Устройство для изготовления двухслойных заготовок из неформующихся порошков карбидоматериалов в оболочке сложной формы

Полезная модель относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам для изготовления двухслойных заготовок из неформующихся порошков карбидоматериалов в оболочке сложной формы. Устройство содержит матрицу, комбинированный верхний пуансон, состоящий из основного пуансона, закрепленного на держателе посредством пружины в дополнительном верхнем пуансоне для формирования оболочки, основной и два дополнительных нижних пуансона для формирования оболочки. Матрица установлена в основную верхнюю плиту, имеющую возможность вертикального перемещения, которая соединительными винтами жестко связана с верхней дополнительной плитой, имеющей гидравлический тормоз. Верхний комбинированный пуансон установлен на верхнем толкателе, который имеет возможность вертикального перемещения. Нижние дополнительные пуансоны для формирования оболочки установлены: один на промежуточной плите, которая имеет возможность вертикального перемещения, второй на неподвижной нижней плите. Основной нижний пуансон устанавливается на выталкиватель пресса, имеющий возможность вертикального перемещения. Техническим результатом является возможность спрессовать порошковую оболочку сложной формы в той же матрице, в которой затем получаем и заготовку из неформующегося порошка карбидоматериала в оболочке, что позволяет исключить дополнительные операции получения и обработки оболочки сложной формы, т.е. упростить технологический процесс изготовления заготовки.

Полезная модель относится к области порошковой металлургии, а именно к процессу получения заготовок из неформующихся порошков карбидоматериалов в оболочке сложной формы на пресс-автоматах и может быть использовано в машиностроении.

Известно, что для обеспечения серийного производства изделий сложной формы пресс-формы встраиваются в пресс-блоки (адаптеры) (Г.Г.Сердюк, Л.И.Свистун. Технология порошковой металлургии. Ч 2. Формование порошков: Учеб. пособие / Кубан. Гос. технол. Ун-т. - Краснодар: Изд. КубГТУ, 2005. - с.81-84), которые включают в себя три плиты с центральным отверстием, верхнюю, промежуточную и нижнюю.

Недостатком данной конструкции устройства для прессования является невозможность получать в одной матрице оболочку переменного сечения и производить прессование двухслойной заготовки.

Известно устройство для получения заготовок из неформующегося порошка карбидостали в оболочке: патент на полезную модель 67494, заявка 2007125029, зарегистрированный а Государственном реестре полезных моделей РФ 27.10.2007 г., авторов Л.И. Свистун, Р.Л. Пломодьяло, Д.В. Дмитренко, Г.Г. Сердюк, Т.М. Павлыго. Недостатком указанного устройства является невозможность получить двухслойную заготовку из неформующихся порошков карбидоматериалов в оболочке сложной формы в той же пресс-форме, в которой осуществляется прессование.

Задачей полезной модели является получение двухслойной заготовки из неформующихся порошков карбидоматериалов в оболочке сложной формы в той же пресс-форме, в которой осуществляется получение двухслойной заготовки из неформующегося порошка карбидоматериала.

Поставленная задача решается предлагаемым устройством, содержащим формующую матрицу, верхний комбинированный пуансон, состоящий из основного и дополнительного пуансонов для формирования оболочки; три нижних пуансона: основной и два дополнительных для формирования оболочки; и четырех плит с центральным отверстием: две верхние, основная и дополнительная, промежуточную и нижнюю, причем матрица устанавливается в основную верхнюю плиту, имеющую возможность вертикального перемещения. Один нижний дополнительный пуансон для формирования оболочки устанавливается на неподвижную нижнюю плиту, другой нижний дополнительный пуансон для формирования оболочки установлен на промежуточной плите, которая имеет возможность вертикального перемещения, основной нижний пуансон устанавливается на выталкиватель пресса.

Использование устройства с жестко закрепленной нижней плитой, на которую устанавливается дополнительный нижний пуансон для формирования оболочки, позволяет спрессовать порошковую оболочку переменного сечения в той же матрице, в которой затем получаем и заготовку из неформующегося порошка карбидоматериала, что позволяет исключить дополнительные операции получения и обработки оболочки переменного сечения, т.е. упростить технологический процесс изготовления конечной детали.

На фигуре 1 изображено предлагаемое устройство для получения двухслойных заготовок из неформующихся порошков карбидоматериалов в оболочке сложной формы в конечный момент уплотнения заготовки.

Предложенное устройство состоит из матрицы 1, комбинированного верхнего пуансона, состоящего, в свою очередь, из основного пуансона 2, закрепленного на держателе 3 посредством пружины 4 в дополнительном верхнем пуансоне 5 для формирования оболочки, основного нижнего пуансона 6, дополнительного нижнего пуансона 7 и дополнительного нижнего пуансона 8 для формирования оболочки. Матрица 1 установлена в основную верхнюю плиту 9, которая имеет возможность вертикального перемещения; соединительными винтами 10 верхняя дополнительная плита 11 жестко связана с верхней основной плитой 9, на которой установлена матрица 1. На верхней дополнительной плите 11 установлен гидравлический тормоз 12. Верхний комбинированный пуансон 2 и 5 установлен на верхнем толкателе 13, который имеет возможность вертикального перемещения; нижний дополнительный пуансон 7 для формирования оболочки установлен на промежуточной плите 14, которая имеет возможность вертикального перемещения; нижний дополнительный пуансон 8 для формирования оболочки устанавливается на неподвижную нижнюю плиту 15. Основной нижний пуансон 6 устанавливается на выталкиватель 16 пресса, имеющего возможность вертикального перемещения.

