Главная Кузнечно-штамповочное производство (КШП) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 [ 222 ] 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 Техническая характеристика двухкамерного пресса Максимальная сила прессования, кН.......................1000 Максимальная температура, К..............................1773 Установленная мощность, кВт.............................100 Среда в рабочем пространстве............... Водород, аргон, азот или вакуум Продолжительность технологического цикл, ч, при максимальной массе садки 40 кг.............................3 (без вьщержки под давлением) Оборудование для изостатического фор> мования. Конструкции устройств для изостатического прессования порошковых материалов подразделяются в зависимости от способа передачи давления, вида рабочей среды, материала, передающего давление на порошок, температуры процесса, конфихурации изделий, серийности производства и производительности. В изостатах холодного прессования передачу давления на уплотняемый порошок осуществляют через жидкие среды, называемые холодными гидростатами. По способу создания давления в рабочем объеме гидростаты классифихщруют на насосные, плунжерные и мультипликатор-ные. Аппаратурное оформление гидростатов осуществляется по трем основным принципам. Первый принцип - гидростатические прессы используются в том случае, когда нагрузка, прилагаемая к поршню пресса, передается через жидкость к прессуемому изделию, заключенному в сосуд давления; рабочее давление создается непосредственно в контейнере при помощи пресс-штемпеля, за1фепленного на плунжере гидравлического хщлицдра. ВНИИметмашем разработано несколько моделей гидростатических прессов - ГП-250, ГП-300, ГП-1600. Усилие прессования 2500, 3000 и 16000 кН. Прессы используют для гидростатического и обычного прессования, штамповки, гидромеханического прессования и т.д. Второй принцип - создание специализированных гидростатов для формования металлических порошков. В этом случае используют дополнительный источник высокого давления - компрессор или мультипликатор. Гидростаты конструируют по двум основным схемам: рамной конструкции и безрамной. По первой схеме радиальное давление рабочей жидкости воспринимается контейнером гидростата, а осевое давление на пробки передается на силовую раму. В этом случае контейнер гидростата и станину скрепляют обмоткой из высокопрочной ленты или проволоки. Эта конструкция повышает надежность гидростата, так как позволяет избавиться от концентраторов напряжений. ВНИИметмашем разработаны гидростаты рамной конструкции, рассчитанные на рабочее давление 100 - 600 МПа. В гидростатах второй схемы (безрамной) радиальные и осевые усилия замыкаются в корпусе толстостенного контейнера с дном. Осевое усилие, в данном случае, воспринимается резьбовыми затворами. Такие гидростаты имеют меньшую металлоемкость по сравнению с гидростатами других типов. Однако использование контейнера с резьбовыми пробками обуславливает повышенные требования к технике безопасности. Такие гидростаты целесообразно применять при невысоких давлениях прессования (до 200 МПа). ВНИИметмашем создан ряд гидростатов безрамной конструк-1ЩИ для прессования деталей из порошков при давлении 60 - 100 МПа. Третьим принципом конструктивного решения машин для прессования жидкостью высокого давления является принцип гидродинамического формования. Конструкция этих машин практически полностью соответствует конструкции гидростатов, но не имеет сложной системы, создающей давление (насосы высокого давления, мультипликаторы и др.). В их состав входят контейнер с пробками и камерой сгорания, силовая станина с запорным устройством и гидропривод. Установки для гидродинамического формования с использованием в качестве энергоносителя небольшого заряда пороха, сгорающего в замкнутом объеме, позволяют получать импульсные давления до 1000 МПа. Такие установки разработаны Белорусским политехническим институтом /юрошковой металлургии и ВНИИТМашем. Изостаты горячего прессования, в которых передача давления на уплотняемый порошок осуществляется через газовую среду, подогретую до определенной температуры, называют газостатами. Газостатические установки состоят из сосуда высокого давления с нагревательным устройством, газового компрессора и газораспределительной системы, блока силового питания, пульта управления и системы охлаждения. Известны три типа конструкций контейнеров для га-зостатов: контейнер с внешним нагревом и горячими стенками; нагреватель находится снаружи сосуда; на такой установке можно работать только при низких температурах 700 - 800 °С; контейнер с внутренним нагревом и горячими стенками. Нагреватель находится внутри контейнера; максимальная температура прессования в таком контейнере достигает лишь 1100 С; контейнер с внутренним нагревом и холодными стенками; сосуд давления водоохлаждаемый, что дает возможность вести процесс при температуре до 1500 °С. Наиболее высокие температуры в процессе горячего изостатического формования получают, используя в качестве нагревателя графитовые трубы. Рабочей средой в газостатах чаще всего являются нейтральные газы - гелий или аргон. Для создания давления газа в установках предусмотрены компрессоры. ВНИИметмашем разработан ряд газоста-тов как для исследовательских работ, так и для промышленного производства, рассчитанных на давление рабочей среды 100 - 200 МПа и рабочую температуру 1200 - 2000 °С. Горячее г идро статичес-кое прессование на плунжерных установках с обогреваемым или необогреваемым контейнером. В первом случае гидростатическое давление на -капсулу с порошком передается через расплавленную рабочую среду (например, стекло), нагретую в контейнере с помощью электронагревателя до температуры 1100 - 1300 °С. Во втором случае капсулу с порошком, установленную в обечайке из листовой стали и заполненную расплавленным стеклом, нагревают в печи и помещают в подогретый до 200 - 300 °С контейнер гидравлического пресса. Основными достоинствами горячих гидростатов по сравнению с газостатами являются возможность использования существующих печей и прессов в качестве нагревательных и нагружающих устройств; возможность реали-захщи давлений до 1000 МПа; на два порядка более высокая скорость приложения и снятия нагрузки. 