Способ прессования из порошков полых цилиндрических изделий с винтовой нарезкой на поверхности

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам изостатического прессования полых изделий с винтовой наружной или внутренней цилиндрической поверхностью из порошков. Целью изобретения является повышение качества изделий за счет повышения точности формования винтовой нарезки. Для получения втулки из порошка ЖГрЗАЗ с внутренней трапецеидальной резьбой изготовляли жесткий формующий стержень из стали Х12М и эластичную матрицу из полиуретана. Для получения втулки из порошка ПМС-1 с наружной трапецеидальной резьбой изготовляли жесткую матрицу из стали Х12М и эластичный стержень. Способ заключается в осуществлении реверсивных поворотов вокруг оси жесткого формующего элемента с винтовой поверхностью в процессе засыпки порошка на угол не менее 10° с числом поворотов не менее 5 и при изостатическом прессовании - на угол 1-5° с числом поворотов не менее 2. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 22 Е 5/06, 3/02

gPgPPl (й, ".: i

Б ;Б,. <

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4277159/23-02 (? 2) 06. 07. 87 (46) 30. 12.89. Бюл. 1- 48 (72) Э.А. Алиев, K.К. Г1ертенс, Ю.В. Невгень, В.М. Никитин, А.Г. Рябинин, М.H. Печатников и Л.Я. Шандарева (53) 621.762.4.045 (088.8) (56) Экономические методы формообразования деталей/Под ред.К.H,Áîгоявленского и В.В. Риса. Л.: Лениздат, 1984, с. 129.

Патент ФРГ М 2236383, кл. В 22 F 5/06, 1974. (54) СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ИЗ ПОРОШКОВ

ПОЛ1Х ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ С ВИНТОВОЙ НАРЕЗКОЙ НА ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам изостатического прессования полых изделий с винтовой наружИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам иэостатического прессования полых иэделий с BHHTQBQH наружной или внутренней цилиндрической поверхньстью из порошков, и может быть использовано в электронной промьпппенности, приборостроении, машиностроении.

Цель изобретения — повышение качества изделий за счет повышения точ-, ности формирования винтовой нарезки.

Сущность предлагаемого способа эакпючается в том, что при изготовле„„SU„„1532202 А1

2 ной или внутренней цилиндрической поверхностью из порошков . Целью изобретения является повышение качества иэделий за счет повышения точности формования винтовой нарезки. Для получения втулки из порошка ЖГрЗАЗ с внутренней трапецеидальной резьбой изготовляли жесткий формующий стержень из стали Х12М и эластичную матрицу из полиуретана. Для получения втулки из порошка ПМС-1 с наружной трапецеидальной резьбой изготовляли жесткую матрицу из стали Х1211 и эластичный стержень. Способ заключается в осуществлении реверсивных поворотов вокруг оси жесткого формующего элемента с винтовой поверхностью в процессе засыпки порошка на угол не менее 10 с числом поворотов не менее 5 и при изостатическом прессовании — на угол 1-5 с числом поворотов не менее 2. 2 табл. нии полых цилиндрических изделий из (Я порошков, включающем засыпку порош- Я ка в полость между эластичным и жестким формующими элементами пресс-формы и изостатическое прессование, в процессах засыпки порошка и изостатическ го прессования осуществляют ревер.ивные повороты вокруг оси жесткого формующего элемента с вин- Э товой поверхностью при этом в процессе засыпки его поворачивают на угол

10-15 с числом поворотов 5-10, а при изостатическом прессова пп — на угол 1-50 с числом поворотов ?.-3.

1532202

При изготовлении полых цилиндри ческих деталей с наружной винтовой поверхностью используют пресс-форму с эластичным внутренним элементом

5 и жестким наружным формующим элементом с внутренней цилиндрической винтовой поверхностью.

При изготовлении полых цилиндрических деталеи с внутренней винтовой поверхностью используют прессформу с эластичным наружным формующим элементом и жестким центральным стержнем винтовой цилиндрической поверхностью. 15

Осуществление реверсивных поворотов жесткого формующего элемента с винтовой цилиндрической поверхностью при засыпке порошка в полость между эластичными и жестким формующими эле- 20 ментами позволяет осуществить равномерное заполнение полости порошком, в том числе и объема, примыкающего к винтовой поверхности, что обеспечивает повышение равноплотности этой зоны прессуемых деталей.

