Прес-форма для виготовлення абразивного інструменту з надтвердих матеріалів, переважно відрізних кругів

Прес-форма для виготовлення абразивного інструменту, переважно відрізних кругів. Винахід відноситься до порошкової металургії, а саме до прес-форм для холодного і гарячого пресування інструмента з надтвердих (НТМ) матеріалів, в тому числі з алмазу, кубоніту та ін. Відома найбільш близька за технічною суттю до об'єкту, що заявляється, прес-форма для виготовлення абразивного інструменту, переважно відрізних кругів [див. патент на винахід України № 30100, Кл. В 22 F 3/14, В 30 В 15/00, опубл. Бюл. №2 за 2003р.], що містить матрицю, яка охоплює зустрічне встановлені пуансони і розміщенні усередині них накладки, що утворюють у зборі пресову камеру, причому кожна з накладок складається з двох елементів: вертикального, який обмежує пресову камеру зсередини і горизонтального, призначеного для взаємодії з корпусом інструмента. Матриця в цій конструкції складна тому, що за декілька пресовок зменшується контакт кілець і пуансонів, тому конструкція потребує додаткового з'єднання кілець, наприклад, з‘єднання гвинтами, пружинами і т. ін., крім того, вона складається з двох кілець. В основу винаходу поставлено задачу такого удосконалення прес-форми, що заявляється, при якому за рахунок зміни конструкції матриці забезпечується зменшення матеріалоємкості і спрощення конструкції пресформи, спрощується її зборка і розпресовка, можливість виготовляти абразивний інструмент більших розмірів, і, як наслідок підможливість зробити конструкцію більш дешевою. Для рішення цієї задачі в прес-формі для виготовлення образивного інструменту з надтвердих матеріалів, переважно відрізних кругів, що містить матрицю, яка охоплює зустрічне встановлені пуансони і розміщенні усередині прес-ворми та прилеглій до них накладки, що утворюють у зборі пресову камеру, причому кожна з накладок складається з двох елементів: вертикального, який обмежує пресову камеру зсередини і горизонтального, призначеного для взаємодії з корпусом основи абразивного інструменту, згідно винаходу, матриця виконана у вигляді цілісного кільця, внутрішню поверхню якого складають бокова поверхня зрізаного конуса і пов‘язані з нею циліндричні поверхні, що контактують з пуансонами різних товщин, які вважаються основами усіченого конуса висотою дорівнюючій висоті пресової камери наприкінці пресування, крім того з боковою поверхнею зрізаного конуса може бути зв‘язана тільки одна циліндрична поверхня, яка контактує з пуансоном меншого діаметра, при цьому пуансон більшого діаметра контактує зовнішньою конічною поверхнею з конічною поверхнею матриці. Крім того пуансони можуть бути з‘єднані з контактуючими з ними відповідно накладками в цілісні деталі диски. Причинно-наслідковий зв‘язок між сукупністю ознак, що заявляється і технічними результатами, що досягаються при її реалізації полягає у наступному. У зв‘язку з тим, що матриця виконана у вигляді цілісного кільця, значно спрощується конструкція прес-форми, збільшується жорскість конструкції, що дає змогу виготовити інстр умент більших розмірів, зменшується маса прес-форми, що дає змогу зменшити витрати на виготовлення прес-форми, зменшити витрати електроенергії на її розігрів, а також спростити можливість швидкої зборки і розпресовки прес-форми. Крім того, цю конструкцію можливо використати для пресування пакета прес-форм. Винахід ілюструється слідуючими графічними матеріалами: Фіг.1 - загальний вигляд прес-форми (продольний розтин) для пресування відрізних кругів форми 1A1R, гладких, або профільних, матриця якої має дві циліндричні поверхні. Фіг.2 - те ж саме з одною циліндричною робочою поверхнею. Фіг.