5.4. ОСНАСТКА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ Инструментальная оснастка для формования порошковых изделий делится на две группы. К первой группе относится оснастка для холодного формования (пресс-формы различных конструкций, эластичные оболочки для изостатического прессования, оснастка для мундштучного, центробежного формования и др.), ко второй группе - штампы для горячей допрессовки заготовок, пресс-формы для горячего статического прессования на механических и гидравлических прессах, а также оснастка для горячего формования на гидро- и газостатах и экструзии. осш1сткя для холодного прессовяния. Пресс-формы являются основным инструментом для формования заготовок из порошковой шихты. Наиболее широко в ПМ применяют закрытые пресс-формы для формования заготовок на универсальных и спехщализирован-ных прессах. Разработаны различные конструкции пресс-форм, но любая из конструкций должна обеспечить получение заготовок с необходи- мым распределением плотности и требуемыми размерами, простоту выпрессовки готового изделия и долговечность работы. Конструкции пресс-форм для прессования заготовок на обычцых неспе-хщализированных прессах сложны, особенно при автоматическом хщкле прессования. В таких пресс-формах должны быть предусмотрены возможности регулировки высойл засьшки порошка, величины хода отдельных пуансонов и движения матрицы. При прессовании заготовок на спехщали-зированных прессах рабочий инструмент прес-формы имеет достаточно простую конструкцию и состоит из матрицы, стержня и пуансонов, движение которых осуществляется соответствующими механизмами пресса. Такой инструмент в виде прессующих блоков входит в комплект прессов-автоматов. Конструкция пресс-форм в прессующих блоках не сложна и сводится к набору обойм, подкладочных плит, пуансонодержателей и стержнедержателей. Примером такой конструкции является универсальная пресс-форма для пресса К8130 (рис. 5.25). Универсальная подставка под верхний и нижний пуансоны состоит из корпуса 7, набо- Рнс. 5.25. Уннверсалыиш пресс-форма к прессу К8130 ра колец 2 (с разницей по высоте в 5 мм), рехулируемой подставки J, опорной подкладки 4, набора пуансонодержателей 5 (с разницей по диаметру в 5 мм). Расчет пресс-форм включает определение технологических размеров матрицы и стержня, а также проверку на прочность деталей, воспринимающих нагрузки. Исходными данными для расчета размеров пресс-форм являются следующие: размеры заготовки и допуски на них; плотность заготовки и ее пределы; упругие последействия по линейным размерам после прессования; объемная и линейная усадки или рост при спекании; увеличение или уменьшение площади поперечного сечения при спекании; уменьшение массы заготовки при спекании. Эти данные приводят в технических условиях на оборудование, определяют опытным путем или выбирают по справочным таблицам [11, 15]. Высоту загрузочной камеры матрицы, которую засыпают порошком, определяют по формуле (5.11) где - высота спрессованной заготовки; К - коэффициент обжатия; А = Упр/Ун ® Упр - средняя плотность спрессованной заготовки; у - насыпная плотность шихты. Общую высоту матрицы определяют из выражения (рис. 5.26) H=H,+h+h, (5.12) где Лв и Лн - величины захода в матрицу соответственно верхнего и нижнего пуансонов. В стационарных пресс-формах в случае объемной дозировки матрица служит дозирующим устройством и величину не предусматривают. В этом случае м = 3 + . Размеры рабочей полости матрицы зависят от наружных размеров заготовки, упругого последствия, усадки при спекании и допустимого износа матрицы. Номинальный размер полоети матрицы (диаметр, ширина) определяют из выражения м =min~/n ±8±Я-/, (5.13) где /niin - минимальный размер готового изделия; / - упругое последствие; 8 - усадка Рис. 5.26. Схема пресс-формы jsflM определения высоты матрицы: 1, За 4- пуансоны; 2- матрица; 5- стержень (+) или рост (-) при спекании; - припуск на калибрование линейных размеров; 1 - размер упругих последствий после калибровки. Номинальный диаметр рабочей части иглы пресс-формы и =тах±/п ±8±Я±/, (5.14) где jnax максимальный размер отверстия детали. При проектировании пресс-форм для изделий со свободными размерами расчет технологических размеров и не проводят, так как поле допуска свободного размера значительно превышает суммарные изменения размеров изделия в результате упругого последействия после выталкивания из матрицы и усадки при спекании. В этом случае и принимаются равными номинальным размерам готовой заготовки. Требуования к остнастке. При изготовлении пресс-форм и инструмента для формования металлических порошков необходимо выполнить два основных условия - обеспечить высокие точность деталей пресс-форм и качество обработки формующих и сопрягающихся рабочих поверхностей инструмента. Матрицы, стержни и частично, пуансо-Hti, участвующие в формообразовании, изготовляют с минимальными допусками. Как правило, матрицы изготовляют по 6 - 7-му квалитету, стержни - по 5 - 6-му. При прессовании особо точных деталей допуски назначают по 4 - 5-му квалитету для матриц, 3 - 4-му |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |