МАТРИЦА ДЛЯ ПРЕССУЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ

Полезная модель относится к прессующему оборудованию и может быть, в частности использована в технологии прессования порошковых материалов, в технологии гидростатического прессования и прочих.
Основными узлами в устройствах для прессования являются матрица с внутренней полостью, предназначенной для размещения объекта, на который воздействуют давлением, и пуансон, который вводится в полость матрицы и связан со средством создания статического давления прессования (см., например, RU 198359, RU 202496).
Пуансон и полость матрицы имеют согласованные форму и размеры, при этом при вводе пуансона в матрицу необходимо обеспечить точное центрирование пуансона, чтобы избежать механического повреждения поверхностей пуансона и входного участка полости матрицы.
Известны матрицы для прессующего оборудования, содержащие цилиндрическую внутреннюю полость с заходной конусообразной частью (см., например, SU 365185, SU 428813, RU 2470737).
Заходная конусообразная часть обеспечивает притупление острых кромок полости матрицы, и благодаря ее наличию снижается вероятность возникновения механических повреждений поверхностей матрицы и пуансона при его введении в полость матрицы.
В качестве ближайшего аналога выбрана матрица для прессующего оборудования, описанная в [RU 2470737].
Данная матрица имеет в плоскости поперечного сечения круговую форму и содержит внутреннюю цилиндрическую полость, снабженную заходной конусообразной частью (заходной фаской).
За счет наличия заходной фаски у матрицы снижается вероятность механических повреждений взаимодействующих поверхностей матрицы и пуансона при его введении в полость матрицы.
Однако в процессе ввода пуансона в полость матрицы может возникнуть ситуация, когда краевой участок пуансона упирается в скошенную поверхность заходной конусообразной части матрицы на некотором участке указанной поверхности, в результате чего возникает вращательный момент сил, стремящийся повернуть матрицу в вертикальной плоскости. Применительно к матрицам контейнерного типа это может привести к установке матрицы наклонно относительно опорной поверхности и к заклиниванию пуансона.
Технической проблемой, решаемой при реализации полезной модели, является предотвращение заклинивания пуансона в процессе введения его в матрицу контейнерного типа.
Сущность полезной модели заключается в том, что матрица для прессующего оборудования, имеющая в плоскости поперечного сечения круговую форму, с цилиндрической внутренней полостью, снабженной заходной конусообразной частью, согласно полезной модели матрица выполнена в виде контейнера и содержит боковые стенки и донную часть, наружная поверхность которой предназначена для размещения матрицы на опорной поверхности, при этом радиальный размер наружной поверхности донной части матрицы R превышает величину, определяемую произведением f·Н, где f - коэффициент трения донной части матрицы по опорной поверхности, Н - высота матрицы.
В частном случае полезной модели матрица в плоскости продольного сечения имеет расширяющуюся книзу форму.
В частном случае полезной модели матрица в плоскости продольного сечения имеет расширяющуюся книзу ступенчатую форму
1
2
Для того чтобы матрица контейнерного типа при упоре краевого участка пуансона в скошенную поверхность ее заходной части не устанавливалась наклонно относительно опорной поверхности, вращательный момент M, стремящийся повернуть матрицу в вертикальной плоскости (в плоскости продольного сечения матрицы), должен быть меньше вращательного момента М, противодействующего указанному повороту.
Как показали проведенные авторами исследования, основанные на анализе участвующих в создании указанных моментов сил, точек их приложения, а также расстояний, определяющих плечо рассматриваемых сил, вышеуказанное условие выполняется в случае, когда размеры матрицы выбраны из соотношения R>f·Н, где R - радиальный размер наружной поверхности донной части матрицы, f - коэффициент трения донной части матрицы по опорной поверхности, Н - высота матрицы.
То есть, при выборе радиального размера наружной поверхности донной части матрицы R, превышающего величину, соответствующую произведению f·Н, удается предотвратить при введении пуансона в конусообразную заходную часть матрицы ее поворот относительно опорного основания, и, соответственно, предотвратить заклинивание пуансона, возникающее в этой связи.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является предотвращение заклинивания пуансона в процессе введения его в матрицу контейнерного типа.