Устройство для получения двухслойных заготовок из неформующихся порошков карбидоматериалов в оболочке сложной формы работает следующим образом.

В исходном положении верхние торцы всех нижних пуансонов (основного 6 и двух дополнительных 7 и 8) совпадают с верхним терцем матрицы 1. Верхний толкатель 13 с установленными на нем основным 2 и дополнительным 5 верхними пуансонами поднят в верхнее положение.

Для формирования оболочки переменного сечения матрица 1 понимается посредством движения основной верхней плиты 9 на величину, соответствующую толщине слоя «донышка»; выталкиватель 16 пресса, на который установлен основной нижний пуансон 6, опускается на заданную величину для формирования заготовки переменного сечения; промежуточная плита 14, на которой установлен дополнительный пуансон 7, перемещается в нижнее положение для формирования оболочки. Питателем (не показано) железный порошок засыпают в полость матрицы 1, сформированную основным нижним пуансоном 6 и двумя дополнительными нижними пуансонами 7 и 8. Верхним толкателем 13 основной верхний пуансон 2 опускается до торца матрицы. Затем, основная верхняя плита 9, с установленной в ней матрицей 1, и промежуточная плита 14, с установленным на ней дополнительным пуансоном 7, перемещаются в верхнее положение. После чего, верхний торец нижнего дополнительного пуансона 7 и верхний торец нижнего дополнительного пуансона 8, закрепленного на неподвижной плите 15, совпадают. В результате движения матрицы 1 и дополнительного нижнего пуансона 7 образуется «донышко» и оболочка заготовки. Далее, движением верхнего толкателя 13 и выталкивателя 16 комбинированный пуансон 2, 5 и основной нижний пуансон 6 уплотняют порошковую заготовку 17 до требуемой плотности. Причем уплотнение комбинированным пуансоном 2, 5 происходит следующим образом: движением верхнего толкателя 13 основной верхний пуансон через пружину 4 воздействует на прессуемый порошок. Жесткость пружины 4 рассчитывается так, чтобы обеспечить требуемую плотность «донышка» заготовки. Когда плотность «донышка» достигнет требуемого значения, пружина 4 начнет сжиматься и дополнительный верхний пуансон 5 уплотнит оболочку заготовки 17 до требуемой плотности.

Далее, с целью недопущения разрушения оболочки заготовки 17, гидравлический тормоз 12 зажимает дополнительный верхний пуансон 5 для предотвращения его перемещения относительно матрицы 1. Затем верхний толкатель 13 поднимет основной верхний пуансон 2 посредством держателя 3 до верхнего торца полученной заготовки 17. После выхода основного верхнего пуансона 2 из оболочки заготовки 17 гидравлический тормоз 12 высвобождает дополнительный верхний пуансон 5 и верхний толкатель 13 поднимает комбинированный верхний пуансон 2, 5 в верхнее положение. В это же время основная верхняя плита 9 пресса, на который установлена матрица 1, начинает опускаться вниз и, при неподвижных основном нижнем 6 и двух дополнительных нижних 7 и 8 пуансонах, происходит выталкивание уплотненной оболочки 17 из матрицы 1. Движение основной верхней плиты 9 прекращается, когда совпадут уровни торцов оболочки и матрицы 1.

Происходит засыпка питателем (не показано) карбидоматриала в уплотненную оболочку 17. Верхний толкатель 13 опускает основной верхний пуансон 2 вниз и уплотняет карбидоматериал до требуемой плотности. Далее, основная верхняя плита 9, на которой установлена матрица 1, начинает опускаться вниз и, при неподвижных основном нижнем 6 и двух дополнительных нижних 7 и 8 пуансонах, происходит выталкивание двухслойной заготовки, состоящей из уплотненной оболочки 17 и уплотненного карбидоматериала из матрицы 1. Движение основной верхней плиты 9 прекращается, когда совпадут уровни матрицы 1 и прессовки карбидоматериала.

Происходит срезание верхнего незаполненного края оболочки ходом ножа (не показано). Движением верхней основной плиты 9 в крайнее нижнее положение, при неподвижных основном нижнем 6 и двух дополнительных нижних 7 и 8 пуансонах, двухслойная заготовка, состоящая из уплотненной оболочки 17 и уплотненного карбидоматериала, выталкивается из матрицы 1. Движением выталкивателя пресса 16, на котором установлен основной нижний пуансон 6, заготовка полностью выталкивается из матрицы. Затем, заготовка удаляется из зоны прессования последующим движением питателя (не показано) для засыпки железного порошка, начинается цикл изготовления следующей заготовки.

Устройство для изготовления двухслойных заготовок из неформующихся порошков карбидоматериалов в оболочке сложной формы, отличающееся тем, что оно содержит формующую матрицу, верхний комбинированный пуансон, состоящий из основного и дополнительного пуансонов для формирования оболочки, три нижних пуансона, причем из них один основной и два дополнительных для формирования оболочки, и четыре плиты с центральным отверстием, включающие две верхние - основную и дополнительную, промежуточную и нижнюю плиты, при этом матрица установлена в основную верхнюю плиту, выполненную с возможностью вертикального перемещения и жестко связанную с верхней дополнительной плитой, имеющей гидравлический тормоз, верхний комбинированный пуансон установлен на верхнем толкателе, основной нижний пуансон установлен на выталкиватель пресса, а нижние дополнительные пуансоны для формирования оболочки установлены один на неподвижную плиту, второй - на промежуточную плиту, выполненную с возможностью вертикального перемещения.