Устройство для штамповки изделий из порошковых материалов

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано в устройствах для прессования изделий из порошков при горячей штамповке сформованных пористых заготовок. Цель изобретения - снижение износа инструмента и повышение качества изделия. Перед штамповкой матрица 1 находится в крайнем верхнем положении под действием упругих элементов 3. Внутренний торцовый уступ матрицы при этом находится на уровне торцовой поверхности пуансона 6. В процессе

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3878359/22-02 (22) 22.02.85 (46) 15.01.87. Бюл. № 2 (72) И. Д. Радомысельский, Г. А. Баглюк и Г. E. Мажарова (53) 621.762.4.07 (088.8) (56) Брюханов А. Н. Ковка и объемная штамповка. M. Машиностроение, 1975, с. 186, рис. 156 — 157.

Дорофеев Ю. Г. Динамическое горячее прессование пористых порошковых заготовок. M.: Металлургия, 1977, с. 85 — 86, рис. 22.

Радомысельский И. Ю. и др. Пресс-формы для порошковой металлургии. Киев.

Техника, 1970, с. 47, рис. 27.

ÄÄSUÄÄ 1282959 1 (дц 4 В 22 F 3 02, В 30 В 15 02 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШТАМПОВКИ

ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано в устройствах для прессования изделий из порошков при горячей штамповке сформованных пористых заготовок. Бель изобретения — снижение износа инструмента и повышение качества изделия. Перед штамповкой матрица 1 находится в крайнем верхнем положении под действием упругих элементов 3. Внутренний торцовый уступ матрицы при этом находится на уровне торцовой поверхности пуансона 6. В процессе

1282959 прессования заготовка осаживается, касается стенок матрицы и на конечной стадии штамповки материал заготовки воздействует на торцовый уступ матрицы, вызывая ее движение в направлении действующего усилия прессования со скоростью большей, чем скорость движения пуансона 4 вследствие разницы площадей сечения этого пуансона и торцового уступа матрицы. Для реализации оптимального режима. прессования необходимо, чтобы активные силы трения проявлялись на конечной стадии прессо1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для прессования изделий из порошков, и может быть использовано для горячей штамповки сформированных пористых заготовок.

Цель изобретения — снижение износа инструмента и повышение качества изделий.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство (слева — начальный период штамповки, справа — окончательный) .

Устройство состоит из матрицы 1, имеющей в верхней части на внутренней поверхности уступ, установленной на нижней плите 2. на упругих элеметах 3, верхнего пуансона 4, жестко закрепленного на верхней плите 5, и нижнего пуансона 6. Упругие элементы 3 могут быть выполнены в виде пружин, гидро-, или пневмоцилиндров.

Устройство работает следующим образом.

Перед штамповкой матрица 1 находится в крайнем верхнем положении под действием упругих элементов 3. Внутренний торцовый уступ матрицы находится выше или на уровне торцовой поверхности пуансона 6. В процессе уплотнения пористая заготовка осаживается, касается матрицы, и на конечной стадии штамповки материал заготовки воздействует на торцовый уступ матрицы, вызывая ее движение в направлении действующего усилия деформирования со скоростью большей, чем скорость движения пуансона 4 вследствие значительной разницы площадей сечений пуансона 4 и торцового уступа матрицы.

Если масса заготовки равна илй меьше расчетной массы поковки, доуплотнение заготовки прекра щается, когда технологический уступ займет положение на уровне торца нижнего пуансона. В случае наличия избыточного материала в массе заготовки уступ в процессе штамповки сдвигается ниже уровня торца нижнего пуансона и

35 вания — штамповки при давлениях, состав ляющих 0,8 — 1,0 максимального удельного усилия прессования. Наличие в устройстве зазора-компенсатора между боковой поверхностью нижнего пуансона 6 и матрицей создает условия, когда вытесняемый в зазор прессуемый материал не только не препятствует уплотнению, но за счет воздействия на уступ реализует активное действие сил трения, снижая усилие прессования и износ инструмента. 1 ил. избыточный металл вытесняется в образовавшийся зазор между боковой поверхностью нижнего пуансона и боковой поверхностью полости матрицы.

