Устройство для прессования крупногабаритных заготовок

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЬК ЗАГОТОВОК, преимущественно из углеграфитовых порошковых материалов, содержащее станину , пресс-форму с пуансоном, имеющим прорези, и матрицей, установленной с возможностью вращения, и ; узел вибрации, отличаю, щеес я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения равномерности распределения плотности, оно снабжено эксцентриковым приводом, соединенным с пуансоном шатуном, прорези в пуансоне вьшолнены радиальными, разного сечения, переходящими друг в друга, а узел вибрации выполнен в виде электромагнитньк вибраторов , установленных в верхней и нижней частях матрицы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) () 1) А

4(5() В 22 Р 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

}10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3644927/22-02 (22) 22.09.83 (46) 15. 06.85 ° Бюл. № 22 (72) N.Т. Брежнев, М.А. Авдеенко, В.А. Филимонов, Н.А. Лобастов и Е.И. Степанов (53) 621.762 ° 4.043(088.8) (56) Заявка ФРГ № 2733009, кл. В 22 F 3/20, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 417242, кл. В 22 Р 3/02, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 272817, кл. В 22 F 3/00, 1968. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ

КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЗАГОТОВОК, преимущественно из углеграфитовых порошковых материалов, содержащее ста.— нину, пресс-форму с пуансоном, имеющим прорези, и матрицей, установленной с возможностью вращения, и . узел вибрации, о т л и ч а ю. щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения равномериости распределения плотности, оно снабжено эксцентриковым приводом, соединенным с пуансоном шатуном, прорези в пуансоне выполнены радиальными, разного сечения, переходящими друг в друга, а узел вибрации выполнен в виде электромагнитных вибраторов, установленных в верхней и нижней частях матрицы.

11612

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для прессования крупногабаритных заготовок,. преимущественно иэ углеграфитовых порошковых материалов коксопековых композиций.

Целью изобретейия является расширение технологических возможностей

3а счет прессования крупногабаритных заготовок не только из сыпучих 10 (металлических) порошков, но и более

P вязких композиций углеграфитовых материалов, и повышение равномерности распределения плотности sa счет устранения остаточных напряжений 1 внутри частиц, снижения степени их коагуляции и создания возможности . приложения дополнительных вибрационных усилий, направленных перпендикулярно оси вращения матрицы. 20

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б-Б на фиг. 1.

Устройство для прессования круп-. 2$ нагабаритных заготовок состоит из станины 1, пресс-/opia содержащей матрицу 2, установленную на упорном 3 и радиальном 4 подшипниках, закрепленных в обойме 5,и пуансон 6..

Матрица 2 снабжена электромагнитными вибраторами 7, жестко закрепленными в верхней и нижней ее части.

Вибраторы подключены к источнику трехфазного переменного тока посред- 35 ством токосъемных колец (не показаны). Матрица снабжена также шкивом

8, который связан с электродвигателем 9 ремнями 10, и загрузочной воронкой 11. 40

Пуансон 6 выполнен с радиальными прорезями малого 12 и большого 13 сечения, переходящими друг в друга, и с рифленной насечкой 14 в торцовой части. Пуансон 6 связан с эксцентри- 4> ковым приводом 15 посредством шатуна 16..Эксцентриковый привод 15 закреплен на ползуне 17 пресса и состоит из вала 18 с подшипниками 19 и кольца 20, на вал 18 насажена экс- 50 центриковая втулка 21 с эксцентриситетом Ю, На втулку 21 насажен эксцентрик 22. В кольцо 20 запрессована бронзовая втулка 23 с возможностью свободного скольжения относительно 35 . вала 18 эксцентрика 22. Фиксация эксцентрика 22 относительно вала 18 осуществляется втулкой 23 с кула43 2 ками 24, насаженной на вал 18 через скользящую шпонку 25, способной выходить из зацепления при регулировке хода пуансона 6. Вал 18 снабжен шкивом 26 и маховиком 27. Обойма 5 с подшипниками закреплена в плите

28 станины 1 пресса. Для выталкивания готовых изделий предназначен гидроцилиндр 29 со шпонкой 30.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно пуансон 6 вводят в пустую матрицу 2 и засыпают порошок в загрузочную воронку 11. Через радиальные прорези малого 12 и большого 13 сечения порошок из загрузочной воронки 11 поступает в матрицу 2 непрерывно в течение всего цикла прессования. От электродвигателя 9 через проводные ремни

10 и шкив 8 матрице 2 сообщается вращательное движение с постоянной угловой скоростью 186 об/мин, а от эксцентрикового привода 15 пуансону 6 сообщается возвратно-поступательное движение с частотой 25 Гц и амплитудой движения 5 мм.

