Устройство для прессования косозубых колес из порошка
Полезная модель относится к оборудованию порошковой металлургии и предназначена для прессования из порошкового материала косозубых колес. Устройство для прессования косозубых колес из порошка состоит из подвижной матрицы и подвижной плиты, перемещаемых в осевом направлении. Подвижная матрица установлена на резиновых втулках, имеет отверстие с внутренним профилем, соответствующим наружному профилю зубчатой части изготавливаемого колеса. На подвижной матрице также размещены средства для ограничения хода подвижной плиты, выполненные в виде четырех одинаковых опорных выступов. В подвижной плите жестко закреплена направляющая гайка, имеющая такой же внутренний зубчатый профиль, как и профиль отверстия подвижной матрицы. Направляющие колонки закреплены в верхней опоре, содержащей группу роликовых подшипников, и постоянно взаимодействуют с подвижной матрицей и направляющей плитой посредством втулок. Нижний пустотелый пуансон имеет наружный профиль, соответствующий профилю наружной зубчатой части колеса и установлен в нижней опоре, содержащей группу роликовых подшипников. Нижний пуансон перемещается в вертикальном направлении. В его полости расположен стержень, который формирует в колесе сквозное отверстие. Нижний конец верхнего прессующего пуансона, который является пустотелым для прохождения стержня, может взаимодействовать с подвижной матрицей. Наружный профиль конца верхнего прессующего пуансона соответствует наружному профилю зубчатой части колеса. Верхний пуансон вращается в верхней опоре, содержащей группу роликовых подшипников, и перемещается вместе с опорой.
Полезная модель относится к оборудованию порошковой металлургии и предназначена для прессования из порошкового материала косозубых колес.
Известно «Устройство для прессования спеченных заготовок» (патент Японии №48-29901, МПК; В30В), недостатком которого является недостаточная равноплотность прессования заготовок.
Ближайшим техническим решением полезной модели является «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ИЗ ПОРОШКА КОСОЗУБЫХ КОЛЕС» (патент СССР №567394, МКИ: В30В 11/02, приоритет от 03.05.1973), взятый за прототип. Общими с прототипом признаками являются: подвижная матрица, имеющая внутренний профиль, соответствующий профилю наружной зубчатой части колеса, подвижная плита с установленной в ней направляющей гайкой, имеющей внутренний профиль, соответствующий профилю наружной зубчатой части колеса, средства для ограничения хода подвижной плиты, выполненные в виде четырех одинаковых опорных выступов и установленных на матрице, нижний и верхний прессующие пуансоны, выполненные пустотелыми и имеющие наружный профиль, соответствующий профилю наружной зубчатой части колеса, стержень в полости нижнего пуансона, верхняя опора, содержащая группу роликовых подшипников для вращения верхнего пуансона, средства для направления хода подвижной плиты.
Известное устройство имеет сложную, ненадежную конструкцию, а наличие подвижных стыкующихся элементов допускает возможность возникновения неточности в работе устройства и, как следствие, некачественного прессования изделий. Эти недостатки определены тем, что возникают колебания подвижной плиты при ее
движении, в связи с этим, направляющая верхний пуансон гайка в подвижной плите установлена с возможностью вращения, это приводит к возникновению радиальных усилий подвижной плиты на штифты (средства для направления хода подвижной плиты), что в свою очередь приводит к износу штифтов и установочных отверстий в подвижной плите при длительной интенсивной работе. В результате это влечет за собой возникновение больших робочих зазоров между верхним пуансоном и подвижной матрицей и ведет к нарушению работы устройства. Кроме того, на последней стадии прессования, готовое изделие выпрессовывается верхним пуансоном из верхней матрицы вниз, что влечет за собой возможность деформации только что спрессованного изделия и необходимость наличия дополнительного приспособления, исключающего эту деформацию.
В основу полезной модели поставлена задача разработки более упрощенной конструкции устройства для прессования косозубых колес из порошка, которое обеспечивает: надежную стабильную работу, равноплотность прессования изделия, предотвращение условий смещения подвижной плиты с направляющей гайкой и верхним пуансоном, а следовательно уменьшение рабочих зазоров между верхним пуансоном и подвижной матрицей, качество изготавливаемых изделий.
