Устройство для прессования заготовок абразивных кругов

 

Устройство предназначено для получения кольцевых заготовок высоких шлифовальных и полировальных кругов на керамической, бакелитовой, вулканитовой и других связках. Оно содержит установленный с возможностью вертикального перемещения корпус с горизонтальными направляющими. Внутри корпуса размещена оправка с формовочными плитами. Механизм вертикального перемещения корпуса выполнен в виде двухреечных зубчатых передач. Одна из реек закреплена на нижней траверсе устройства, вторая - на верхней. Шестерня соединена с горизонтальными направляющими. Устройство позволяет снизить разноплотность кругов по высоте. 2 ил.

Изобретение относится к абразивной промышленности, в частности к устройствам для получения кольцевых заготовок высоких абразивных шлифовальных и полировальных кругов на керамической, бакелитовой, вулканитовой и других связках.

Известно устройство для одностороннего формования заготовок шлифовальных кругов, включающее корпус, верхнюю и нижнюю формовочные плиты, смонтированные на оправке [1].

Недостатком указанного устройства, предназначенного для одностороннего прессования, являются ограниченные технологические возможности, поскольку при формовании кольцевых заготовок высотой 50 мм и более невозможно обеспечить равноплотность заготовок, а следовательно, однородные механические свойства готовых кругов по высоте и их требуемое качество.

Указанное устройство устанавливается стационарно на стол гидравлического пресса общего назначения. Прессование высоких заготовок в этом случае невозможно, так как невозможны загрузка исходной массы в устройство и выталкивание прессовки из устройства (мало рабочее пространство пресса общего назначения).

Известно также устройство, предназначенное для одностороннего прессования заготовок абразивных кругов с подпрессовкой, включающее подвижный в вертикальном направлении корпус, верхнюю формовочную плиту, оправку, нижнюю формовочную плиту и механизм перемещения корпуса, содержащий направляющие и упругие элементы [2].

Указанное устройство для одностороннего прессования с подпрессовкой частично устраняет разноплотность получаемых заготовок и расширяет технологические возможности процесса прессования. При этом на стадии завершения одностороннего прессования с помощью верхней формовочной плиты осуществляется подпрессовка формовочной смеси нижней формовочной плитой за счет движения матрицы вниз. В этом случае устройство также устанавливается стационарно на стол пресса общего назначения, что ограничивает его технологические возможности.

Существенным недостатком устройства, предназначенного для одностороннего прессования заготовок с подпрессовкой, является разный путь, пройденный в матрице верхней и нижней формовочными плитами, т. е. разные обжатия формовочной смеси, а также разные усилия, действующие на прессовку со стороны верхней и нижней формовочных плит. Причем эта разница в усилиях будет зависеть от высоты насыпки смеси в устройстве и от высоты прессовки. Указанный недостаток приводит к значительной разноплотности прессовок и неоднородности механических свойств (прочности и твердости) полученных из них абразивных кругов по высоте.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является устройство для прессования заготовок абразивных кругов, включающее смонтированный на горизонтальных направляющих корпус, внутри которого размещена оправка с установленными на ней верхней и нижней формовочными плитами, механизм вертикального перемещения корпуса и горизонтальных направляющих, нижнюю траверсу с упорами для нижней формовочной плиты и установленную с возможностью вертикального перемещения верхнюю траверсу с закрепленным на ней пуансоном [3].

В этом устройстве вначале осуществляется процесс одностороннего прессования верхней формовочной плитой, а затем после сжатия упругих элементов за счет перемещения корпуса вниз абразивная смесь подвергается подпрессовке нижней формовочной плитой. Но подпрессовка не обеспечивает равноплотности заготовок по высоте.

Таким образом, основным недостатком наиболее близкого аналога является разноплотность заготовок по высоте, а следовательно, разные механические свойства, прежде всего прочность и твердость, полученных из них абразивных кругов по высоте.