Уплотнение порошка в. матрице 2 проводят послойно возвратно-поступательным движением пуансона 6 о формующую поверхность матрицы 2, при этом ползун t7 выходит из матрицы 2 вместе с пуансоном 6 со скоростью 3.10 м/с. Одновременно подается трехфазное напряжение

380 В на электромагнитные вибраторы

7 через токосъемные кольца и клеммы А, 6, С . При этом на частицы порошка воздействуют вибрационные усилия, направленные перпендикулярно оси вращения матрицы, равномерно распределяя порошок по всему объему.

В момент соприкосновения торцо" вой части пуансона 6 с формующей по, верхностью матрицы 2 происходит поворот матрицы на 180, при этом рифленной насечкой пуансон б выравнивает неровности и выпуклости по всей формующей поверхности. После окончания цикла прессования при достижении требуемой высоты изделия пуансон 6 отводят в крайнее верхнее положение и штоком 30 от гидроцилиндра

29 из матрицы 2 выталкивают готовую заготовку., Затем цикл повторяют.

В предлагаемом устройстве применение эксцентрикового привода позволяет придать возвратно-поступатель61243 4

S0

3 11 ное движение пуансону 7 с частотой

25 Гц и амплитудой 5 мм, прессовать малыми слоями порошок и получать заготовки требуемой высоты. Плотность получаемых заготовок достигает 90Х. Приложение дополнительных вибрационных усилий, направленных перпендикулярно оси вращения матрицы, позволяет получить при уплотнении порошка заготовки с равномерной плотностью. Коэффициент неравномерности не превышает 2Х. Радиальные прорези большого сечения в торцовой части пуансона позволяют равномерно распределять порошок по формующей поверхности матрицы, т.е. порошок, проходя через радиальные прорези малого сечения, накапливается в прорезях большого сечения и при пово роте матрицы на угол 180 растираето ся торцовой рнфленной насечкой пуансона в момент соприкосновения формующей поверхности матрицы с торцо-вой поверхностью пуансона, исключая при этом выпуклости и впадины на поверхности заготовки.

Устройство опробовано при прессовании углеграфитовых и металлических порошков.

На опытном устройстве с объемом матрицы 275 см путем прессования порошка возвратно-поступательным движением пуансона о формующую поверхность матрицы слоями для прессования цилиндрических заготовок (высота 70 мм, диаметр 70 мм) были получены экспериментальные образцы из углеграфитового материала мелкозернистой коксопековой композиции, при этом усилие пуансона на прессуемый порошок, оставалось постоянным и равным 100 кг/см во всех опытах.

В загрузочную воронку засыпали в каждом опыте разные объемы порошка при плотности, равной 1,72 см .

Полученные образцы подвергались спеканию 1400 С в течение 20 мин. Результаты проведения испытаний приведены в табл. 1.

Неравномерность распределения . плотности определялась методом сравнения плотностей цилиндриков объемом 1: 100, взятых в разных частях разного поперечного сечения saroтовки

Определение:плотности осуществлялось способом вытеснения определен5

30 ного объема жидкости из сосуда в зависимости от плотности вещества.

Как следует из полученных данных наибольшая плотность заготовок с наименьшим коэффициентом неравноплотности 2Х получена при частоте возвратно-поступательного движения пуансона, равной 25 Гц, и частоте дополнительного вибрационного колебания,направленного перпендикулярно оси вращения матрицы 50 Гц.

