УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ КОСОЗУБЫХ КОЛЕС ИЗ ПОРОШКА

Полезная модель относится к оборудованию порошковой металлургии и предназначена для прессования из порошкового материала косозубых колес.
Известно «Устройство для прессования спеченных заготовок» (патент Японии №48-29901, МПК; В30В), недостатком которого является недостаточная равноплотность прессования заготовок.
Ближайшим техническим решением полезной модели является «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ИЗ ПОРОШКА КОСОЗУБЫХ КОЛЕС» (патент СССР №567394, МКИ: В30В 11/02, приоритет от 03.05.1973), взятый за прототип. Общими с прототипом признаками являются: подвижная матрица, имеющая внутренний профиль, соответствующий профилю наружной зубчатой части колеса, подвижная плита с установленной в ней направляющей гайкой, имеющей внутренний профиль, соответствующий профилю наружной зубчатой части колеса, средства для ограничения хода подвижной плиты, выполненные в виде четырех одинаковых опорных выступов и установленных на матрице, нижний и верхний прессующие пуансоны, выполненные пустотелыми и имеющие наружный профиль, соответствующий профилю наружной зубчатой части колеса, стержень в полости нижнего пуансона, верхняя опора, содержащая группу роликовых подшипников для вращения верхнего пуансона, средства для направления хода подвижной плиты.
Известное устройство имеет сложную, ненадежную конструкцию, а наличие подвижных стыкующихся элементов допускает возможность возникновения неточности в работе устройства и, как следствие, некачественного прессования изделий. Эти недостатки определены тем, что возникают колебания подвижной плиты при ее
движении, в связи с этим, направляющая верхний пуансон гайка в подвижной плите установлена с возможностью вращения, это приводит к возникновению радиальных усилий подвижной плиты на штифты (средства для направления хода подвижной плиты), что в свою очередь приводит к износу штифтов и установочных отверстий в подвижной плите при длительной интенсивной работе. В результате это влечет за собой возникновение больших робочих зазоров между верхним пуансоном и подвижной матрицей и ведет к нарушению работы устройства. Кроме того, на последней стадии прессования, готовое изделие выпрессовывается верхним пуансоном из верхней матрицы вниз, что влечет за собой возможность деформации только что спрессованного изделия и необходимость наличия дополнительного приспособления, исключающего эту деформацию.
В основу полезной модели поставлена задача разработки более упрощенной конструкции устройства для прессования косозубых колес из порошка, которое обеспечивает: надежную стабильную работу, равноплотность прессования изделия, предотвращение условий смещения подвижной плиты с направляющей гайкой и верхним пуансоном, а следовательно уменьшение рабочих зазоров между верхним пуансоном и подвижной матрицей, качество изготавливаемых изделий.
Поставленные задачи достигаются тем, что в устройстве для прессования косозубых колес из порошка, согласно полезной модели, в подвижной плите направляющая гайка выполнена жестко закрепленной, подвижная матрица установлена на резиновых втулках, подвижная плита и подвижная матрица соединены между собой не менее чем двумя колонками (средствами для направления хода подвижной плиты и подвижной матрицы), которые жестко закреплены в верхней опоре, содержащей группу роликовых подшипников для вращения верхнего пуансона. Колонки обеспечивают соединение и постоянное
взаимодействие подвижной плиты с подвижной матрицей. Нижний пуансон установлен в нижней опоре, содержащей группу роликовых подшипников для вращения нижнего пуансона.
Между совокупностью признаков полезной модели и техническим результатом, который достигается, существует следующая причинно-следственная связь: выполнение в подвижной матрице жестко закрепленной гайки, направляющей верхний пуансон, обеспечивает надежность работы и предотвращение возникновения радиальных усилий на подвижную плиту, что может привести к увеличению рабочих зазоров между верхним пуансоном и подвижной матрицей и повлиять на точность их зацепления, наличие направляющих колонок, закрепленных в верхней опоре и неразрывно взаимодействующих с подвижной плитой и подвижной матрицей, предотвращает возможные смещения и/или колебания подвижной плиты с установленной в ней направляющей гайкой, обеспечивающей винтовое движение верхнего пуансона. Наличие резиновых втулок, на которых установлена подвижная матрица, обеспечивает качественное равноплотное прессование порошка за счет создаваемого этими втулками эффекта плавающей матрицы, а установленный на роликовых подшипниках нижний пуансон, совершая винтовое движение, направляемое подвижной матрицей, обеспечивает выпрессовку готового изделия вверх из подвижной матрицы, что предотвращает деформацию готовых изделий и позволяет удалять изделия из зоны прессования одновременно с загрузкой порошка в матрицу.
Полезная модель, которая заявляется, иллюстрируется чертежами.
На фиг.1 изображено готовое изделие, изготавливаемое на данном устройстве, на фиг.2 - устройство в исходном положении, на фиг.3 - устройство в рабочем положении, на фиг.4 - устройство после извлечения готового изделия из матрицы.
Зубчатое колесо 1 имеет наружную часть 2 с косыми зубьями и сквозное отверстие 3 (фиг.1).
