пресс-форма для прессования цилиндрических изделий из порошков

Формула изобретения

1. Пресс-форма для прессования цилиндрических изделий из порошков, содержащая сопрягающиеся по конической поверхности матрицу и обойму, прессующие пуансоны и фиксаторы матрицы, отличающаяся тем, что она снабжена промежуточной гильзой с направляющими, выполненными со сквозными пазами для удержания матрицы в заневоленном состоянии, имеющей заплечики, фиксаторы выполнены составными, состоящими из штанги, нижняя плоскость которой имеет уклон, и клина, штанга выполнена с пазом со стороны большей торцевой поверхности, клин установлен в пазу штанги с возможностью осевого перемещения, внутренняя плоскость паза и нижняя плоскость клина выполнены с уклоном одного направления, внутренняя плоскость паза и нижняя плоскость штанги имеют уклоны, направленные в противоположные стороны, плоскость заплечиков промежуточной гильзы выполнена с уклоном, совпадающим с уклоном нижней плоскости штанги, и с возможностью контакта между ними, а верхние плоскости штанги и клина имеют контакт с верхними плоскостями сквозных пазов.

2. Пресс-форма по п.1, отличающаяся тем, что уклоны плоскости заплечиков промежуточной гильзы направлены в противоположные стороны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к конструкциям пресс-форм для прессования цилиндрических изделий, имеющих упругое последействие, например, фторопласт + бор.

Ввиду того, что фторопласт даже при температурах выше температуры плавления кристаллов (327^oC) обладает большой вязкостью, применение методов экструзии для изготовления изделий из него не практикуется. Поэтому применяют технологические методы порошковой металлургии [1]

Известны конструкции пресс-форм для холодного прессования цилиндрических изделий, у которых сплошные матрицы применяются при небольших нагрузках, а составные при больших нагрузках и при необходимости обеспечивают жесткость конструкции [2]

К недостаткам указанных пресс-форм относится невозможность обеспечить равномерное уменьшение сжимающих напряжений по всей поверхности изделия при снятии давления прессования [3]

Известна конструкция пресс-формы для прессования цилиндрических изделий с соотношением высоты к диаметру более 2, содержащая верхний и нижний пуансоны, разъемную матрицу, состоящую из отдельных элементов, и обойму, в которую установлены элементы матрицы.

Контактирующие поверхности матрицы и обоймы выполнены наклонными. Угол наклона образующей контактирующих поверхностей к вертикали выполнен таким, что тангенс этого угла больше коэффициента трения матрицы по обойме и меньше суммы коэффициентов трения прессуемого порошка по матрице и матрицы по обойме [4]

Недостатками пресс-формы являются:

возрастание бокового давления при повышенных удельных давлениях прессования изделий, приводящее к раскрытию матрицы, т.к. условия, что сумма коэффициента трения порошка по матрице и матрицы по обойме должна быть больше коэффициента трения матрицы по обойме, недостаточно. Следствием этого является необходимость дополнительного крепления матрицы, которое препятствовало бы ее раскрытию.

не позволяющая производит прессование сложных изделий конструкция пресс-формы, наружная поверхность которой цилиндрическая, а внутренняя - криволинейная.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является конструкция пресс-формы для прессования цилиндрических изделий. Суть работы конструкции заключается в том, что перед прессованием разрезную матрицу зажимают в конусной обойме с помощью стопорных элементов, а в конечный момент прессования, когда матрицу удерживают в обойме силы трения порошка, стопорные элементы вынимают [2] Однако известная пресс-форма имеет следующие недостатки. Практика показывает, что при повышенных удельных давлениях прессования изделий возрастает боковое давление, приводящее к раскрытию матрицы, т. к. условия, что в конечный момент прессования матрицу удерживают в обойме силы трения порошка, недостаточно. Кроме того, перед прессованием разрезную матрицу зажимают в конусной обойме с помощью стопорных элементов, поэтому, чтобы вынуть стопорные элементы, необходимо освободить их от нагрузки, а для этого нужно переместить матрицу.