В случае прессования заготовок из металлического порошка на опытном устройстве с объемом матрицы

275 см путем прессования порошка возвратно-поступательным движением пуансона о формующую поверхность

t матриць| слоями для прессования цилиндрических заготовок (высота

70 мм, диаметр 70 мм) были получе-. ны экспериментальные образцы из металлического порошка ПЖ4И2 ГОСТ

9849-74, при этом усилие пуансона на прессуемый порошок, оставалось постоянным и равным 4 кН во всех опытах.

В загрузочную воронку засыпали в каждом опыте постоянное количество порошка одинаковой плотности, равной 2,7 ° 10 кг/м °

Частота дополнительных вибрационных колебаний, направленных перпендикулярно оси вращения матрицы, менялась в каждом опыте от 200 до

600 Гц.

Одновременно полученные образцы подвергались испытанию и на меха-ническую прочность на изгиб и разрыв.

Полученные образцы подвергались спеканию при 1000 С в течение 30 мин.

Результаты проведенных испытаний приведены в табл. 2.

Плотность заготовок определялась пикнометрическим методом.

Объемная плотность определялась исходя из объема и массы заготовки.

Неравномерность распределения плотности определялась методом сравнения плотностей цилиндриков объемом 1:50, взятых в разных частях.

Использование изобретения позво. ляет повысить равномерность распределения плотности на 15 8Х плотность на 25Х и снизить брак на

20-25Х. При получении заготовок кэ металлических порошков и на 30-40Х

:при получении заготовок из углегра-: фитовых порошков.

5 1161243 6

Описываемое устройство в отличие таллические), но и более вяэот известного позволяет прес- кие композиционные углеграфитосовать не только сыпучие (ме- вые ма1ериалы.

Таблица 1

Р> Х - Г А, > Ч,, КЧл К, кг/см мм мин см см Чд 7

Исследуемый объект

100 — — — — 89,6 186,6 0,48 5,5

Прототип

Предлагаемое устройство

П р и м е ч а н и е: fÄ вЂ” частота возвратно-поступательного движения .пуансона; f z — частота дополнительных вибрационных колебаний, направленных перпендикулярно оси вращения матрицы; Р— усилие прессования; А — амплитуда возвратно-поступательного движения; t — - время процесса прессования; К вЂ коэффициент уплотнения = V /i/, V — объем отпрессованной заготовки; V — объсм порошка до прессования; К вЂ” коэффициент неравноплотности.

4 Таблица 2

Исследуемый Р, А, Ат, <1 fS, С р, Gus t а Р объект кН мм мм Гц Гц МПа МПа 7. 7 10Р кг/м 10 кг/м

4 1 — 25 — 101 11,8 30 50 5,7

2,7

Прототип

Предлагаемая установка

2,7

14 25 36 6,2

181 22 34 63

4 2

4 5

6,5

19, 1 ЗО

i6,4 28

20,1

4 10

6,8

4 15

711

28 14,2 25

4 20

П р и м е ч а н и е. Р - усилие прессования; А — амплитуда механического дебалансного вибратора.и возвратно-поступательного движейия эксцентрикового привода, передаваемая пуансону для прототипа и заявляемой установки, соответственно; А — амплитуда электромагнитных вибраторов установленных на

1 матрице для предлагаемой установки; f — частота механического дебалансного вибратора и возвратно-поступательного движения эксцентрикового привода; частота электромагнитных вибраторов, установленных на матрице для предлагаемой установки; G p — механическая прочность на разрыв; Guy- механическая проч ность при изгибе; К вЂ” коэффициент неравноплотности по. объему заготовки;

П вЂ” пористость заготовки; Я- пикнометрическая плотность отпрессованных заготовок;J <- насыпная плотность порошка до прессования.

100 10 . 12,5 5 3,5 269 .640

100 16,6 25 5- 3 5 268 788

100 20 37э5 5 3*5 269 747

100 25 50 . 5 3 5 268,4 837

0,01 10 200 124

0,01 16,6 300 176

О, 01 20 400 200

О, 01 22 500 234

О, 01 25 600 240

0,42 4,1

0,34 3,1

0,36 2,5

0,32 2

1 16!?43

11б1243 щцщПИ Заказ 3888/15

Тираж 747 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4