При реверсивных поворотах жесткого формующего элемента на угол 10-15 о обеспечивается достаточно равномерное заполнение порошком объема рабочей полости, примыкающего к винтовой поверхности, При реверсивных поворотах жесткого формующего элемента на угол меньше 1Оо рабочая полость недостаточно равномерно заполняется порошком, особенно в облас- ти винтовой поверхности.

При реверсивных поворотах жесткого фоомующего элемента на угол больше 15 равномерность засыпки порошо

40 ка практически не изменяется, в то же время возрастает сложность оснастки, а также увеличиваются ее габариты.

Экспериментально установлено, что 45 количество реверсивных поворотов при засыпке и прессовании зависит от многих факторов: материала порошка, количества связки, размеров детали (ee высоты и толщины стенки), глубины нарезки, давления и скорости

50 прессования.

При числе поворотов 5-10 в процессе засыпки обеспечивается равномерная засыпка порошка во всем объеме.

При числе поворотов меньше 5 снижается ра«3номерность засыпки порошка в зоне, л-р«.мь«кающе«"«к RHHTo«3oI"I IToI.E ðõ-.

НОСТИ ф «РМ IC)I«,ЕГО ЭПЕМЕHTB

При числе поворотов больше 10 равномерность засыпки практически не изменяется

При реверсивных поворотах жесткого формующего элемента в процессе изостатического прессования в резьбовой зоне создаются интенсивные сдвиговые деформации, благодаря чему практически исключается налипание порошка на винтовую поверхность формующего элемента. Кроме того, повышается точность формования винтовой поверхности заготовки, повышается равноплотность и прочность винтового участка прессуемой заготовки, а также качество винтовой поверхности заготовки.

Наиболее эффективны для получения высококачественного изделия с винтовой цилиндрической поверхностью реверсивные повороты жесткого формующего элемента в процессе изостатическоо го прессования на угол 1-5

При реверсивных поворотах жесткого о формующего элемента на угол меньше 1 возможно налипание порошка на винтовую поверхность этого элемента, а при извлечении неспеченной отпрессованной заготовки из пресс-формы наблюдается разрушение отдельных участков ее винтовой поверхности.

При реверсивных поворотах жесткого формующего элемента на угол больше

5 возможно разрушение отдельных о участков винтовой поверхности формуемой заготовки, особенно в начальный момент прессования .

При числе реверсивных поворотов в процессе иэостатического прессования, равном 2-3, прессованные заготовки имеют тo÷IIî отформованную винтовую поверхность с высокой равноплотностью и прочностью.

При количестве поворотов жесткого формующего элемента «3 процессе изостатического прессования меньше двух возможно налипание порошка на винтовую поверхность этсго элемента, вследствие чего разрушаются отдельные участки винтовой поверхности прессованной заготовки при извлечении ее из пресс-формы.

При количестве поворотов больше трех эффективность их воздействия на качестве IIçI«åëèÿ г«рактически не изменяется.

Даннь«й способ гпробован при изготовлении I«TvI«oI; ". «««утренг«ей трапецеидальной р» «ьб«й пз ««рошки Ж Гр

5 153

3 ДЗ с размерами прессованной заготовки: высота 48 мм, наружный диаметр

30 мм, с внутренней резьбой трап

16 II 4 .

Для опробования предлагаемого способа изготовлена оснастка: жесткий формующий стержень из стали X12N, закаленный до твердости HRC 58 — 62 с шероховатостью рабочей поверхности

Ra 0,63, эластичная матрица из полиур е та на С КУ-7Л.

Прессовацие осуществляют при давлении 700 МИа.

Изготовлены втулки с наружной трапецеидальной резьбой из порошка HFlC-1 с размерами прессованной заготовки: высота 48 мм, внутренний диаметр

50 мм, с наружной резьбой трап 65х4.

Для их изготовления делали жесткую матрицу из стали Х12H, закалецтг ю до твердости HPC 58 — 62 с шероховатостью рабочей поверхности Ra 0,63 эластичный стержень из полиуретаца

СКУ-7Л. Прессование осуществляют при давлении 360 ИПа.

Данный способ осуществляют следующим образом.

В полость между жестким формующим элементом с винтовой цилиндрической поверхностью и эластичным формующим элементом засыпали порошок, одновременно осуществляют реверсивные пово роты жесткого формующего элемента вокруг его оси.