Конкретная величина радиуса R, выбранного из соотношения R>f·Н, определяется с учетом допустимых габаритных размеров матрицы и затрат материала на ее изготовление.
В случае, когда в плоскости продольного сечения матрица имеет расширяющуюся книзу форму, например, форму расширяющегося конуса, удается обеспечить требуемый радиус наружной поверхности донной части матрицы при меньших ее габаритах и меньших расходах материала.
Матрица может иметь в плоскости продольного сечения расширяющуюся книзу ступенчатую форму.
Указанная форма обеспечивается, в частности, в случае, когда матрица содержит основную часть, выполненную в виде полого цилиндра, а его донная часть выполнена в виде кольцевого основания, имеющего, в частности, форму диска с центральным углублением или форму кольца, в котором закреплено дно полого цилиндра. При этом удается обеспечить требуемый радиус наружной поверхности донной части матрицы за счет увеличения габаритных размеров только нижней части матрицы и при незначительном увеличении расхода материала. Конструкция рассматриваемой матрицы, имеющей высоту Н, позволяет использовать кольцевые основания с различным радиусом, размер которого соответствует радиусу R наружной поверхности донной части матрицы, в зависимости от значения коэффициента трения f для конкретных матрицы и опорной поверхности.
При этом могут быть использованы съемные кольцевые основания, соединяемые с основной частью, выполненной в виде цилиндрического контейнера, или кольцевые основания, соединенные с ней неразъемно.
На фиг. 1 представлен общий вид заявляемого устройства; на фиг. 2 - то же в случае, когда заявляемое устройство имеет расширяющуюся книзу ступенчатую форму.
Устройство имеет в плоскости поперечного сечения круговую форму и выполнено в виде контейнера, содержащего боковые стенки 1 и донную часть 2, а также цилиндрическую внутреннюю полость 3, предназначенную для установки в ней пуансона 4.
Полость 3 снабжена заходной конусообразной частью 5, выполненной в виде заходной фаски.
В частности, матрица представляет собой контейнер гидростата. Высота матрицы составляет величину Н.
Радиальный размер наружной поверхности донной части 2 матрицы составляет величину R.
При этом радиальный размер R наружной поверхности донной части 2 матрицы превышает величину, определяемую произведением f·Н, где f - коэффициент трения донной части 2 матрицы по опорной поверхности 6, Н - высота матрицы.
В частности матрица имеет цилиндрическую форму (фиг. 1).
В частности матрица имеет расширяющуюся книзу ступенчатую форму и содержит основную часть, выполненную в виде полого цилиндра, имеющего боковые стенки 1 и внутреннюю полость 3, а также донную часть 2, выполненную, в частности в виде ступенчатого кольцевого основания с центральным углублением, в котором закреплено дно полого цилиндра (фиг. 2).
Указанное кольцевое основание позволяет увеличить размер R наружной поверхности донной части 2 матрицы.
Устройство работает следующим образом.
Устанавливают матрицу на опорное основание 6, в частности на стол пресса.
В полости 3 матрицы располагают прессуемый объект (на чертеже не показан) и, в частности заполняют полость 3 гидравлической средой.
Вводят в полость 3 пуансон 4, соединенный со средством создания прессующей статической нагрузки (на чертеже не показано).
При этом, поскольку размер R наружной поверхности донной части 2 матрицы, превышает величину, соответствующую произведению f·Н, удается предотвратить поворот матрицы относительно опорного основания 6 (вокруг точки А в плоскости продольного сечения матрицы), если в процессе ввода пуансона 4 в полость 3 он упрется в поверхность заходной фаски 5 и тем самым избежать заклинивания пуансона 4.
Коэффициент трения f выбирается в зависимости от материалов донной части 2 матрицы и стола пресса с учетом состояния трущихся поверхностей (чистота и шероховатость поверхности, наличие смазки, забоин, следов коррозии и прочее).