При движении матрицы вниз реализуются активные силы трения, которые обеспечивают лучшую проработку приграничных объемов штампуемой заготовки, вследствие чего не только практически устраняется пористость в этих объемах, но и улучшается качество поверхности изделий.

Кроме того, снижается потребное усилие деформирования, что объясняется снижением затрат усилия, необходимого для преодоления сил трения между матрицей и уплотняемым материалом, так как активное действие сил трения реализуется за счет внутренних сил системы матрица — материал. Для реализации оптимального режима прессования необходимо, чтобы активные силы трения проявлялись на конечной стадии деформирования при давлениях, составляющих 0,8 — 1,0 от максимального удельного усилия прессования, что является обоснованием выбора усилия сжатия пружин в соответствии с приведенной зависимостью.

Наличие компенсатора для удаления избыточного материала заготовки (зазор между боковой поверхностью нижнего пуансона и матрицей) способствует снижению усилия прессования (конкретно штамповки) и повышению качества изделий. Вытесняемый в зазор-компенсатор материал не только не препятствует уплотнению, но и за счет воздействия на технологический уступ реализует активное действие сил трения, снижая тем самым усилие штамповки и износ инструмента.

В известных конструкциях штампов, избыточный металл вытесняется либо в облой между верхней и нижней полуматрицами (в открытых штампах), либо в зазор между пуансоном и матрицей, вызывая их повышенный износ и создавая повышенное со1282959

Формула изобретения

Составитель Л. Гамаюнова

Техред И. Верее Корректор С. Черни

Тираж 7"39 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4i5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород. Ул. Проектная,,4 противление деформированию (в закрытых штампах) и повышенный износ штампов.

Таким образом, в предлагаемом устройстве за счет действия активных сил трения снижается усилие деформирования и износ инструмента, повышается качество изделий (вследствие активной проработки поверхностных слоев заготовки во время штамповки), причем, активные силы трения реализуются не за счет приклады1О ваемых внешних сил, а за счет внутренних сил системы матрица — материал, что ведет к снижению энергоемкости процесса штамповки.

Устройство опробовано при штамповке цилиндрических образцов из латуни, марки

Л80 с начальной пористостью 20Я, диаметром 28 мм и высотой 30 мм. Нагрев под штамповку осуществляли до температуры

850 С в среде аргона. В процессе штам- 2р повки усилие деформирования осциллографировалось с применением стандартной тензоизмерительной аппаратуры. Усилие деформирования составило 27 — 28 тс (по режиму работы на устройстве-прототипе 30 — 32 тс).

Снижение деформирования составляло около

10о . Анализ микроструктуры заготовок, обработанных с помощью предлагаемого устройства, показал практическое отсутствие дефектного слоя.

Предваритльные данные по штамповке партии заготовок 200 шт. в указанном силовом режиме по результатам испытаний свидетельствуют об ориентировочном повышении стойкости инструмента на 15 — 25 г .

Устройство для штамповки изделий из порошковых материалов, содержащее верхнюю плиту с закрепленным на ней пуансоном, нижнюю плиту с нижним пуансоном и матрицу, установленную подвижно в осевом направлении и подпружиненную относительно нижней плиты, отличающееся тем, что, с целью снижения износа инструмента и повышения качества изделий, матрица в верхней части выполнена с уступом на ее внутренней поверхности, причем площадь проекции уступа Sv на площадь, перпендикулярную направлению прикладываемого услия, определяется соотношением

Р.+ PTp= (0,8 — 1,0) P Sy где P- — суммарное усилие сжатия упругих элементов подпружинивания матрицы;

P.ð — сила сопротивления движению матрицы от трения на поверхностях контакта с деформируемым материалом и элементами устройства;

P — максимальное удельное усилие деформирования.