ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКОВ

Полезная модель относится к порошковой металлургии, в частности к конструкциям пресс-форм для получения заготовок и изделий преимущественно из углеродных порошков.
Известна пресс-форма для прессования порошков, содержащая вертикальный пуансон, две боковины, состыкованные в вертикальной плоскости, образующие полость для засыпки порошка квадратного сечения (Патент на полезную модель №95282, Пресс-форма для прессования штабиков, МПК B22F 2/02, от 27.062010). Нижняя половина полости выполнена в состыкованных боковинах, а верхняя - в вертикальном пуансоне. В горизонтальной плоскости полость образует калибр со скосами, расположенными под углом α=π/4 к горизонтальной оси симметрии. Для обеспечения работы пресс-формы имеется горизонтальный плунжер.
Недостатками указанной пресс-формы являются необходимость применения для работы специального пресса с вертикальным и горизонтальным плунжерами, а также низкая плотность получаемых заготовок и изделий. Низкая плотность является следствием недостаточного удаления воздуха в процессе прессования в закрытой пресс-форме.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемой является пресс-форма, содержащая основной и зажимной вертикальные пуансоны, две боковины, образующие полость для засыпки порошка, расположенную своей диагональю по оси основного пуансона (Патент на полезную модель №100932, Пресс-форма для прессования штабиков из порошков тугоплавких металлов, МПК B22F 3/03, от 26.08.2010). Верхняя часть полости выполнена в основном вертикальном пуансоне. На наружных поверхностях боковин в верхней и нижней их частях выполнены скосы под углом к вертикальной осевой плоскости и нижняя часть боковин установлена по указанным скосам в корпусе пресс-формы.
Данная конструкция по сравнению с указанным ранее аналогом позволяет применять более простое по конструкции оборудование общетехнического назначения - прессы двойного действия. Однако в связи с тем, что прессование осуществляется также в закрытой пресс-форме, не удается удалить значительное количество воздуха из засыпки порошка, что в дальнейшем снижает плотность заготовок и изделий, ухудшает их качество и ведет к их расслою.
Таким образом, основным недостатком наиболее близкого аналога является низкая плотность.
Задачей предлагаемого решения является устранение указанного недостатка, а именно повышение плотности получаемых заготовок.
Поставленная задача решается тем, что в известной пресс-форме, содержащей корпус, вертикальные основной и зажимной пуансоны, боковины, образующие полость для засыпки порошка, согласно предлагаемому решению, две противолежащие боковины шарнирно закреплены в корпусе и их скошенные концы контактируют со скошенными поверхностями, выполненными на зажимном ползуне. Между основным и зажимным пуансонами установлен зазор 1÷3 мм. При этом пресс-форма снабжена механизмом регулирования угла поворота боковин со скошенными концами в виде контактирующих с ними эксцентриков и упругими элементами возврата указанных боковин в исходное положение.
То, что две противолежащие боковины закреплены в корпусе шарнирно и их скошенные концы контактируют со скошенными поверхностями зажимного ползуна, позволяет перед прессованием заготовки основным пуансоном осуществить предварительную подпрессовку засыпки порошка в открытой сверху пресс-форме (когда основной пуансон находится на значительном расстоянии от засыпки), удалив из нее значительное количество воздуха. Это повысит плотность получаемых заготовок и изделий при дальнейшем прессовании заготовки, повысит их прочностные свойства и устранит брак в виде расслоя. Зазор между основным и зажимным пуансонами заданной величины необходим для надежного удаления воздуха из полости при предварительной подпрессовке засыпки. Увеличение этого зазора более 3 мм может привести к выбросу порошка, а уменьшение его менее 1 мм ведет к неполному удалению воздуха из полости во время предварительной подпрессовки.
Угол регулирования угла поворота боковин со скошенными концами определяет величину подпрессовки и равен, как правило, 15-30°.
Предлагаемая пресс-форма проиллюстрирована на фиг.1-5, где на фиг.1 показан общий вид пресс-формы после засыпки порошка, на фиг.2 - то же в момент окончания подпрессовки, на фиг.3 - то же в момент окончания прессования, на фиг.4 - сечение А-А фиг.1, на фиг.5 - сечение Б-Б фиг.1.
Заявляемая пресс-форма состоит из корпуса 1, вертикальных основного и зажимного пуансонов соответственно 2, 3. В корпусе 1 размещены боковины 4, 5, 6, 7, образующие полость 8 для засыпки порошка. Две противолежащие боковины 4 и 5 закреплены в корпусе 1 шарнирно на оси 9. Концы боковин 4, 5 имеют скошенные поверхности 10, контактирующие со скошенными поверхностями 11, выполненными на зажимном ползуне 3. Боковины 4, 5 контактируют с механизмом регулирования их угла поворота, выполненного в виде эксцентриков 12, закрепленных на оси 13. Имеется упругие элементы 14 возврата боковин 4, 5 в исходное положение. Пуансоны 2, 3 между собой смонтированы с зазором 15, равным 1÷3 мм.
Пресс-форма работает следующим образом.
з
о
В полость 8, образованную размещенными в корпусе 1 боковинами 4, 5, 6, 7 засыпают порошок. Включают привод (на черт. не показан) зажимного ползуна 3, который, двигаясь вниз, посредством контакта скошенных поверхностей 10, 11 усилием P поворачивает на оси 9 боковины 4, 5. Поворачиваясь, боковины 4, 5 воздействуют на находящийся между ними порошок, осуществляя его предварительную подпрессовку. Так как полость 8 в этот момент не закрыта сверху основным пуансоном 2, находящийся в засыпке порошка воздух свободно выходит из нее через соединенный с атмосферой зазор 15. После окончания подпрессовки включают привод (на черт. не показан) основного пуансона 2, который усилием P осуществляет окончательное прессование заготовок или изделий.
Угол поворота боковин 4, 5, а, следовательно, величину подпрессовки, регулируют эксцентриками 12 путем поворота оси 13.
После окончания прессования перемещают вверх основной пуансон 2, отводят зажимной пуансон 3, при этом упругие элементы 14 возврата устанавливают боковины 4, 5 в исходное положение.
3
Разработан проект предлагаемой опытной пресс-формы, предназначенной для прессования токосъемников троллейбусов из порошковых композиций на основе углерода. Размеры токосъемника: длина 86 мм, ширина 28 мм, высота 20 мм. Зазор между основным и зажимным пуансонами 3 мм. Исследование свойств полученных изделий показали, что плотность после подпрессовки возросла с 1,55 до 1,60 г/мм.
Предлагаемая пресс-форма найдет свое применение в порошковой металлургии при прессовании изделий преимущественно из углеродных порошков, а также из порошков и порошковых смесей металлических материалов, активно адсорбирующих газы атмосферы, таких как ниобий, тантал, молибден, вольфрам.