Способ прессования полых цилиндрических изделий из порошковых материалов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам и устройствам для прессоBai-шя полых цилиндрических изделий, преимущественно изделий сложной формы типа зубчатых колес. Целью изобретения является повышение качества прессуемых изделий; В исходном по-, ложении при раздвинутых наружных секторах 10 посредством поворота колеса 8, при поднятом вверх толкателе 7 и крышке 6 и при раздвинутых внутW Ю Cf5 СП Фиг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (594 В 22 F 3/02, В 30 В 15 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3808444/22-02 (22) 30.10.84 (46) 23. 11.86. Бюл. № 43 (71) Научно-производственное объединение "Алтайский научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (72) Ю.В. Андреев, О.Б. Миндрул и Ф.Г. Бирюков (53) 621.762.4.07 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1066745, кл. В 22 F 3/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 307847, кл. В 22 F 3,/02, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 582908, кл. В 22 F 3/02, 1976. (54) СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ПОЛЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам и устройствам для прессования полых цилиндрических изделий, преимущественно изделий сложной фор" мы типа зубчатых колес. Целью изобретения является повышение качества прессуемых изделий; В исходном по-. ложении при раздвинутых наружных секторах 10 посредством поворота колеса 8, при поднятом вверх толкателе

7 и крышке 6 и при раздвинутых внут1271 ренних секторах 14, проводят засыпку порошка в кольцевую полость между наружными и внутренними секторами.

Затем толкатель 7 и крышку опускают до совмещения их нижних торцов с нижним краем верхней плиты 1. Оси 15 внутренних секторов 14 входят в пазы 16. Колесо 8 вращается по часовой стрелке, кулисы толкают наружные секторы 10, последние перемещаются к центру вдоль пазов 12 и 13. Все секторы поворачиваются так, что на всем пути радиального перемещения они плотно прижаты друг к другу своими радиальными плоскостями. Давление, создаваемое наружными секторами, сообщается порошку и через него пере650 дается внутренним секторам, опирающимся на эластичное тело 18, которое выдавливается и перетекает в полость

19 подвижной опоры 5. При окончании прессования толкатель 7 движется вниз, выталкивая из зоны прессования внутринние секторы 14 в замкнутом состоянии, тело 18 и опору 5.

Выталкиватель 4 вместе с опорой 5 поднимается и выталкивает готовое изделие. Описываемое решение обеспечивает повышение качества изделий за счет увеличения плотности по наружной и внутренней поверхностям и получение изделий с высокой размерной точностью. 2 с.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам прессования полых цилиндрических изделий, преимущественно изделий сложной формы типа зубчатых колес, 5 и к устройствам для прессования.

Цель изобретения — повышение качества прессуемых изделий.

На фиг.1 представлено устройство для осуществления способа в конце рабочего хода, вид сбоку, на фиг.2 то же, в начале рабочего хода (исходное положение), вид сверху, на фиг.3 — то же, в конце рабочего хода.

Устройство устанавливается на пресс и состоит из верхней и нижней плит 1 и 2. На нижней плите 2 установлена направляющая 3 выталкивателя 4. Внутренняя поверхность направляющей 3 повторяет наружную поверхность изготавливаемого изделия.

Внутри выталкивателя 4 с возможностью перемещения в нем установлена подвиж,ная опора 5. Выталкиватель 4 и подижная опора 5 имеют независимое севое перемещение от выталкивателя пресса (не показан). Профиль выталкивателя 4 точно соответствует профилю изготавливаемого изделия, а наружная поверхность подвижной опоры 5 повторяет внутреннюю поверх ность изготавливаемоro изделия. В верхней части устройства установлены крышка 6, не связанная с плитой

1, и толкатель 7, который имеет возможность осевого перемещения в крышке 6. Внутренняя поверхность крышки

6 и наружная поверхность толкателя

7 повторяют внутреннюю поверхность отверстия прессуемого изделия. Крышка 6 и толкатель 7 имеют независимое осевое перемещение от ползуна пресса (не показан). Между верхней 1 и нижней 2 плитами расположено колесо 8 радиального привода. К колесу

8 шарнирно присоединены кулисы 9, другой конец которых шарнирно соединен с наружными секторами 10. Наружные секторы 10 имеют оси 11 концы которых установлены в радиальные направляющие, выполненные в виде пазов 12 и 13 соответственно верхней и нижней плит 1 и 2. Внутренняя поверхность, образуемая наружными секторами 10, в конце рабочего хода повторяет наружную поверхность изготавливаемого изделия.