Техническим результатом является снижение разноплотности по высоте кругов (плотность равна массе единицы объема тела). Под разноплотностью в данном решении понимается снижение колебаний численных значений этой плотности по всей высоте круга, а следовательно, и снижение колебаний твердости по высоте круга.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для прессования заготовок абразивных кругов, содержащем смонтированный на горизонтальных направляющих корпус, внутри которого размещена оправка с установленными на ней верхней и нижней формовочными плитами, механизм вертикального перемещения корпуса и горизонтальных направляющих, нижнюю траверсу с установленными на ней упорами для нижней плиты и установленную с возможностью вертикального перемещения верхнюю траверсу вместе с закрепленным на ней пуансоном, согласно изобретению, механизм вертикального перемещения корпуса и горизонтальных направляющих выполнен в виде двухреечных зубчатых передач, при этом одна из реек которых закреплена на нижней траверсе, вторая - на верхней траверсе, а шестерня соединена с горизонтальными направляющими.

То, что механизм вертикального перемещения корпуса с горизонтальными направляющими выполнен в виде двухреечных зубчатых передач, позволяет связать перемещение верхней подвижной траверсы с перемещением вниз корпуса вместе с горизонтальными направляющими. Причем, как это следует из законов механики (см. Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики. Часть 1. -М. : Высшая школа, 1977, с.234, рис.310), пуансон устройства, закрепленный на верхней траверсе и закрепленные на ней рейки будут двигаться вниз со скоростью, в два раза большей скорости движения шестерен, а следовательно, и скорости движения корпуса устройства. Такое соотношение скоростей движения верхнего пуансона и корпуса вниз при условии задания одинакового расстояния между пуансоном и верхней формовочной плитой, а также между нижней формовочной плитой и упорами нижней формовочной плиты, установленными на нижней траверсе, обеспечит выполнение двухстороннего прессования абразивной смеси с равными обжатиями со стороны верхней и нижней плит. Двустороннее прессование со своей стороны обеспечит равноплотность заготовки, однородность ее механических свойств, а следовательно, повысит качество полученных высоких абразивных кругов.

Предлагаемое устройство проиллюстрировано на фиг.1 - 2, где на фиг. 1 показан общий вид устройства (вид с позиции загрузки) в исходном положении (левая часть) и в начале прессования (правая часть), на фиг. 2 - вид устройства (вид спереди) в начале прессования (левая часть) и в конце прессования (правая часть).

Устройство для прессования заготовок абразивных кругов содержит корпус 1 с колесами 2, внутри которого размещена оправка 3 с верхней 4 и нижней 5 формовочными плитами. Корпус 1 установлен своими колесами 2 на горизонтальные направляющие (рельсы) 6, закрепленные на опорной плите 7. Имеются верхняя и нижняя траверсы 8 и 9. Верхняя траверса 8 выполнена с возможностью вертикального перемещения. Механизм вертикального перемещения корпуса 1 с горизонтальными направляющими (рельсами) 6 выполнен в виде реек 10, 11 и шестерен 12. Рейки 10 закреплены на нижней траверсе 9 устройства, рейки 11 - на верхней траверсе 8. Шестерни 12 соединены посредством опорной плиты 7 с горизонтальными направляющими 6. На верхней траверсе 8 закреплен пуансон 13. На нижней траверсе 9 установлены два упора 14 нижней формовочной плиты 5.

Устройство работает следующим образом. В кольцевую полость корпуса 1 в положении загрузки (не показано) на нижнюю формовочную плиту 5 загружают формовочную смесь 15, сверху на нее устанавливают верхнюю формовочную плиту 4. После этого по горизонтальным направляющим (рельсам) 6 корпус 1 задают в рабочую зону устройства (фиг. 1 и 2).

Включают привод устройства (на фиг. 1 - 2 не показан). При этом верхняя траверса 8 вместе с пуансоном 13 и рейками 11 начинают двигаться вниз. Одновременно за счет взаимодействия реек 11 с шестернями 12 и рейками 10 начинают со скоростью, в два раза меньшей, чем траверса 8, пуансон 13 и рейки 11, перемещаться вниз шестерни 12, опорная плита 7, горизонтальные направляющие (рельсы) 6, колеса 2 и корпус 1.

От исходного положения (левая часть фиг. 1) до момента касания с верхней формовочной плитой 4 пуансон 13 проходит путь, равный 2h₁, поскольку корпус 1 одновременно с пуансоном 13 опускается вниз. При этом корпус 1 устройства вместе с оправкой 3, верхней и нижней формовочными плитами 4 и 5 и абразивной смесью 15 проходят путь, равный h₁. Если h₁=h₂, где h₂ - расстояние между нижней формовочной плитой 5 и опорами 14, то в этот момент плита 5 войдет в контакт с опорами 14.

С момента касания пуансоном 13 верхней формовочной плиты 4 и нижней формовочной плитой 5 упоров 14 начинается процесс прессования. При прессовании формовочная смесь 15 обжимается на величину Δh верхней формовочной плитой 4 при ее движении вниз вместе с пуансоном 13 (фиг.2) и обжимается на величину Δh нижней формовочной плитой 5 за счет перемещения на эту величину Δh вниз корпуса 1 вместе с прессовкой 16. При этом пуансон 13 вместе с верхней формовочной плитой 4 проходит путь, равный 2Δh. После окончания операции прессования корпус 1 вместе с колесами 2, горизонтальными направляющими 6 и плитой 7 с помощью реек 10, 11 и шестерен 12 возвращаются в исходное положение за счет движения вверх траверсы 8. Затем по горизонтальным направляющим 6 корпус 1 на колесах 2 подается в положение выталкивания прессовки 16.

Разработан опытный образец устройства для прессования заготовок электрокорундовых абразивных кругов на керамической связке размерами 100 х 80 х 32 мм (ГОСТ 2424-83). На этом устройстве установлены двухреечные механизмы со следующими характеристиками: - подвижные рейки имеют длину 800 мм с длиной реечной части 300 мм, их сечение 25х25 мм, материал 40Х; - неподвижные рейки имеют длину 400 мм с длиной реечной части 300 мм, их сечение 25х25 мм, материал 40Х; - шестерни имеют диаметр делительной окружности 80 мм, число зубьев равно 40, модуль зубьев равен 2 мм, материал 35Х; - оси шестерен из стали 45 диаметром 25 мм приварены к опорной плите.

Полученные на опытном образце устройства заготовки после операции термической обработки подвергались контролю механических свойств по ГОСТ 25961-83. Твердость кругов определялась акустическим методом с помощью прибора "Звук 107-01". Результаты контроля показали, что твердость однородна по высоте кругов, а их качество после механической обработки отвечает требованиям стандарта Челябинского абразивного завода.

Предложенное устройство целесообразно использовать для изготовления высоких (высотой от 50 до 300 мм и более) шлифовальных кругов на керамической, бакелитовой и вулканитовой связках.

Источники информации 1. Оборудование и оснастка предприятий абразивной и алмазной промышленности /В. А. Рыбаков, В.В. Авакян, О.С. Масевич и др. - Л.: Машиностроение, с. 154 -155, рис.6.1.

2. Там же, с. 155, рис.6.2.

3. Патент RU 2095230 C1, В 24 D 18/00, 1997.

Формула изобретения

Устройство для прессования заготовок абразивных кругов, содержащее смонтированный на горизонтальных направляющих корпус, внутри которого размещена оправка с установленными на ней верхней и нижней формовочными плитами, механизм вертикального перемещения корпуса и горизонтальных направляющих, нижнюю траверсу с упорами для нижней формовочной плиты и установленную с возможностью вертикального перемещения верхнюю траверсу с закрепленным на ней пуансоном, отличающееся тем, что механизм вертикального перемещения корпуса и горизонтальных направляющих выполнен в виде двухреечных зубчатых передач, одна из реек каждой из которых закреплена на нижней траверсе, а вторая - на верхней траверсе, при этом шестерня соединена с горизонтальными направляющими.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2