Матриця для пресування профілів інструментів

Матриця для пресування профілів інструментів з порошкових заготівок, яка має корпус з послідовно розташованими уздовж його осі вхідною та формотвірною ділянками і ділянкою, що калібрує, а також гвинтовими виступами, виконаними на формотвірній ДІЛЯНЦІ та ДІЛЯНЦІ, ЩО калібрує, яка Винахід відноситься до пристроїв для обробки металів тиском, а саме до формотворного інструмента для процесів пресування і штампування порошкових заготовок Відома конструкція матриці (а с СРСР № 776692, М кл В21С25/02, опубліковане Б И № 41, 1980), що має західну і формуючу ділянки, ділянку зі спіральними канавками, що формує а також пасок, що калібрує, причому на західній ДІЛЯНЦІ виконані спіральні канавки з нахилом до утворюючої и поверхні, протилежним нахилу канавок формуючої ділянки Недоліком даної конструкції матриці є неможливість пресування заготовок з металевих порошків, зокрема заготовок з порошків швидкорізальних сталей, отриманих у результаті холодного пресування і твердофазного спікання, з причини їхньої низької відносної ЩІЛЬНОСТІ (82-92%) Відома також матриця для пресування фасонних профілів (а с СРСР № 1172625, М кл В21С25/02, Б И № ЗО, 1985), що має робочу та калібруючу ділянки з подовжніми спіральними канавками, причому на робочій ДІЛЯНЦІ виконані додаткові спіральні канавки з перемінною глибиною Недоліком даної конструкції є те, що ця матриця не дає можливості одержувати фасонні профілі з порошкових заготовок тому, що формування відбувається на самому початку процесу пресу відрізняється тим, що західна і формотвірна ділянки виконані конічними, причому західна - з кутом СС = 80 — 1 0 0 ° , формотвірна - з кутом Р = 50 — 70°, а початок утворення гвинтових виступів на формотвірній ДІЛЯНЦІ обумовлений певною ЩІЛЬНІСТЮ порошкових заготовок, що пре—^—=2-^-3, "2 де di - найбільший діаметр західної ділянки, a сЬ діаметр ВІДПОВІДНИЙ початку формотвірної ділянки, при цьому загальний коефіцієнт витяжки дорівнює 7-9 сують, визначений співвідношенням вання на матеріалі, який має низьку ЩІЛЬНІСТЬ Як прототип прийнята матриця для пресування профілів, переважно для інструментів з емітовими робочими елементами (а с СРСР № 1204284, М кл В21С25/02, Б И № 2, 1986), яка має корпус з послідовно розташованими уздовж його осі західною, формотворною, та калібруючою ділянками з гвинтовими виступами і западинами, які виконані на формотворній і калібруючій ділянках Недоліком даної конструкції матриці є те, що вона дозволяє одержувати профілі інструментів тільки сортового металу з повним циклом переробки, який включає плавку, розливання у зливки, виготовлення сортового металу методами обробки металів тиском, різання на мірні заготовки, та холоднопресованих порошкових заготовок з наступним їх рідкофазним спіканням, що, як відомо, для порошкових швидкорізальних сталей є вкрай небажаним, тому що погіршується структура і механічні характеристики сталі Дана матриця не придатна для пресування порошкових заготовок з відносною ЩІЛЬНІСТЮ 82 - 92%, тому, що профіль починає формуватися з заготовки малої ЩІЛЬНОСТІ І низьким коефіцієнтом витяжки 1,5 - 2,5, що закладений у конструкції матриці (вихідна заготовка такого ж діаметра, що і готовий інструмент) Усі ці фактори призводять до того, що порошкові загото О (О (О 47660 вки в матриці або руйнуються, або виходять з деВисота західної ділянки визначається за форфеїсгами, а саме тріщинами мулою d, -d~ a В основу винаходу "Матриця для пресування профілів інструментів" поставлено задачу розшиНа формотворній ДІЛЯНЦІ коефіцієнт витяжки рення технологічних можливостей, зокрема можскладається з двох складових, k-z - обумовлена ливість використання порошкових заготовок з відкутом р, а Аз - обумовлена гвинтовими виступами носною ЩІЛЬНІСТЮ 82 - 92%, і поліпшення якості Величина сумарного коефіцієнта витяжки доріввиробів нює А = Аі * Аг * Аз Аз - визначається з конструктиПоставлена задача вирішується шляхом того, вних особливостей інструменту, по його перетині що матриця для пресування профілів інструментів, Тоді містить корпус з послідовно розташованими уздовж його осі західною, формотворною та калібруючою ділянками, а також гвинтовими виступами, Величину діаметра ВІДПОВІДНОГО початку виконаними на формотворній і калібруючій ділянформотворної ділянки і її висоту знаходимо по ках При цьому в пропонованій матриці західна і формулах формотворна ділянки виконані конічними, причому західна з кутом а = 80 -100°, формотворна з кутом | = л ^ 3 - А ч .