Внутренние секторы 14 имеют оси

15, которые перемешаются вдоль пазов 16 и 17, выполненных соответственно в толкателе 7 и в подвижной опоре 5. Внутренняя поверхность внутренних секторов 14 опирается на эластичное тело 18, которое при повышении давления на него, передаваемого от наружных секторов 10, пере1271 текает в полость 19 подвижной опоры 5.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении наружные

5 секторы 10 раздвинуты посредством поворота колеса 8 привода против часовой стрелки. Толкатель 7 и крышка 6 вместе с ползуном пресса подняты вверх. Внутренние секторы 14 10 под действием эластичного тела 18 раздвинуты. Торцы выталкивателя 4 и подвижной опоры 5 находятся на одном уровне с нижней плитой. В этом положении происходит засыпка порошка 15 сверху в кольцевую полость между наружными и внутренними секторами.После засыпки толкатель 7 и крышку 6 опускают до совмещения их нижних торцов с нижним краем верхней плиты. 2о

При этом оси 15 внутренних секторов

14 входят в пазы 16 толкателя 7.

Рабочий ход начинается вращением

I колеса 8 по часовой стрелке. Кулисы

9 толкают наружные секторы 10, которые благодаря своим осям 11 передвигаются к центру вдоль радиальных пазов 12 и 13. При этом наружные секторы 10 под действием кулис и при взаимодействии друг с другом поворачиваются так, что на веем пути радиального перемещения они плотно прижаты один к другому своими радиальными плоскостями. Давление,создаваемое наружными секторами, сооб- 35 щается порошковой массе и через нее передается на внутренние секторы

14, опирающиеся на эластичное тело

18. При этом наружный и внутренний периметры заготовки одновременно сжимаются до окончательных размеров готового изделия.В конце рабочего хода наружный и внутренний контуры секторов жестко замыкаются с получением точных размеров изделия.Элас-45 тичное тело, выдавленное из пространства внутренних секторов 14, перетекает в полость 19 подвижной опоры 5. После окончания прессования толкатель 7 движется вниз, выталкивая из зоны прессования внутринние секторы 14 в замкнутом состоянии, сжатое эластичное тело 18, а также подвижную опору 5. Затем выталкиватель

4 вместе с подвижной опорой 5, опережая ее на высоту изготавливаемого изделия, поднимается вверх и выталкивает готовое изделие таким обра650 4 зом, что ее нижний край устанавливается на уровне верхнего края верхней плиты 1. Подвижная опора 5 останавливается в исходном положении.

Одновременно с ходом выталкивателя

4 вверх поднимаются крышка 6 и толкатель 7. Высота их подъема должна обеспечивать съем готового изделия.

В это же время колесо 8 радиального привода поворачивается против часовой стрелки, приводя наружные секторы 10 в исходное положение. Затем выталкиватель 4 опускается вниз до своего исходного положения. При этом нижний торец внутренних секторов 14 выходит из зацепления с выталкивателем 4 и эластичное тело 18, раздвигая внутренние секторы 14, приводит их в исходное положение. Далее идет засыпка порошка в пространство между двумя контурами секторов, и цикл повторяется.

Уплотнение внутренней цилиндрической поверхности необходимо производить одновременно с радиальным уплотнением наружной поверхности при уменьшении периметра обеих цилиндрических поверхностей.

Согласно изобретению, когда ка кдый сложный элемент поверхности прессуется отдельным элементом, способным развивать большие усилия, сложная цилиндрическая поверхность имеет большую плотность и прочность.

Падение плотности вглубь изделий не влияет на его прочность, но снижает вес по сравнепию с таким же изделием из компактного металла.

В предлагаемом техническом решении эффект увеличения плотности в слоях контакта порошкового материала с инструментом усиливается тем, что в процессе радиального прессования происходит уменьшение периметра по наружной и внутренней цилиндрическим поверхностям и сжимание массы порошка пс окружности.

