ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к технологии изготовления изделий в пресс-форме, и может быть применено для изготовления из композиционных материалов полых тел вращения, например вкладышей сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).
Известны пресс-формы, содержащие матрицу, пуансон и выталкиватель готового изделия (см., например, И.М.Буланов, В.В.Воробей. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998 г. - стр.160-162), наиболее близкий аналог.
В этих пресс-формах закрытого (поршневого) типа изделия изготавливаются методом прямого прессования композиционного материала.
В таких пресс-формах достигается большее уплотнение композиционного материала при постоянном давлении на него со стороны пуансона в течение всего времени прессования.
Плотная структура материала особенно необходима для крупногабаритных вкладышей сопловых блоков РДТТ, работающих в особо напряженных условиях, определяемых сильным эрозионным воздействием потока продуктов сгорания твердого топлива при высокой температуре и повышенном давлении.
В известной конструкции пресс-формы возможно изготавливать малогабаритные тела вращения сложной формы.
2
Однако применение известной пресс-формы для изготовления из композиционных материалов крупногабаритных полых тел вращения, при прессовании которых необходимо обеспечивать особо высокое удельное давление прессования, порядка 400-500 кгс/см, приводит к значительному увеличению требуемых габаритов пресс-формы.
Достаточно затруднено надежное закрепление выталкивателя, так как на него в процессе прессования изделия действуют значительные по величине нагрузки.
Перемещение выталкивателя для извлечения готовой детали из пресс-формы после удаления пуансона из матрицы является сложной и трудоемкой операцией, требующей больших усилий.
Известная конструкция пресс-формы при применении ее для изготовления крупногабаритных полых тел вращения, нерациональна и громоздка, надежная работа ее в условиях повышенного удельного давления прессования не всегда может быть обеспечена.
Технической задачей данной полезной модели является создание компактной конструкции пресс-формы для изготовления полых тел вращения из композиционных материалов, при обеспечении ее надежной работы в условиях повышенного удельного давления прессования.
Технический результат достигается тем, что в пресс-форме для изготовления полых тел вращения из композиционных материалов, содержащей матрицу, пуансон и выталкиватель готового изделия, в дне матрицы выполнен сквозной кольцевой вырез со скошенной внутренней поверхностью, а пуансон и выталкиватель имеют вид расположенных внутри матрицы один в другом полых цилиндров, при этом охватываемая внутренней поверхностью пуансона наружная поверхность выталкивателя снабжена в нижней части кольцевым выступом со скошенной боковой поверхностью, образующей совместно со скошенной внутренней поверхностью выреза дна матрицы клиновое соединение с вершиной клина, направленной вниз.
Выполнение пуансона и выталкивателя в виде расположенных внутри матрицы один в другом полых цилиндров позволяет максимально возможно уменьшить габариты пресс-формы.
Выполнение на наружной поверхности выталкивателя в нижней части кольцевого выступа со скошенной боковой поверхностью, образующей совместно со скошенной внутренней поверхностью выреза дна матрицы клиновое соединение с вершиной клина, направленной вниз, позволяет надежно скрепить выталкиватель с дном матрицы под действием давления прессования и обеспечить легкое перемещение выталкивателя с готовым изделием относительно дна матрицы после окончания процесса прессования.
На фиг. приведена компоновочная схема пресс-формы.
Пресс-форма для изготовления полых тел вращения из композиционных материалов содержит матрицу 1, пуансон 2 и выталкиватель 3 готового изделия.
Пуансон 2 и выталкиватель 3 имеют вид расположенных внутри матрицы 1 один в другом полых цилиндров.
Выталкиватель 3 снабжен крышкой 4, закрывающей внутреннюю полость цилиндра.
Очертания в плане нижней части внутренней поверхности матрицы 1, нижнего торца пуансона 2 и наружной поверхности выталкивателя 3, в совокупности образующие оформляющую полость 5, точно соответствуют очертаниям изготавливаемого детали.
В дне матрицы 1 выполнен сквозной кольцевой вырез 6 со скошенной внутренней поверхностью.
Охватываемая внутренней поверхностью пуансона 2 наружная поверхность выталкивателя 3 снабжена в нижней части кольцевым выступом 7 со скошенной боковой поверхностью.
Скошенная боковая поверхность кольцевого выступа 7 образует совместно со скошенной внутренней поверхностью кольцевого выреза 6 дна матрицы 1 клиновое соединение с вершиной клина, направленной вниз.
Подготовка пресс-формы к работе осуществляется следующим образом.
Устанавливают обогреваемую матрицу 1 и выталкиватель 3 на нижнюю плиту 8 пресса и скрепляют с ней.
В цилиндрическую загрузочную камеру, образованную внутренней поверхностью матрицы 1 и наружной поверхностью выталкивателя 3, помещают точно выбранное количество навески композиционного материала.
Устанавливают пуансон 2 с держателем 9 и направляющей колонной 10 в матрицу 1 и скрепляют с верхней плитой 11 пресса.
Усилием пресса вдвигают пуансон 2 в загрузочную камеру.
При этом под воздействием температуры композиционный материал приобретает необходимую пластичность и под давлением распределяется по оформляющей полости 5, заполняя ее.
Полное закрытие пресс-формы происходит в момент окончательного оформления детали.
Выдерживают деталь в пресс-форме в течение требуемого времени.
После охлаждения удаляют пуансон 2 и извлекают отформованную деталь с помощью выталкивателя 3.
В разработанной на предприятии компактной пресс-форме предлагаемой конструкции изготовляются высококачественные вкладыши крупногабаритных сопловых блоков РДТТ, при обеспечении требуемой технологичности.