УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к порошковой металлургии, а именно к установкам для получения изделий из порошков и может быть использована на предприятиях, производящих изделия из порошка.
Известна пресс-форма для прессования изделий из сыпучих материалов (SU 873573, B28B 3/00 опубликовано 30.11.83), включающая матрицу, ступенчатый пуансон с закрепленными на нем тягами и выталкиватель, связанный с тягами запорным механизмом, эластичный прессующий элемент, закрепленный в матрице. Недостатком пресс-формы является сложность конструкции запорного механизма, а также низкая производительность, обусловленная необходимостью в процессе прессования производить сцепление и расцепление пуансона с траверсой запорным механизмом, с целью предотвращения разрушения изделий.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату, является установка для изостатического прессования изделий из порошковых материалов (патент США 3867077 МПК B30B 11/00; B30B 5/02, опубликовано 18.02.75). Установка содержит силовую раму в виде колонн, установленных на основании, верхнюю и нижнюю неподвижные плиты, пуансон, силовой гидроцилиндр, жесткий составной контейнер, составной эластичный формующий элемент, устройство для подачи контейнера в рабочую зону, включающее упор для создания силового замыкания контейнера, поворотный стол и механизм его поворота, механизм подъема поворотного стола, а также механизм перемещения упора. Установка позволяет получать различные изделия из порошковых материалов путем изостатического прессования с помощью составного эластичного формующего элемента. Перемещение контейнера и замыкание его полости с помощью указанных механизмов позволяет изготавливать изделия в автоматическом режиме.
Недостатками данной установки являются сложность конструкции и низкая производительность. Сложность данной конструкции связана с наличием и необходимостью согласованной работы механизмов перемещения упора, подъема и вращения поворотного стола. Наличие трех сложных механизмов перемещения снижает надежность работы данной установки. Низкая производительность установки обусловлена длительностью времени цикла прессования, складывающегося из времени поворота и подъема поворотного стола для подачи эластичного формующего элемента в контейнер, времени перемещения упора в зону прессования, времени на прессование, которое включает в себя силовое движение пуансона и разгрузку, времени на возвращение упора на исходную позицию, времени опускания стола.
Задачей полезной модели является разработка простой конструкции высокопроизводительной установки для изостатического прессования изделий из порошковых материалов.
Поставленная задача решается следующим образом. Установка для изостатического прессования изделий из порошковых материалов, содержащая силовую раму в виде колонн, установленных на основании, верхнюю и нижнюю неподвижные плиты, пуансон, силовой гидроцилиндр, жесткий составной контейнер, составной эластичный формующий элемент и устройство для подачи контейнера в рабочую зону, дополнительно снабжена эластичной вставкой, размещенной между пуансоном и формующим элементом, и подвижной траверсой, установленной на колоннах между верхней и нижней плитами, нижняя плита выполнена со сквозным центральным отверстием для эластичной вставки и установлена над основанием с зазором с помощью промежуточных опор, устройство для подачи контейнера выполнено в виде подвижной плиты со сквозным отверстием для формующего элемента, и установлено, например, на направляющих, расположенных на нижней неподвижной плите.
Для увеличения производительности установки, она может быть снабжена вторым контейнером, для чего в подвижной плите устройства для подачи контейнера может быть выполнено дополнительное отверстие для размещения формующего элемента второго контейнера.
Благодаря вышеуказанной совокупности признаков достигается высокая производительность установки при достаточно простой конструкции.
Подвижная траверса, установленная на колоннах между верхней и нижней плитами, при работе устройства позволяет замкнуть полости контейнера при ее перемещении на ход, равный технологическому зазору, достаточному для удаления контейнера на подвижной плите из рабочей зоны установки. Из практики установлено, что этот ход не превышает 20-30 мм, а время перемещения, соответственно, не превышает 2-3 сек, что существенно увеличивает производительность установки при упрощении ее конструкции.
Эластичная вставка, размещенная между пуансоном и формующим элементом, служит для передачи давления от пуансона через составной эластичный элемент на порошковый материал. В связи с размещением вставки в отверстии нижней плиты, при удалении контейнера из рабочей зоны нет необходимости в удалении вставки, что также уменьшает время цикла изготовления изделия при простом изменении конструкции нижней плиты. Установка нижней плиты с помощью промежуточных опор над основанием с зазором, обеспечивает необходимый рабочий ход пуансона при прессовании и, соответственно, требуемую плотность изделия.