Создаются условия для повьш!ения точности прессуемых изделий. Эффект увел! . чения то !!! О с т!! Воз ь!икает От того, что секторы, которые в процессе !!рсссован!!я плотно прилегают друг к другу, в ко!н!е -того проц ññà заклиниваются, образуя жесткий контур, срав !!!:.аемый! со сплошной деталью.

Точность прессуемого из,:;ел;:.. зависит от ".сч! ости изготовлен!.я ceкторов.

1271650 Ь

Способ и устройство опрооованы при прессовании шестерен из шихты, содержащей % графита, 30% меди, остальное порошок железа.

Результаты сравнительных испытаний иэделий, полученных известным и предлагаемым способами приведены

1п в таблице.

Плотность, г/смз (пористость,%) Удельное давление, тс/см

Размерная точность, квалитеты наружной внутренней сердцеповерх- . поверхности вины на на- на внутружную реннюю поповерх- верхность ность внутренней наружной

Способ ности поверхности поверхности.Предлагаемый

5,69/25/ 5,4/29/ 5,24/31/

3,5

3,0

h9 Н8

6,07/20/ 5,83/23,2/ 5,65/25,6/ h9 Н8

4,0

4,5

6,9/9,1/ 6,7/11,// 6,5/14,4/

5,5

5,0

h9 Н8

S 7/24,9/ 5,1/33,2/ 5,2/31,5/ h9 Н8

6,05/20,3/ 5,48/27,8/ 5,6/26,2/ h9 Н8

6,89/9,2/ 6,35/16,4/ 6,52/14,1/ h9 Н8

3 5

Известный

4,5

5,5

S,0

Для прессования шестерен согласно предлагаемому способу достаточно пресса с усилием 25 тс, так как осевое усилие невелико. Максимально допустимая величина износа боковой поверхности зубьев шестерен, получаемых согласно предлагаемому способу составляет 0,2 мм, а ресурс работы увеличивается до 8 тыс. часов, Как видно из таблицы, плстность внутренней поверхности спрессованйого изделия согласно предлагаемому способу увеличивается, что является следствием эффекта дополнительного уплотнения порошка. Величина сопротивления деформации эластичного тела не должна превышать 75% от усилия внешнего радиального воздействия, чтобы не произошло несмыкание внут- 55 ренних секторов.

Изобретение позволяет повысить качество прессуемых полых изделий

Окончательно выполненное изделие должно иметь плотную наружную поверхность, менее плотную внутреннюю поверхность и еще менее плотные внутренние слои. Чрезмерное повышение плотности внутренней поверхности нежелательно, так как эта поверх ность, как правило, трущаяся и для обеспечения самосмазываемости должна иметь пористость. за счет увеличения плотности по наружной и внутренней поверхностям и обеспечивает создание условий по получению изделий с высокой размерной точностью.

Формула изобретения

1. Способ прессования полых цилиндрических изделий из порошковых материалов, преимущественно изделий сложной формы типа зубчатых колес, включающий загрузку порошка в кольцевую полость межцу наружным и внутренним формующимн элементами и его уплотнение путем передачи давления в радиальном направлении через эластичное промежуточное тело, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества прессуемых изделий,передачу давления при уплотнении осуществляют приложением усилия

1271650

Фиг.2 к поверхности наружного формующего элемента, которое превышает сопротивление деформации эластичного тела °

2 ° Устройство для прессования полых цилиндрических иэделий иэ порош- 5 ,ковых материалов, преимущественно изделий сложной формы типа зубчатых олес, содержащее верхнюю и нижнюю иты, наружный и внутренний формующие элементы, установленные с образо. ванием кольцевой полости для порошка, узел создания передачи давления в радиальном направлении и привод, отличающееся тем, что, с .целью повышения качества прессуемых изделий, наружный и внутренний формующие элементы выполнены в виде секторов, установленных с прилеганием друг к другу плоских радиальных поверхностей и с возможностью поворота вокруг собственных осей, параллельных оси устройства, плиты выполнены с радиальньпж направляющими в виде пазов, концы осей секторов наружного формующего элемента установлены в последних,каждый из этих секторов шарнирно связан с приводом посредством кулисы, а секторы внутреннего формующего элемента установлены с образованием полости для размещения эластичного промежуточного тела.

1271650

Составитель Л. Гамаюнова

Техред И.Верес Корректор М. Максимишинец

Редактор О. Бугир

Заказ 6281/14

Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4