Невозможно отпрессовать изделие из наполненных полимерных материалов, например, "фторопласт + бор", горячим методом, так как наличие зазоров в сопрягающих частях приводит к облоеобразованию, который после остывания препятствует перемещению пуансона и матрицы для освобождения упоров.

Цель изобретения: расширение технологических возможностей пресс-форм за счет обеспечения прессования на ней металлополимерных композиций, например, "фторопласт + бор".

Поставленная цель достигается тем, что узел фиксации выполнен в виде составных элементов, состоящих из штанги и клина, штанга выполнена с пазом со стороны большей торцевой поверхности штанги, клин установлен в пазу штанги с возможностью осевого перемещения, внутренняя плоскость паза и нижняя плоскость клина выполнены с уклоном одного направления, уклоны внутренней плоскости паза и нижней плоскости штанги направлены в противоположные стороны, плоскость заплечиков промежуточной гильзы выполнена с уклоном, совпадающим с уклоном нижней плоскости штанги с возможностью контакта между собой, в верхние плоскости штанги и клина имеют контакт с направляющими.

С целью обеспечения равномерного заневоливания матрицы пресс-формы уклоны плоскостей заплечиков промежуточной гильзы направлены в противоположные стороны.

Анализ существенных признаков заявляемого технического решения указывает на то, что они влияют на достигаемый технический результат и находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом.

На фиг. 1 представлено продольное сечение пресс-формы: слева до начала прессования, справа -после завершения прессования; на фиг. 2 изображено положение штанги и клина при заневоленной матрице; на фиг. 3 показано положение штанги и клина при разневоленной матрице.

Пресс-форма содержит направляющие 1, обойму 2, разрезную упругую матрицу 3, промежуточную гильзу 4, узел фиксации, состоящий из штанги 5 и клина 6, пуансоны 7, 8 и 98, сектора 10 (при прессовании убираются).

На части цилиндрической поверхности промежуточной гильзы 4 выполнены лыски "Б" с образованием заплечиков "В", поверхность которых выполнена с уклоном (фиг. 1); термин "заплечики" плоские поверхности буртика, - использован согласно "Толковому словарю по машиностроению" авторов Б.В. Захарова, В.С. Киреева, Д.Л. Юдина под редакцией А.М.Дальского: Москва, 1987г.

Сборку пресс-формы производят следующим образом.

В направляющие 1 устанавливают обойму 2 с разрезной упругой матрицей 3, пуансон 7 (направляющей при необходимости двухстороннего прессования предварительно устанавливают на сектора 10, которые при прессовании убирают), далее промежуточную гильзу 4. К промежуточной гильзе 4, которая, перемещаясь, заневоливает матрицу 3, прикладывают давление. Сама промежуточная гильза 4 закрепляется составными фиксаторами, состоящими из штанги 5 и клина 6; при этом клин 6 находится в крайнем положении (фиг.2).

Для надежного закрепления промежуточной гильзы относительно направляющих при заневоливании матрицы величина уклонов пар клин-штанга и штанга- промежуточная гильза выбрана из условия самоторможения (угол трения 5^o).

Подготовленную пресс-форму засыпают прессуемые порошки (композиции) и устанавливают пуансоны 8 и 9, выдерживая технологические параметры выступания пуансонов 8 и 9 нагревают до необходимой температуры. При приложении усилия прессования (сектора 10 при этом убраны из-под направляющих) происходит предварительное прессование пуансоном 8, а окончательное пуансонами 7, 8, и 9. После остывания до заданной температуры извлекают фиксаторы, для чего утапливают клинья 6, при этом происходит раскрепление промежуточной гильзы 4 от направляющих 1 (см. фиг. 3); упругая матрица 3 под действием сил упругих деформаций выходит при этом из обоймы, увеличивая свои размеры, что приводит к автоматическому освобождению отпрессованного изделия от сжимающих напряжений.

Внедрение предложенной конструкции пресс-формы позволит расширить технологические возможности пресс-формы за счет обеспечения прессования на ней металлополимерных композиций.