После окончания засыпки порции порошка вращение жесткого элемента прекращают, замыкают объем засыпанного порошка крышкой, производят сжатие эластичного формующего элемента, осуществляющего уплотнение порошка при одновременных реверсивных поворотах жесткого элемента вокруг его ocu.

После окончания прессования снимают нагрузку, прекращают вращение жесткого элемента,- разбирают оснастку, извлекают прессованную заготовку иэ жесткого элемента.

В табл. 1. представлены результаты влияния режимов реверсивных поворотов при засыпке порошка на равноплотность деталей при изготовлении втулок с наружной и внутренней винто. вой поверхностью. Таким образом, использование дан45 ного способа позволяет получить из порошка полые цилиндрические изделия с наружной или внутренней винтовой поверхностью непосредственно в процессе нх прессования, исключив операцию нарезания винтовой поверхности.

Использование предлагаемого способа пзз-голяет значительно повысить произ-: дительность и уменьшить трудоемкостt изготовления таких иэделий.

При этом повышается коэффициент ис55 пользования материала, так как практически нет отхода материала в стружку, что цеизбежцо при известных способах получения резьбы.

Равноплотность определена после изостатического прессования втулок, в процессе которого осуществляют реверсивные повопоты экесткого формую2202 6 щего элемента на угол 3 с числом ппвор отав Я.

В табл. 1 ° указана неравнопчс т- цость втулок в области винтовой поверхности. Нера вноплот нос ть в пределах 67. удовлетворяет требованиям, предъявляемым к таким изделиям.

В табл, 2 представлецы результаты

1О влияния режимов реверсинных поворотов и ч изостатическом прессовании . на качество деталей при изготовлении втулок с эаружпой и внутренней винтовой поверхностью — качество поверхности оценивалос, после извлечения

15 от;Ipc ссованной заготовки .

При засыпке порошка при изготовлении этой пробной партии втулок осуществляют реверсивцые повороты жесткого формующего элемента на угол 13 о с числом поворотов 8.

В табл. 2 указацс количество (X) деталей, имеющих разрушения винтовой поверхности.

Прп изготовлении втулок по предлагаемому способу за счет точности винтовой нарезки брак не превышает 5Х и во многих случаях после спекания получаются детали с винтовой поверх30 ностью имеющей необходимую точность

Ф размеров, Экспериментально можно откорректировать размеры пресс-формы, чтобы деталь отвечала технэяеским тэ;бованиям без дополнительной обработки. При изготовлении изделий по извесгному способу брак составляет 707

При повышенных требованиях к точности размеров детали и прочности винтового соединения, детали, полученные по предлагаемому способу, по<

40 ле спекания могут бьггь дон олнительн< откалибровацы.

202 8 что, с целью повышения качества изделий за счет повышения точности формования винтовой нарезки, в процессе засыпки порошка осуществляют не менее пяти реверсивных поворотов жесткого фдрмующего элемента на угол не менее 10, а в процессе изостатического прессования — не менее двух реверсивных поворотов на угол 1-5 .

Таблица!

Величина угла реверсивного поворота, град

Расположени винтовой по верхности сло еверивных

T 1

17

9 10 овоотов

Нера вноплотность, 4 11 10

5 10 5

8 10 5

10 8 4

12 8 4

8 8

4 4

4 4

3 3

3 3

Наружная

8 8

5 5

3 3

2,5 2,5

2,5 2,5

5

2,5

2,5

10 10

9 6

9 4

8 3

8 3

5

Внутренняя

Таблица 2

Величина угла реверсивных поворотов

30 3 5

Число

Расположение винтовой пореверсивных верхности

6 поворотов

Брак по разрушению винтовой поверхности, 7

60 20 15 15

60 5 О О

50 5 О О

40 О О О

Наружная

70 30 20 20 25

60 5 5 О 15

50 5 О О 15

50 0 0 О 15

Внутренняя

Составитель Т. Виноградова

Техред Л.Олийнык Корректор О, Ципле

Редактор И. Сегляник

Заказ 7993/17 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагарина,! 1

II 11 !

1532

Формула изобретения

Способ прессования иэ порошков полых цилиндрических изделий с винтовой нарезкой на поверхности, включающий засыпку порошка в полость между эластичным и жестким формующими элементами и иэостатическое прессование, отличающийся тем, 7

4