З - те ж саме для пресування кутови х кругів форми 1ЕЕ1, або 14 ЕЕ1; матриця має дві циліндричні робочі поверхні. Фіг.4 - те ж саме з одною циліндричною робочою поверхнею. Фіг.5 - те ж саме, що і на фіг.1, але пуансони зв‘язано з накладками в цілісні деталі. Прес - форма для виготовлення образивного інструменту, переважно відрізних кругів (фіг. 1-5) містить матрицю у вигляді цілісного кільця 1, внутрішня (робоча) поверхня якої складається з бокової поверхні усіченого конуса 2 і пов'язаних з нею циліндричних поверхностей: - меншого діаметра - 3 і більшого діаметра 4, що охоплюють контактуючі з ними відповідно пуансони - 5 і 6. Поверхні 2,3,4 складають внутрішню поверхню матриці - кільця 1, при цьому висота конічної поверхні 2 дорівнює висоті пресової камери 7 наприкінці пресування. Внутрішню поверхню пресової камери 7 обмежують вертикальні поверхні 8 накладок 9, що своїми горизонтальними елементами 10 контактують з корпусом інструмента 11, причому накладки 9 з'єднано за допомогою зажимного елемента 12 (гвинтового або клінового з‘єднання, розміщеного в центральному отворі накладок 9 і корпуса інструмента 11). Конструкція прес-форми, фіг.5, відрізняється тим, що пуансони 5 і 6 зв‘язані відповідно з накладками 9 в цілісні деталі - диски 13 і 14, з'єднувати які зажимним елементом 12 не обов‘язково. Робота прес-форми, що заявляється, показана на прикладі виготовлення відрізного круга 1A1R діаметром 500 мм, товщиною корпуса 2 мм, алмазовмісного шару - 2,5 мм, шириною 6 мм. Для цього випадку різниця розмірів основ усіченого конуса, або більшого і меншого діаметрів пуансонів дуже мала. Наприклад, кут конуса, достатнього для розпресовки металевих прес-форм дорівнює 1°. Беремо більше, тобто 1°36'. Різниця діаметрів: більшого 500,05 мм і меншого 500 мм дорівнює 0,05 мм. Для механічної обробки діаметра 500 мм припуск має бути не менше, ніж 0,2 мм, тобто в чотири рази більше потрібного для розпресовки. Таким чином ведуть контроль працездатності матриці. Виготовлену заздалегідь холодним формуванням в будь-який прес-формі (у відомій, або в прес-формі, що заявляється) заготовку з корпусом абразивного інструмента 11 розміщують таким чином, щоб алмазовмісна частина розташувалась у пресовій камері між пуансонами 5-6 (фіг. 1 - 4), а корпус 11 між двома горизонтальними елементами 10 накладок 9, стягують цю збірку за допомогою зажимного елемента 12, потім встановлюють на підкладці (на кресленнях умовно не показана), розміщеній на нижній опорній плиті преса. Далі прес-форму розігрівають до температури гарячого пресування 780°С і за допомогою верхньої опорної плити здійснюють навантаження робочим тиском 80 МПа. Після закінчення пресування нагрівання вимикають, відводять верхню плиту преса, охолоджену прес форму розпресовують і за допомогою двох кілець – одне встановлюють під матрицю - кільце, а друге, встановлюють на пуансон 5 і навантажують зусиллям розпресовки. Зажимний елемент 12 розкручують і проводять витяг інструменту з накладок 9. Прес-форми фіг.2, 4 відрізняються тільки тим, що мають циліндричний рухомий пуансон 5 і конічний нерухомий 6, при цьому в прес-формі можливе тільки одностороннє пресування. Конструкції прес-форм фіг. 1, фіг. 3 і фіг.5 мають змогу виконання двостороннього холодного і гарячого пресування, тому, що обидва п уансони - 5 і 6, а також 13 - 14 - мають змогу зустрічного руху. Елементи конструкції (фіг. 1-5), що утворюють пресову камеру можуть бути розігріті одним з відомих шляхів: прямим пропусканням струму, індукційним нагріванням, електроімпульсним, електронно-променевим, лазерним або непрямим шляхом. Орієнтовні розрахунки показують, що стало можливим зменшити масу прес-форми і підвищити жорсткість, і збільшити діаметр інструменту до 500мм. Помітно покращено обслуговування прес-форми. Сума затрат на виробництво інструмента значно зменшена шляхом роботи декількох прес-форм, встановлених одна на одну пакетом.