Поставленные задачи достигаются тем, что в устройстве для прессования косозубых колес из порошка, согласно полезной модели, в подвижной плите направляющая гайка выполнена жестко закрепленной, подвижная матрица установлена на резиновых втулках, подвижная плита и подвижная матрица соединены между собой не менее чем двумя колонками (средствами для направления хода подвижной плиты и подвижной матрицы), которые жестко закреплены в верхней опоре, содержащей группу роликовых подшипников для вращения верхнего пуансона. Колонки обеспечивают соединение и постоянное
взаимодействие подвижной плиты с подвижной матрицей. Нижний пуансон установлен в нижней опоре, содержащей группу роликовых подшипников для вращения нижнего пуансона.
Между совокупностью признаков полезной модели и техническим результатом, который достигается, существует следующая причинно-следственная связь: выполнение в подвижной матрице жестко закрепленной гайки, направляющей верхний пуансон, обеспечивает надежность работы и предотвращение возникновения радиальных усилий на подвижную плиту, что может привести к увеличению рабочих зазоров между верхним пуансоном и подвижной матрицей и повлиять на точность их зацепления, наличие направляющих колонок, закрепленных в верхней опоре и неразрывно взаимодействующих с подвижной плитой и подвижной матрицей, предотвращает возможные смещения и/или колебания подвижной плиты с установленной в ней направляющей гайкой, обеспечивающей винтовое движение верхнего пуансона. Наличие резиновых втулок, на которых установлена подвижная матрица, обеспечивает качественное равноплотное прессование порошка за счет создаваемого этими втулками эффекта плавающей матрицы, а установленный на роликовых подшипниках нижний пуансон, совершая винтовое движение, направляемое подвижной матрицей, обеспечивает выпрессовку готового изделия вверх из подвижной матрицы, что предотвращает деформацию готовых изделий и позволяет удалять изделия из зоны прессования одновременно с загрузкой порошка в матрицу.
Полезная модель, которая заявляется, иллюстрируется чертежами.
На фиг.1 изображено готовое изделие, изготавливаемое на данном устройстве, на фиг.2 - устройство в исходном положении, на фиг.3 - устройство в рабочем положении, на фиг.4 - устройство после извлечения готового изделия из матрицы.
Зубчатое колесо 1 имеет наружную часть 2 с косыми зубьями и сквозное отверстие 3 (фиг.1).
Устройство для прессования косозубых колес состоит из подвижной матрицы 4 и подвижной плиты 5, перемещаемых в осевом направлении (фиг.2). Подвижная матрица 4 установлена на резиновых втулках 6, имеет отверстие с внутренним профилем, соответствующим профилю наружной зубчатой части 2 колеса 1. На подвижной матрице 4 также размещены четыре одинаковых опорных выступа 7. В подвижной плите 5 жестко закреплена направляющая гайка 8, имеющая такой же внутренний зубчатый профиль, как и профиль отверстия подвижной матрицы 4. Направляющие колонки 9 закреплены в верхней опоре, содержащей группу роликовых подшипников 10, и постоянно взаимодействуют с подвижной матрицей 4 посредством втулок 11 и подвижной плитой 5 посредством втулок 12. Нижний пустотелый пуансон 13 имеет наружный профиль, соответствующий профилю наружной зубчатой части 2 колеса 1. Нижний пуансон 13 установлен в нижней опоре, содержащей группу роликовых подшипников 14, и перемещается в вертикальном направлении. В его полости расположен стержень 15, который формирует в колесе 1 сквозное отверстие 3. Нижний конец 16 верхнего пустотелого прессующего пуансона 17 может взаимодействовать с подвижной матрицей 4. Наружный профиль конца 16 верхнего пуансона 17 соответствует наружному профилю зубчатой части 2 колеса 1. Верхний пуансон 17 вращается в верхней опоре, содержащей группу роликовых подшипников 10 и перемещается вместе с этой опорой.
Работа устройства для прессования косозубых колес осуществляется следующим образом.
На стадии загрузки нижний пуансон 13 находится в самом нижнем положении, стержень 15 располагается на одном уровне с верхней поверхностью подвижной матрицы 4. Подвижная плита 5
устанавливается в наиболее высоком положении, верхний пуансон 17 располагается в наиболее высоком положении относительно подвижной плиты 5, то есть на одной линии с нижней поверхностью направляющей гайки 8 (фиг.2).
