Пресс-форма для одновременного прессования мелких изделий из порошковых материалов

Полезная модель относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для холодного прессования изделий из порошковых материалов, и может быть использована для одновременного получения преимущественно мелких изделий типа втулки. Сущность полезной модели: пресс-форма для одновременного прессования мелких изделий из порошковых материалов включает верхнюю и нижнюю плиты, матрицу, расположенную в промежуточной плите, стержни и закрепленные в пуансонодержателях формообразующие пуансоны. Матрица закреплена соосно в промежуточной плите на стаканообразной опоре и выполнена многогнездной. В гнезда матрицы, расположенные симметрично относительно оси пресс-формы, соосно установлены нижние пуансоны. Внутри нижних пуансонов соосно установлены стержни, опирающиеся на стаканообразную опору. Верхние пуансоны закреплены на верхней плите соосно гнездам матрицы. Технический результат: повышение производительности прессования и стойкости прессующего инструмента при обеспечении равномерной плотности по высоте изделий.

Полезная модель относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для холодного прессования изделий из порошковых материалов, и может быть использована для одновременного получения преимущественно мелких изделий типа втулки.

Известна пресс-форма для прессования изделий с отверстием из порошка, содержащая матрицу, стержень, верхний и нижние пуансоны. Компенсаторные шайбы, установленные на буртах стержня, размещенного внутри нижнего пуансона, позволяют регулировать положение пуансона относительно стержня. Конструкция пресс-формы обеспечивает равномерную плотность прессовки (Клячко Л.И., Уманский А.М., Бобров В.Н. Оборудование и оснастка для формования порошковых материалов. М.: Металлургия, 1986. - рис. 91, 6, с. 246-247).

Недостатком известной пресс-формы является установка нижнего пуансона и стержня на выталкивателе пресса, что увеличивает их линейные размеры. С увеличением высоты пуансонов и стержня при отклонении оси пресс-формы от центра давления пресса стойкость прессующего инструмента при прессовании изделий снижается из-за появления изгибающих нагрузок. Кроме того, наличие в матрице только одного формующего гнезда не позволяет получать при прессовании одновременно несколько изделий.

Известна и принята за прототип пресс-форма для прессования изделий типа втулки из порошковых материалов, содержащая верхнюю и нижнюю плиты, матрицу, установленную в промежуточной плите, стержень и установленные в пуансонодержателях формообразующие пуансоны. Пуансоны с пуансонодержателями размещены на подставках и закреплены на нижней и верхней плитах пресс-формы. Применение пресс-формы обеспечивает равномерную плотность прессовки (Фефилов П.В., Барышников Г.С. Унификация пресс-форм на прессах-автоматах типа К8130. - Порошковая металлургия, 1978, 8, рис. 1, с. 95). Регулирование подставок по высоте позволяет уменьшить размеры пуансонов, увеличив тем самым их стойкость при прессовании мелких изделий (там же, рис. 2, с. 96).

Недостатком известного устройства является наличие в матрице только одного формующего гнезда, что не позволяет получать при прессовании одновременно несколько изделий. Кроме того, для прессования мелких изделий необходимы тонкие пуансоны и стержни. Установка нижнего пуансона на нижней плите пресс-формы, а стержня на штоке пневмоцилиндра внутри выталкивателя пресса не позволяет в полной мере сократить их размеры по высоте, что снижает стойкость прессующего инструмента (особенно при его небольших поперечных размерах) из-за появления изгибающих нагрузок.

Техническим результатом полезной модели является повышение производительности прессования и стойкости прессующего инструмента при обеспечении равномерной плотности по высоте изделий.

В предлагаемой пресс-форме для одновременного прессования мелких изделий из порошковых материалов, включающей верхнюю и нижнюю плиты, матрицу, расположенную в промежуточной плите, стержни и закрепленные в пуансонодержателях формообразующие пуансоны, матрица закреплена соосно в промежуточной плите на стаканообразной опоре и выполнена многогнездной, причем в гнезда матрицы, расположенные симметрично относительно оси пресс-формы, соосно установлены нижние пуансоны, внутри которых соосно установлены стержни, опирающиеся на стаканообразную опору, при этом верхние пуансоны закреплены на верхней плите соосно гнездам матрицы.

Новая конструкция пресс-формы обеспечивает увеличение числа одновременно обрабатываемых заготовок за счет выполнения матрицы многогнездной, а также значительное уменьшение высоты нижних пуансонов и стержней за счет размещения их в промежуточной плите, имеющей возможность вертикального перемещения, что позволяет, в сравнении с прототипом, повысить производительность прессования и стойкость прессующего инструмента при обеспечении равномерной плотности по высоте изделий.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображена пресс-форма после загрузки порошка и завершения процесса прессования.

Промежуточная плита 1 выполнена с осевым отверстием и имеет в нижней части базовую поверхность A. Матрица 2, выполненная многогнездной, закреплена соосно в промежуточной плите 1 на стаканообразной опоре 3, установленной на базовой поверхности A, через планки 4 с помощью болтов 5. В гнезда матрицы 2, расположенные симметрично относительно оси пресс-формы, соосно установлены нижние пуансоны 6, закрепленные в пуансонодержателе 7 на плите 8, внутри которых соосно установлены стержни 9 (по числу гнезд в матрице), закрепленные в держателе 10 и опирающиеся на стаканообразную опору 3.

