ПРЕСС-ФОРМА

Полезная модель относится к области обработки материалов давлением, а именно к конструкциям пресс-форм, и может быть использована для брикетирования стружки металлов и их сплавов, а также для плотной упаковки других сыпучих материалов.
Известна пресс-форма (А.с. 220729, B30B 9/32, 1958), содержащая пуансон, матрицу, имеющую профиль цилиндра и усеченного конуса, переходящего в цилиндр. Недостатком этой пресс-формы является сложность изготовления, возможность заклинивания полученного брикета и сложность его удаления, что снижает производительность процесса брикетирования.
Известны также пресс-формы, в состав которых входят вибраторы (Патенты: SU 464383 A1, B22F 3/02, 20.06.1975; RU 2077420 C1, B28B 3/1020.04. 1997). Они также имеют сложную конструкцию и не технологичны.
Наиболее близкой по назначению и технической сущности является пресс-форма (Патент №2112657, B30B 9/32, 1998), содержащая пуансон и матрицу, состоящую из двух частей - верхней цилиндрической и нижней, имеющей профиль усеченного конуса, переходящего в цилиндр.
Недостатком этой пресс-формы являются сложность конструкции и изготовления матрицы, получение неравноплотного брикета вследствие противодействия сил трения в процессе формования брикета, возможность заклинивания полученного брикета и сложность его удаления, что снижает производительность и ускоряет износ матрицы пресс-формы.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков, которое состоит в упрощении конструкции и технологии изготовления матрицы, исключении возможности заклинивания брикета и устранении противодействия формованию брикета сил трения.
Технический результат достигается тем, что в пресс-форме, содержащей матрицу, закрепленную на нижней плите и пуансон, подвижно установленный на верхней плите, на пуансоне установлен механический вибратор, матрица выполнена в форме усеченного конуса из твердой резины, армированной металлическим наполнителем, и пресс-форма снабжена ограничителем в виде усеченного жесткого конуса, охватывающим матрицу, при этом матрица и ограничитель выполнены расширяющимися в направлении рабочего хода пуансона и имеют разные углы между их образующими и вертикалью, причем угол матрицы больше аналогичного угла ограничителя, а основанием матрицы является подвижная заслонка, под которой в нижней плите выполнено отверстие для выхода готового брикета.
Механический управляемый по частоте и амплитуде эксцентриковый вибратор, который установлен на пуансоне, способствует распределению прессуемого материала к стенкам матрицы по горизонтали и формированию равноплотной прессуемой массы. Этот процесс происходит неоднократно вплоть до полного заполнения матрицы.
Благодаря конусности матрицы и силам трения скольжения между прессуемой массой и внутренней поверхностью матрицы прессуемая масса удерживается от движения вверх в направлении холостого хода пуансона.
Так как остается конусность матрицы (α≠0), отсутствует заклинивание прессуемой массы.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид пресс-формы.
Пресс-форма содержит верхнюю плиту 1 с подвижно закрепленным на ней пуансоном 2, снабженным механическим управляемым по частоте и амплитуде эксцентриковым вибратором 3, и нижнюю плиту 4, на которой крепится подвижная заслонка 5. Пресс-форма снабжена ограничителем 6, выполненным в виде усеченного жесткого конуса, охватывающего матрицу 7, тоже выполненную в форме усеченного конуса. Матрица выполнена из твердой резины с увеличенным содержанием вулканизатора - серы, а также наполнителей из оксида кремния или из другой дисперсной среды, армированной металлическим наполнителем. При этом ограничитель 6 и матрица 7 выполнены расширяющимися в направлении рабочего хода пуансона 2 и имеют разные углы между их образующими и вертикалью, причем угол матрицы 7 соответствует или больше угла естественного откоса прессуемого материала, но больше аналогичного угла ограничителя 6. Под заслонкой 5 в нижней плите 4 выполнено отверстие для выхода готового брикета, диаметр которого больше нижнего диаметра матрицы 7.
Пресс-форма работает следующим образом.
В матрицу 7 засыпается прессуемая масса, состоящая из стружки металлов, их сплавов или других сыпучих материалов. Далее пуансон 2, совершая рабочий ход, прессует стружку, перемещаясь вдоль вертикальной оси матрицы 7, и выдерживает под давлением прессуемую массу, чему способствуют и силы трения, направленные против упругих сил прессуемого материала в зоне его контакта с матрицей 7. Вибратор 3, который установлен на пуансоне 2, способствует распределению прессуемого материала к стенкам матрицы 7 по горизонтали и формированию равноплотной прессуемой массы. Этот процесс происходит неоднократно вплоть до полного заполнения матрицы 7.
2
1
2
1
2
1
В процессе прессования разница α-α≤4°…5° между образующими конуса матрицы 7 и ограничителя 6 уменьшается, достигая в конце прессования α-α≤2°. После этого усилие, прикладываемое к пуансону 2, снижается, подвижная заслонка 5 отводится по нижней плите 4, освобождая отверстие, через которое пуансон 2 выталкивает полученный брикет. После выталкивания брикета под действием упругих сил матрица 7 восстанавливает свою первоначальную форму α≤α+(4°…5°).
Таким образом, такая конструкция пресс-формы упрощает и конструкцию, и технологию изготовления матрицы, исключает возможность заклинивания брикета и устраняет противодействия формованию брикета сил трения.