БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ ПРЕСС
BALLISTIC PRESS

Техническое решение относится к области порошковой металлургии, в частности к установкам взрывного прессования изделий из порошковых материалов.
Известна конструкция пресс-формы для статического прессования деталей из порошковых материалов (Г.М.Волкогон, Л.В.Матюрина. Методы формования в порошковой металлургии, ЦНИИТИПК, 1990 г., стр.7-8). Прессование порошкового материала в пресс-форме осуществляется посредством поступательно движущегося пуансона и вращающейся матрицы.
Недостатком статического прессования в указанной пресс-форме является отсутствие возможности получения заготовок с плотностью, приближающейся к 100%, что приводит к значительному снижению прочности готовых изделий.
Известен баллистический пресс для уплотнения порошков (см. заявку №2008114870/22 от 15.04.2008 г., решение о выдаче патента от 08.07.2008 г.), содержащий ствол, снабженный патронником с патронной гильзой с размещенной в ней пороховым зарядом и детонатором, гнездом для метаемого элемента, выполненного в виде цилиндрического бойка с возможностью осевого и вращательного движения относительно продольной оси ствола и изготовленного из пластичного материала с торцевым углублением и расширительной камерой с выхлопными каналами, крепежным фланцем, жестко связанным с основанием, с размещенной в нем матрицей, пуансон которой изготовлен из высокопрочного материала с торцевой рифленой частью, обращенной к бойку, а рабочая разгонная часть внутренней поверхности ствола между бойком и расширительной камерой выполнена с винтовой нарезкой.
Недостатком баллистического пресса является наличие сухого трения поверхности нарезной части ствола о поверхность цилиндрического бойка при движении, что ведет к непродолжительному сроку службы ствола, а также к недостаточному углу закручивания цилиндрического бойка (передаваемого пуансону) при осевом его движении, отрицательно сказывающегося на плотности прессуемого порошка.
Задачей предлагаемого технического решения является создание баллистического пресса с пониженной интенсивностью износа ствола и увеличенным сроком его службы за счет применения осевого винтового движения пуансона относительно матрицы посредством использования многозаходного резьбового соединения.
Поставленная задача решается тем, что в баллистическом прессе для уплотнения порошков, содержащем основание, матрицу с пуансоном, ствол с патронником, фланцем, расширительной камерой и затвор с ударником, с установленной в патроннике патронной гильзой, с размещенными в ней детонатором, пороховым зарядом и цилиндрическим бойком, с возможностью его осевого перемещения, согласно изобретению центральная часть пуансона выполнена с наружной многозаходной резьбой, взаимодействующей с внутренней многозаходной резьбой крышки матрицы, связанной с матрицей посредством шпоночного соединения, с возможностью продольного осевого смещения крышки, при этом расширительная камера снабжена сквозным выхлопным боковым окном, а цилиндрический боек изготовлен из высокопрочного материала.
Предлагаемый баллистический пресс позволяет более полно использовать энергию порохового заряда для прессования порошкового материала. При этом предоставляется возможность получения стабильного угла закручивания пуансона относительно матрицы. Применение смазки в резьбовом соединении позволяет значительно снизить коэффициент трения. Сквозное выхлопное боковое окно расширительной камеры, выполняя роль монтажного, повышает удобство обслуживания баллистического пресса.
На фиг.1 изображен продольный разрез баллистического пресса; на фиг.2 - общий вид на фиг.1.
Баллистический пресс содержит основание 1, ствол 2 и затвор 3 с ударником 4. Ствол 2 снабжен патронником 5 и выполнен с гладкой рабочей разгонной частью 6, расширительной камерой 7, фланцем 8 и сквозным выхлопным боковым окном 9 (фиг.2). В патроннике 5 установлена патронная гильза 10 с размещенным в ней пороховым зарядом с детонатором (на чертеже не показаны), цилиндрическим бойком 11, выполненным из высокопрочного материала (например, из стали, способной принимать закалку). Фланец 8 жестко связан с основанием 1, на котором размещена матрица 12. В основании матрицы 12 расположена подставка 13, являющаяся донной частью рабочего объема прессуемого порошкового материала 14. Прессуемый порошковый материал 14 закрыт рабочей частью 15 пуансона 16, центральная часть которого выполнена с наружной многозаходной резьбой 17. Матрица 12 снабжена поперечным шпоночным выступом 18, кинематически связанным с поперечным шпоночным пазом 19 свободно установленной крышки 20, с внутренней многозаходной резьбой 21, взаимодействующей с наружной многозаходной резьбой 17 пуансона 16.
Баллистический пресс работает следующим образом.
На подставку 13 матрицы 12 насыпают мерное количество прессуемого порошкового материала 14. Матрицу 12 закрывают крышкой 20, совмещая элементы шпоночного соединения 18 и 19. Внутреннее резьбовое отверстие крышки 20 смазывают графитовой смазкой и вворачивают в него резьбовой пуансон 16, производя предварительное уплотнение порошкового материала 14. В патронник 5 ствола 2 вставляют патронную гильзу 10 с размещенным в ней пороховым зарядом с детонатором и цилиндрическим бойком 11, закрывают затвором 3 с ударником 4 и закрепляют затвор болтовым соединением на стволе 2 (на чертеже не показано). Далее детонатором воспламеняют пороховой заряд посредством ударника 4. Газы высокого давления и высокой температуры, образующиеся при сгорании порохового заряда, действуют на торцевую поверхность цилиндрического бойка 11, заставляя ускоренно двигаться его в осевом направлении по рабочей разгонной части 6 ствола 2 до встречи с пуансоном 16. При ударе цилиндрического бойка 11 по торцу пуансона 16 последний совершает осевое винтовое движение, передаваемое порошковому материалу 14 во время прессования. При этом происходит формирование наноструктуры в прессуемом образце из порошкового материала методом интенсивной пластической деформации, достигаемой кручением, обеспечивающим появление в материале фрагментированной разориентированной структуры, способствующей получению высокоплотных прочных заготовок.