к^ф^-ущр. р = 50 - 70°, а діаметр конуса (сЬ), який відповідає початку формотворної ділянки та утворенню гвинПриклад 1 Зі сталі Р6М5 була виготовлена тових виступів, і обумовлений ЩІЛЬНІСТЮ порошкоматриця фрези 020мм для пресування заготовок з вих заготовок, що пресують, визначається зі співпорошкових швидкорізальних сталей в універсальному штампі зі зворотним виштовхуванням заготовок фрез Кут нахилу західної ділянки складав а = 90°, а формотворної р = 60° Відносна ЩІЛЬНІСТЬ U відношення 2 , де d-i - максимальний вихідної заготовки 92% Конструктивні параметри діаметр західної ділянки, при цьому загальний матриці визначалися в такий спосіб По кресленню коефіцієнт витяжки заготовки (А) знаходиться в фрези визначався коефіцієнт витяжки, обумовлеінтервалі 7 - 9 ний профілем (гвинтовими виступами) Аз = 1,75 Конструкція пропонованої матриці для пресуТому, що відносна ЩІЛЬНІСТЬ ВИХІДНОЇ заготовки вання профілів інструментів дає можливість, при 92%, то Аі = 2 Вибравши величину загальної виВИХІДНІЙ ВІДНОСНІЙ ЩІЛЬНОСТІ заготовок з порошків тяжки А = 5 знаходимо k-z швидкорізальних сталей з відносною ЩІЛЬНІСТЮ 82 - 92%, на західній ДІЛЯНЦІ одержувати матеріал із А- А, t І ЩІЛЬНІСТЮ близькою до теоретичної, а зміна кута а ТОДІ = 80 - 100° на кут р = 50 - 70° на формотворній ДІЛЯНЦІ дозволяє витримати величину швидкості , d, = 33,8лш. деформації при видавлюванні на західній та формотворній ділянках приблизно на одному рівні, що Пресовку 0 34мм і висотою 40мм виготовляли сприятливо позначається на якості профільних з порошку швидкорізальної сталі марки заготовок інструментів Р9М4К8МП і спікали в вакуумі при температурі 1180 ± 10°С з витримкою ЗО хвилин Спечену преПри цьому початок утворення гвинтових висовку нагрівали в індукторі до 820 ± 10°С та видаступів на формотворній ДІЛЯНЦІ при пресуванні влювали через запропоновану матрицю на кривозаготовок з відносною ЩІЛЬНІСТЮ 82 - 86% знахошипному пресі марки KB 2132, зусиллям 160 тон Виштовхування заготовки проводили виштовхувачем вмонтованим в стіл преса Одержана таким U дяться зі співвідношення 2 , а для заготовок чином фреза була підвергнута шліфовці, заточена 2 та заправлена ВІДПОВІДНИМ ЧИНОМ При різанні за4 =2 готовки зі сталі Ст20 спостерігали викришування з відносною ЩІЛЬНІСТЮ 87 - 92% — "2 На фігурі представлена пропонована матриця для пресування профілів інструментів Вона складається з західної ділянки 1, формотворної ділянки 2 і ділянки, що калібрує, 3 di - максимальний діаметр західної частини, d u - діаметр інструмента, a, h-i - кут і висота західної ділянки, р, гі2 - кут і висота формотворної ділянки Початок формотворної ділянки визначиться зі співвідношення 4 . = (2 + 3) = "2 де Лі - коефіцієнт витяжки d2 = західної ділянки, звідси ' "' , для заготовок з відносною ЩІЛЬНІСТЮ 82 - 86% Аі = 3, а для заготовок з відносною ЩІЛЬНІСТЮ 87 - 92% А = 2 робочої кромки фрези, що свідчило про низьку якість одержаного інструменту Приклад 2 Матрицю виготовляли таким же чином і для такої ж фрези, як і в прикладі 1 Кут нахилу західної ділянки складав а = 80°, а формотворної р = 50° Відносна ЩІЛЬНІСТЬ ВИХІДНОЇ заготовки 90% Вибираємо величину загальної витяжки А = 7, тоді Аг = 2, d2 = 28,3мм, di = 40мм Фрезу з вихідної пресовки швидкорізальної сталі 0 40мм і висотою 40мм виготовляли таким же чином як і у прикладі 1 При різанні сталі Ст20 дефектів виявлено не було Приклад 3 Матрицю виготовляли таким же чином і для такої ж фрези, як і в прикладі 1, але кут нахилу західної ділянки в цьому випадку складав а = 100°, а формотворної — р = 70° Аі = З, тому, що відносна ЩІЛЬНІСТЬ ВИХІДНОЇ заготовки становила 84% Вибравши величину загальної 47660 витяжки А = 9 знаходимо Аг = 1,71, тоді d2 = 26,15мм , di = 45мм Фрезу з вихідної пресовки швидкорізальної сталі 0 45мм і висотою 40мм виготовляли таким же чином як і у прикладі 1 При роботі фрези на сталі Ст20 дефектів виявлено не було Приклад 4 Матрицю виготовляли таким же чином і для такої ж фрези, як і в прикладі 1, але відносна ЩІЛЬНІСТЬ вихідної заготовки становила 90% Аі = 2 Вибравши величину загальної витяжки А = 11 знаходимо k-z = 3,14, тоді d2 = 35,4мм, di = 50мм Фрезу з вихідної пресовки швидкорізальної сталі 0 50мм і висотою 40мм виготовляли таким же чином, як і у прикладі 1 Після шліфовки та заправки фрези на її робочій ріжучій поверхні з'явилися тріщини, що свідчило про наявність великих розтягуючих напружень, пов'язаних з великим коефіцієнтом витяжки (А = 11), які призвели до розтріскування матеріала під час видавлювання ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71