Выполнение устройства для подачи контейнера в виде подвижной плиты, установленной, например, на направляющих, расположенных на нижней неподвижной плите, позволяет применить простой механизм - пневмоцилиндр для осуществления возвратно-поступательного движения плиты с контейнером. При возвратно-поступательном движении время перемещения контейнера с позиции загрузки-выгрузки на рабочую позицию минимально, что также увеличивает производительность установки.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами.
Фиг.1 - принципиальная схема установки для изостатического прессования изделий из порошковых материалов (фронтальный вид).
Фиг.2 - принципиальная схема установки для изостатического прессования изделий из порошковых материалов (сечение А-А).
Установка для изостатического прессования изделий из порошковых материалов содержит силовую раму, включающую основание 1 (фиг.1) с установленными в нем колоннами 2, верхние торцы которых скреплены верхней неподвижной плитой 3. Гидроцилиндр 4 закреплен в основании 1 и подключен к насосу установки. На колоннах 2 установлена подвижная траверса 5 для замыкания контейнера (возможный механизм перемещения - червячный редуктор и электродвигатель на чертеже не показаны). Нижняя неподвижная плота 6 с центральным сквозным отверстием для эластичной вставки 11 установлена над основанием 1 с зазором с помощью промежуточных опор 7, обеспечивающим требуемый рабочий ход плунжера гидроцилиндра 4 и, соответственно, рабочий ход пуансона 8. В составной контейнер 9 вставлен составной эластичный формующий элемент, включающий стержень 10 и сменную эластичную втулку 12. Стержень 10 центрируется в опорной втулке 13. Эластичная вставка 11 расположена в отверстии нижней неподвижной плиты 6, примыкает к торцу стержня 10 и опирается на торец пуансона 8. С целью возможности перемещения контейнера 9 с позиции прессования на позицию загрузки порошка - выгрузки спрессованного изделия, он установлен на подвижной плите 14 (фиг.2), которая расположена на нижней неподвижной плите 6 в направляющих 15. Для повышения производительности установки она может быть снабжена дополнительным составным контейнером 16, установленным на подвижной плите 14 таким образом, чтобы в момент нахождения одного из контейнеров на позиции прессования, другой находился на позиции соответствующей загрузки - выгрузки. Подвижная плита 14 соединена со штоком пневмоцилиндра 17. На позиции загрузки - выгрузки установка снабжена выталкивателем 18. Камера 19 засыпки порошка образована пространством между составным контейнером 9 и сменной эластичной втулкой 12.
Установка работает следующим образом. В камеру 19 засыпки порошка контейнера 9, находящегося на позиции загрузки - выгрузки, засыпают дозированное количество прессуемого порошкового материала. Засыпку осуществляют, например, с помощью бункерно-загрузочного устройства, снабженного дозатором (на чертеже не показано). Контейнер 9 с порошком, на плите 14 перемещают по направляющим 15 с помощью штока пневмоцилиндра 17 на позицию прессования к центру нижней плиты 6 таким образом, чтобы ось контейнера 9, ось эластичной вставки 11 и ось пуансона 8 совпали. Подвижную траверсу 5 опускают вниз и прижимают к контейнеру 9 с некоторым усилием, замыкая, таким образом, камеру засыпки 19 с порошком. При включении насоса установки и создании давления в силовом гидроцилиндре 4, плунжер гидроцилиндра 4 передает рабочее усилие через пуансон 8 и вставку 11 на стержень 10. Осадка стержня 10 приводит к радиальной раздаче сменной эластичной втулки 12 и, соответственно, к радиальному сжатию порошкового материала и к прессованию изделия. По окончании процесса прессования пуансон 8 и эластичные элементы 10, 11, 12 возвращаются в исходное состояние. Подвижную траверсу 5 приподнимают на зазор, обеспечивающий свободное перемещение контейнера, а составной контейнер 9 с готовым изделием возвращают на позицию загрузки-выгрузки, на которой изделие извлекают посредством выталкивателя 18. При необходимости дальнейшего повышения производительности установки используют дополнительный контейнер 16, установленный на подвижной плите 14, дополнительно снабженной отверстием для размещения соответствующего составного эластичного формующего элемента.