Порошок загружается в подвижную матрицу 4. После загрузки верхняя опора 10 с направляющими колонками 9 совместно с подвижной плитой 5 и верхним пуансоном 17 опускаются до тех пор, пока подвижная плита 5 не остановится напротив подвижной матрицы 4 посредством упора об опорные выступы 7. Направляющие колонки 9 выполняют соединительную функцию посредством втулок 11 и 12 между подвижной плитой 5 и подвижной матрицей 4, а также центрирующую функцию во время сцепления верхнего пуансона 17 с подвижной матрицей 4. Следовательно, обеспечивая постоянное неразрывное соединение подвижной плиты 5 и подвижной матрицы 4, направляющие колонки 9, при последующих движениях, способствуют точному сцеплению верхнего пуансона 17 с подвижной матрицей 4. Опорные выступы 7 необходимы для останова подвижной плиты 5 с последующим винтовым движением верхнего пуансона 17, направляемым гайкой 8. Для этого опорные выступы 7 выполнены более высокими по сравнению с загрузочным уровнем порошка, который совпадает с верхней поверхностью подвижной матрицы 4.
На стадии прессования подвижная плита 5 останавливается, верхний пуансон 17 продолжает опускаться, совершая винтовое движение, направляемое гайкой 8. Профиль нижнего конца 16 верхнего пуансона 17 совпадает по фазе с профилем подвижной матрицы 4. Верхний пуансон 17 проходит в подвижную матрицу 4, тогда как нижний пуансон 13, установленный на нижней опоре с группой роликовых подшипников 14, движется одновременно в противоположном направлении (т.е. навстречу), также совершая винтовое движение, направляемое подвижной матрицей 4, а стержень 15
из полости нижнего пуансона 13 проходит в полость верхнего пуансона 17. Нижний конец 16 верхнего пуансона 17 таким образом движется в подвижной матрице 4, причем движение точно подобно винтовой линии последней. В момент, когда подвижная плита 5 вместе с верхним пуансоном 17 достигает опорных выступов 7, установленных на подвижной матрице 4, последняя начинает смещаться вертикально вниз, взаимодействуя с направляющими колонками 9 и резиновыми втулками 6, на которых она установлена и, действие которых направлено в противоположную сторону движения подвижной матрицы 4, что усиливает эффект прессования металлического порошка (фиг.3).
Затем начинается выпрессовка изделия.
Верхний пуансон 17 начинает подниматься и, достигнув нижнего уровня подвижной плиты 5, вместе с ней и направляющими колонками 9 поднимаются вверх. Освободившись от давления, подвижная матрица 4, под действием резиновых втулок 6 возвращается в исходное положение, в то время как нижний пуансон 13 выталкивает, совершая винтовое движение, направляемое подвижной матрицей 4, готовое изделие 1 до верхнего уровня поверхности подвижной матрицы 4 (фиг.4).
Использование предложенного технического решения позволяет упростить конструкцию, повысить надежность и стабильность работы устройства за счет выполнения гайки, жестко закрепленной в подвижной плите, колонок, жестко закрепленных в опоре и постоянно взаимодействующих с подвижной плитой и подвижной матрицей, улучшить равноплотность прессования благодаря эффекту плавающей матрицы, создаваемого резиновыми втулками и предотвратить деформацию готового изделия при извлечении его из матрицы путем выпрессовки изделия нижним пуансоном на верхнюю поверхность подвижной матрицы.
Устройство для прессования косозубых колес из порошка, состоящее из подвижной матрицы, имеющей внутренний профиль, соответствующий профилю наружной зубчатой части прессуемого колеса, верхнего пустотелого прессующего пуансона, нижний конец которого имеет наружный профиль, соответствующий профилю наружной зубчатой части колеса и входящего в зацепление с подвижной матрицей при прессовании, подвижной плиты, с установленной в ней направляющей гайкой, имеющей внутренний профиль, соответствующий профилю наружной зубчатой части колеса, средств для ограничения хода подвижной плиты относительно подвижной матрицы, установленных на этой матрице, нижнего пустотелого пуансона, имеющего наружный профиль, соответствующий профилю наружной зубчатой части колеса, стержня в полости нижнего пуансона, верхней опоры, содержащей группу роликовых подшипников, средств для направления хода подвижной плиты, отличающееся тем, что направляющая гайка жестко закреплена в подвижной плите, средства для направления хода подвижной плиты выполнены в виде колонок, жестко закрепленных в верхней опоре и постоянно взаимодействующих с подвижной плитой и подвижной матрицей посредством втулок, нижний пустотелый пуансон установлен на нижней опоре, содержащей группу роликовых подшипников, подвижная матрица установлена на резиновых втулках.
