких спервых прессовок будут выходить изстроя,Следует также отметить, что давление прессования зависит от объемапорошка в полости, образуемой различным положением закругленной поВерхности выталкивателя относительно закругленной поверхности матри- зцы, Практически установлено, чточем больше объем порошка (т.е, чемОольше высота полости), тем меньшетребуется давление прессования. Однако ВысОта полости должна быть В 1 рпределах до 70/ высоты готового изделия. При большей высоте, следовательно, при большем объеме поры=ка. заключенном в полости, наблюдается заметное различие в плотностинаружных и. внутренних слоев изделия,Регулируя величину объема полости путем изменения ее высоты можно получить оптимальное давление прессован ия. 25В зависимости от пластичности игранулометрического состава снижение давления происходит в размерахдо 110-503 для изделий из карбонильного железа и до 25-30, для изделийиз порошка молибденового пермаллоя.Технико-экономическая эФФективность предлагаемого изобретения определяется снижением давления прессования, Это позвОляет использоватьз 5для прессования менее мощные, следовательно. более дешевые пресса,Прессование с меньшими усилиями позволяет снизить расход электроэнергии. Но наибольший эФФект достигается за счет повышения стойкостипресс-инструмента. Так, если припрессовании с давлением (17,61-19,6 Р10 К/м 18-20 тс/см ) с пресс-Формыдо ее износа можно получить 100001 8800 шт. годных изделий, то при давлении 13 72, 10-1 ч,710 Н/м 111-15 тс/см )-6000-1500 шт,Таким образом снижение давления на 251, достигаемое применением изобретения, повышает стойкостьпресс-Форм в 5-7 раз,Устройство для прессования изделийиз порошка, содержащее нижнюю плиту,нижнюю матрицу, установленный в нейпуансон с центральным стержнем, верхнюю плиту, верхнюю матрицу, выполненную из конусных секторов с шаровыми ползунами и снабженную конуснымзажимом и механизмом разжима, выталкиватель, расположенный в кольцевойпроточке верхней матрицы, и Фиксаторы, скрепляющие выталкиватель с верхней плитой, отличающеесятем, что, с целью повышения стойкости пресс-инструмента, оно снабже-.но корпусом и жестко скрепленным сним основанием, выталкиватель выполнен со сквозным отверстием и снабженустановленным в отверстии и ввернутым в основание регулировочным винтом и размещенной на винте пружиной,а центральный стержень выполнен составным в виде цилиндрической головки, полой цилиндрической части ипружины, размещенной между ниии навинте, вставленном в полую цилиндри"ческую часть и ввернутом в цилиндрическую головку,йсточники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 331069, кл. В 28 В 7/10, 1972,2. Авторское свидетельство СССРИ 7536 М, кл. В 28 В 3/02, 1978./7 рум ырра и Составитель Г.ЗагорскаяТехред Т, Иаточка Корректор Л.Бокша Редак Сер а ал ППППатент, г, Ужгород, ул. Проектная,20 Тираж 52 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и от 113035, Иосква, Ж, Раушс