Устройство для прессования косозубых колес состоит из подвижной матрицы 4 и подвижной плиты 5, перемещаемых в осевом направлении (фиг.2). Подвижная матрица 4 установлена на резиновых втулках 6, имеет отверстие с внутренним профилем, соответствующим профилю наружной зубчатой части 2 колеса 1. На подвижной матрице 4 также размещены четыре одинаковых опорных выступа 7. В подвижной плите 5 жестко закреплена направляющая гайка 8, имеющая такой же внутренний зубчатый профиль, как и профиль отверстия подвижной матрицы 4. Направляющие колонки 9 закреплены в верхней опоре, содержащей группу роликовых подшипников 10, и постоянно взаимодействуют с подвижной матрицей 4 посредством втулок 11 и подвижной плитой 5 посредством втулок 12. Нижний пустотелый пуансон 13 имеет наружный профиль, соответствующий профилю наружной зубчатой части 2 колеса 1. Нижний пуансон 13 установлен в нижней опоре, содержащей группу роликовых подшипников 14, и перемещается в вертикальном направлении. В его полости расположен стержень 15, который формирует в колесе 1 сквозное отверстие 3. Нижний конец 16 верхнего пустотелого прессующего пуансона 17 может взаимодействовать с подвижной матрицей 4. Наружный профиль конца 16 верхнего пуансона 17 соответствует наружному профилю зубчатой части 2 колеса 1. Верхний пуансон 17 вращается в верхней опоре, содержащей группу роликовых подшипников 10 и перемещается вместе с этой опорой.
Работа устройства для прессования косозубых колес осуществляется следующим образом.
На стадии загрузки нижний пуансон 13 находится в самом нижнем положении, стержень 15 располагается на одном уровне с верхней поверхностью подвижной матрицы 4. Подвижная плита 5
устанавливается в наиболее высоком положении, верхний пуансон 17 располагается в наиболее высоком положении относительно подвижной плиты 5, то есть на одной линии с нижней поверхностью направляющей гайки 8 (фиг.2).
Порошок загружается в подвижную матрицу 4. После загрузки верхняя опора 10 с направляющими колонками 9 совместно с подвижной плитой 5 и верхним пуансоном 17 опускаются до тех пор, пока подвижная плита 5 не остановится напротив подвижной матрицы 4 посредством упора об опорные выступы 7. Направляющие колонки 9 выполняют соединительную функцию посредством втулок 11 и 12 между подвижной плитой 5 и подвижной матрицей 4, а также центрирующую функцию во время сцепления верхнего пуансона 17 с подвижной матрицей 4. Следовательно, обеспечивая постоянное неразрывное соединение подвижной плиты 5 и подвижной матрицы 4, направляющие колонки 9, при последующих движениях, способствуют точному сцеплению верхнего пуансона 17 с подвижной матрицей 4. Опорные выступы 7 необходимы для останова подвижной плиты 5 с последующим винтовым движением верхнего пуансона 17, направляемым гайкой 8. Для этого опорные выступы 7 выполнены более высокими по сравнению с загрузочным уровнем порошка, который совпадает с верхней поверхностью подвижной матрицы 4.
На стадии прессования подвижная плита 5 останавливается, верхний пуансон 17 продолжает опускаться, совершая винтовое движение, направляемое гайкой 8. Профиль нижнего конца 16 верхнего пуансона 17 совпадает по фазе с профилем подвижной матрицы 4. Верхний пуансон 17 проходит в подвижную матрицу 4, тогда как нижний пуансон 13, установленный на нижней опоре с группой роликовых подшипников 14, движется одновременно в противоположном направлении (т.е. навстречу), также совершая винтовое движение, направляемое подвижной матрицей 4, а стержень 15
из полости нижнего пуансона 13 проходит в полость верхнего пуансона 17. Нижний конец 16 верхнего пуансона 17 таким образом движется в подвижной матрице 4, причем движение точно подобно винтовой линии последней. В момент, когда подвижная плита 5 вместе с верхним пуансоном 17 достигает опорных выступов 7, установленных на подвижной матрице 4, последняя начинает смещаться вертикально вниз, взаимодействуя с направляющими колонками 9 и резиновыми втулками 6, на которых она установлена и, действие которых направлено в противоположную сторону движения подвижной матрицы 4, что усиливает эффект прессования металлического порошка (фиг.3).
Затем начинается выпрессовка изделия.
Верхний пуансон 17 начинает подниматься и, достигнув нижнего уровня подвижной плиты 5, вместе с ней и направляющими колонками 9 поднимаются вверх. Освободившись от давления, подвижная матрица 4, под действием резиновых втулок 6 возвращается в исходное положение, в то время как нижний пуансон 13 выталкивает, совершая винтовое движение, направляемое подвижной матрицей 4, готовое изделие 1 до верхнего уровня поверхности подвижной матрицы 4 (фиг.4).
Использование предложенного технического решения позволяет упростить конструкцию, повысить надежность и стабильность работы устройства за счет выполнения гайки, жестко закрепленной в подвижной плите, колонок, жестко закрепленных в опоре и постоянно взаимодействующих с подвижной плитой и подвижной матрицей, улучшить равноплотность прессования благодаря эффекту плавающей матрицы, создаваемого резиновыми втулками и предотвратить деформацию готового изделия при извлечении его из матрицы путем выпрессовки изделия нижним пуансоном на верхнюю поверхность подвижной матрицы.