RU2173237C2 - Process of compaction of parts with holes by imposition of vibration of rod - Google Patents

Abstract

FIELD: powder metallurgy, specifically, formation of parts from metal powders in closed moulds with imposition of vibration. SUBSTANCE: according to proposed process vibration is imposed directly on forming rod during fill-up of mould with powder. Powdery mass acquires properties of viscous liquid under vibration and fills up moulds of various complicity near vibrating surface in correspondence with Pascal's law. Process makes it possible to produce parts with complex holes of uniform density. EFFECT: formation of complex holes of uniform density. 3 dwg

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам формования деталей в закрытых пресс-формах. The invention relates to powder metallurgy, in particular to methods for forming parts in closed molds.

Одним из основных недостатков процесса прессования в закрытых пресс-формах является необходимость применения высоких давлений. Применение вибрации при прессовании позволяет снизить давление прессования в десятки раз. One of the main disadvantages of the pressing process in closed molds is the need for high pressures. The use of vibration during pressing allows to reduce the pressing pressure by tens of times.

Известны два вида вибрационного прессования, которые отличаются характером передачи вибрации на порошок, по схемам: "вибрирующего контейнера" и "вибрирующих пуансонов" (Л. И. Клячко и др. "Оборудование и оснастка для формования порошковых материалов", Москва, "Металлургия", 1986 г., стр.20). Вибрационное прессование значительно облегчает изготовление изделий сложной формы. Доказано, что порошковая масса при вибрировании приобретает свойства вязкой жидкости и в соответствии с законом Паскаля заполняет формы различной сложности вблизи вибрирующей поверхности. Two types of vibration pressing are known which differ in the nature of the transmission of vibration to the powder according to the schemes: “vibrating container” and “vibrating punches” (L. I. Klyachko et al. “Equipment and tooling for molding powder materials”, Moscow, “Metallurgy” , 1986, p. 20). Vibration pressing greatly facilitates the manufacture of products of complex shape. It is proved that the powder mass during vibration acquires the properties of a viscous liquid and, in accordance with Pascal’s law, fills forms of varying complexity near a vibrating surface.

Известен еще более эффективный способ уплотнения порошка путем применения одновременной вибрации матрицы и пуансонов (С.С.Кипарисов, Г.А.Либенсон, "Порошковая металлургия", Москва, "Металлургия", 1991 г., стр.328). There is an even more effective method of powder compaction by applying simultaneous vibration of the matrix and punches (S. S. Kiparisov, G. A. Libenson, “Powder Metallurgy”, Moscow, “Metallurgy”, 1991, p. 328).

Известные способы хорошо уплотняют прессуемый порошок вблизи стенок матрицы и внутри прессуемой детали. Но при формовании деталей с отверстием, тем более сложной формы, уплотнение вдоль стержня оказывается недостаточным по причине возникновения арочного эффекта в засыпаемом порошке. Known methods well compact the pressed powder near the walls of the matrix and inside the pressed part. But when molding parts with an aperture, all the more complex, the compaction along the rod is insufficient due to the arched effect in the powder being poured.

Задача изобретения - обеспечить уплотнение металлического порошка прессуемой детали со сложным отверстием. The objective of the invention is to provide a seal of the metal powder of the pressed part with a complex hole.

Для решения поставленной задачи в способе прессования деталей с отверстием из металлических порошков с наложением вибрации в пресс-форме с закрытой матрицей и формообразующим стержнем при заполнении пресс-формы порошком проводят наложение вибрации непосредственно на стержень. To solve the problem in the method of pressing parts with a hole made of metal powders with the application of vibration in a mold with a closed matrix and a forming core when filling the mold with powder, vibration is applied directly to the core.

Вследствие этого происходит разрушение арок и мостиков в засыпаемом порожке вблизи стержня сложного профиля, выравнивание насыпной плотности порошка по сечению засыпочного окна пресс-формы, получение детали равномерной плотности. As a result of this, the arches and bridges are destroyed in the falling asphalt near the core of a complex profile, the bulk density of the powder is aligned with the cross section of the filling window of the mold, and the part is obtained with uniform density.

Преимущество способа особенно эффективно при прессовании деталей с разветвленной поверхностью отверстия. The advantage of the method is particularly effective when pressing parts with a branched surface of the hole.

На фиг. 1 изображена типовая деталь со сложной поверхностью отверстия. На фиг. 2 показан процесс заполнения пресс-формы порошком. In FIG. 1 shows a typical part with a complex hole surface. In FIG. 2 shows the process of filling a mold with powder.

Способ прессования детали 1 осуществлен в пресс-форме состоящей из матрицы 2, пуансона нижнего 3, стержня 4, питателя 5 с порошком 6. The method of pressing the part 1 is carried out in a mold consisting of a matrix 2, a lower punch 3, a rod 4, a feeder 5 with powder 6.

Процесс изготовления детали со сложным отверстием осуществлен при прессовании коллектора электродвигателя 1, фиг. 1, в пресс-форме, фиг. 2. В момент заполнения порошком 6 из питателя 5 полости, ограниченной матрицей 2, нижним пуансоном 3 и стержнем 4, на стержень накладывается вибрация (показана стрелками). The manufacturing process of the part with a complex hole was carried out by pressing the collector of the electric motor 1, FIG. 1, in the mold, FIG. 2. At the time of filling with powder 6 from the feeder 5 of the cavity bounded by the matrix 2, the lower punch 3 and the rod 4, vibration is imposed on the rod (shown by arrows).

Вибрация может накладываться как в осевом, так и в боковом направлении стержня. Частота и амплитуда может меняться от свойств металлического порошка. Вибрация стержня может применяться одновременно с вибрацией матрицы и пуансонов. Vibration can be superimposed both in the axial and lateral directions of the rod. The frequency and amplitude may vary depending on the properties of the metal powder. The vibration of the rod can be used simultaneously with the vibration of the matrix and punches.

По предлагаемому способу с применением объемного дозирования порошка в полость пресс-формы получены медные коллекторы электродвигателя с равномерной плотностью и стабильным весом. According to the proposed method using volumetric dosing of powder into the cavity of the mold obtained copper collectors of an electric motor with uniform density and stable weight.

Прессование производилось на пресс-автомате К-8130 в автоматическом режиме. Вибрация на стержень передавалась в осевом направлении от электрического магнита 7 типа МИС усилием 6 кг, встроенного в держатель стержня 8, фиг. 3. Сердечник 9 электрического магнита колебался с частотой 50 Гц при подключении по специальной электрической схеме к сети 220 B, амплитуда колебания регулировалась зазором в креплении стержня 4 в держателе стержня 8. Включение электрического магнита происходило электрическим конечным выключателем 10, срабатывающим от прикосновения со специальным кронштейном 11, расположенным на держателе стержня 8. Срабатывание происходило в момент касания кронштейна 11 с выключателем 10 при движении стержня 4 по циклограмме пресса "на прострел" в матрицу 2 после засыпки порошка 6 из питателя 5. Время вибрации регламентировалось временем подачи электрического напряжения на электрический магнит 7, которое регулировалось через реле времени 12. Pressing was performed on a K-8130 automatic press in automatic mode. Vibration to the rod was transmitted in the axial direction from the MIS type electric magnet 7 with a force of 6 kg built into the rod holder 8, FIG. 3. The core 9 of the electric magnet oscillated with a frequency of 50 Hz when connected according to a special electric circuit to the 220 V network, the amplitude of the oscillation was regulated by the gap in the fastening of the rod 4 in the holder of the rod 8. The electric magnet was switched on by an electric limit switch 10, which is triggered by touching with a special bracket 11, located on the holder of the rod 8. The operation occurred at the moment the bracket 11 was touched with the switch 10 when the rod 4 moved along the press cyclogram "on a cross" into the matrix 2 pos e filling the powder 6 of the vibration feeder 5. Time course regulated supply voltage to the electric magnet 7, which is regulated by the time relay 12.

В процессе прессования были получены детали как с подключенным вибратором, так и без него. Без вибратора глубина засыпки порошка в матрицу оказалась на 13% больше. Разница в весе деталей достигала 4,35%. При подключении вибратора разница веса деталей составила не более 1,3%. Уменьшение глубины засыпки позволило сократить на такую же величину (13%) размеры пресс-инструмента. In the process of pressing, parts were obtained both with and without a vibrator connected. Without a vibrator, the depth of filling the powder into the matrix was 13% greater. The difference in weight of the parts reached 4.35%. When connecting a vibrator, the weight difference of the parts was not more than 1.3%. Reducing the depth of filling allowed to reduce the size of the press tool by the same amount (13%).

Способ применен при изготовлении нескольких тысяч заготовок электрических коллекторов. The method is applied in the manufacture of several thousand blanks of electric collectors.

Claims (1)

Способ прессования деталей с отверстием из металлических порошков с наложением вибрации в пресс-форме с закрытой матрицей и формообразующим стержнем, отличающийся тем, что при заполнении пресс-формы порошком проводят наложение вибрации непосредственно на стержень. The method of pressing parts with an opening of metal powders with the application of vibration in a mold with a closed die and a forming core, characterized in that when filling the mold with powder, vibration is applied directly to the core.

Images