На нижней плите 11, кинематически связанной с выталкивателем пресса (не показан), закреплена опора 12, на которой установлена плита 13, соединенная через систему тяг 14 с плитой 8.

На верхней плите 15 закреплена опора 16, на которой смонтирован пуансонодержатель 17 с закрепленными в нем соосно гнездам матрицы 2 верхними пуансонами 18 (по числу гнезд в матрице).

Установка пуансонов и стержней соосно гнездам матрицы, расположенным симметрично относительно оси пресс-формы, зафиксированной при соосной установке матрицы и стаканообразной опоры в промежуточную плиту, и размещение нижних пуансонов со стержнями внутри промежуточной плиты, максимально уменьшающее их линейные размеры, позволяет свести до минимума изгибающие нагрузки. При этом ось пресс-формы должна проходить через центр давления пресса.

Пресс-форма работает следующим образом.

Порошок засыпается в полости гнезд, образованные матрицей 2, нижними пуансонами 6 и стержнями 9. При этом стержни 9 подняты на уровень зеркала матрицы 2.

После загрузки порошка (на чертеже слева) верхняя плита 15 пресс-формы перемещается вниз и пуансоны 18 при подходе к матрице 2 начинают прессование порошка. За счет сил трения о стенки матрицы 2, возрастающих по мере уплотнения порошка, осуществляется перемещение промежуточной плиты 1 с матрицей 2 и стержнями 9 вниз на величину h относительно нижних пуансонов 6, закрепленных на плите 8. Начинается встречное прессование порошка пуансонами 6 и 18.

После завершения процесса прессования (на чертеже справа) начинают двигаться вверх верхняя плита 15 с пуансонами 18 (от электродвигателя главного исполнительного механизма пресса), промежуточная плита 1 (от создаваемого пневмоприводом давления P) до упора Б и нижняя плита 11 (от выталкивателя). Последняя через опору 12, плиту 13 и тяги 14 передает движение плите 8 с пуансонами 6, которые при прямом ходе выталкивателя выталкивают прессованные заготовки на зеркало матрицы 2. После съема заготовок с зеркала матрицы 2 в приемный лоток, плита 8 с пуансонами 6 при обратном ходе выталкивателя опускаются вниз для образования полости для засыпки порошка. Привод выталкивателя пресса отключается.

Благодаря многогнездной конструкции матрицы 2 повышается производительность процесса прессования. Размещение нижних пуансонов 6 со стержнями 9 в промежуточной плите 1 пресс-формы позволяет уменьшить их высоту, что способствует повышению стойкости прессующего инструмента. Выполнение матрицы 2 подвижной за счет установки в промежуточной плите 1 позволяет осуществить встречное прессование порошка пуансонами 6 и 18, что обеспечивает равномерную плотность по высоте изделий. Уменьшение размеров пуансонов и стержней упрощает их механическую обработку и снижает расход инструментальной стали.

Предложенная пресс-форма может быть использована и для калибровки спеченных заготовок.

Пример.

Пресс-форма была опробована при прессовании заготовки детали пьезозажигалки «гайка М5», наружный диаметр пуансонов 10 мм, диаметр стержней 4,2 мм. Прессование осуществлялось на механическом прессе-автомате модели КА8130 (номинальное усилие P=1000 кН; число ходов в минуту - 6) в стандартном блоке, в многогнездной матрице (число гнезд - 16). Каждая пара гнезд матрицы размещалась симметрично относительно центра давления.

Прессование изделий проводили после наладки пресса. Процессы загрузки порошка, прессования, выталкивания и съема заготовок в приемный лоток осуществлялись автоматически. Производительность прессования составляла 6×16=96 шт/мин.

Пресс-форма была опробована также при калибровке спеченных порошковых заготовок для детали «гайка М5». Предварительно пресс-форму переналаживали на размер стержней с диаметра 4,2 мм на диаметр 4,0 мм, что связано с усадкой заготовок при спекании. Максимальная производительность калибровки заготовок для детали «гайка М5» составляла 3×16=48 шт/мин.

Эксплуатация пресс-формы показала, что стойкость прессующего инструмента, изготовленного из инструментальной стали Х12М, составляет не менее 80 тыс. прессовок.

Пресс-форма для одновременного прессования мелких изделий из порошковых материалов, включающая верхнюю и нижнюю плиты, матрицу, расположенную в промежуточной плите, стержни и закрепленные в пуансонодержателях формообразующие пуансоны, отличающаяся тем, что матрица закреплена соосно в промежуточной плите на стаканообразной опоре и выполнена многогнездной, причем в гнезда матрицы, расположенные симметрично относительно оси пресс-формы, соосно установлены нижние пуансоны, внутри которых соосно установлены стержни, опирающиеся на стаканообразную опору, при этом верхние пуансоны закреплены на верхней плите соосно гнездам матрицы.

РИСУНКИ