Прессы для прессования

Некоторые детали машин должны обладать настолько специфическими свойствами, что для их изготовления непригодны монолитные металлы. Например, детали должны быть пористыми или содержать компоненты, не образующие сплавов с железом, медью и т.д. В таком случае детали изготовляют из металлических порошков или их смесей (шихты) с другими компонентами на специальных прессах.

В зависимости от типа привода различают механические (кривошипные) и гидравлические прессы. Механические прессы более сложные по устройству и довольно дорогие, поэтому их выпускают с усилиями до 1, 6 МН. Гидравлический привод позволяет упростить конструкцию, но производительность гидравлических прессов ниже, чем механических.

Отличительные особенности прессов для изготовления деталей из металлических порошков обусловлены свойствами исходной «сыпучей заготовки» и характером процесса деформации. Так называемый насыпной объем «заготовки» намного превышает объем готовой детали. Поэтому в процессе деформации «заготовка» уплотняется до заданной плотности, причем уплотнение должно происходить равномерно по всему объему. Для этого инструмент необходимо выполнять разборным с самостоятельным движением отдельных частей – верхних и нижних пуансонов, матрицы, стержня выталкивателя – при помощи соответствующих механизмов.

Отпрессованная из шихты заготовка – это еще не окончательно годная деталь: сцепление деформированных частиц порошка остается слабым. Поэтому отпрессованную заготовку подвергают химико-термической обработке – спеканию в специальных печах. В ходе спекания полностью развиваются адгезионные процессы и заготовка становится прочной. Однако спекание сопровождается изменением размеров заготовки, и поэтому необходима калибровка спеченной заготовки. Только после этого получают деталь с требуемыми свойствами и размерами.

Механические прессы для прессования металлических порошков выполняют с нижним приводом. Станина пресса – сварная, коробчатой формы. Подвижную верхнюю траверсу называют прессующей головкой. Возвратно-поступательное движение головки (при рабочем ходе – сверху вниз) осуществляют посредством кривошипно-ползунного механизма. В системе привода предусмотрен вариатор для регулирования скорости прессования.

Усилие прессования регулируют посредством эталонирования давления воздуха в пневмомультипликаторе гидравлического цилиндра (гидроподушки), установленного в прессующей головке. Рабочие части инструмента закреплены на плите плунжера гидравлического цилиндра. Поэтому плунжер при достижении заданного усилия прекращает свое движение, несмотря на продолжающееся перемещение прессующей головки. Помимо регулировки усилия, выдерживания его постоянным в течение некоторого времени, таким образом, также предохраняют пресс от перегрузок при неправильном ведении технологического процесса, например при излишней засыпке шихты в матрицу.

Схематично процесс прессования детали типа втулки показан на рис. 3.1. На первой стадии (а) засыпают шихту в полость матрицы 4 при помощи автоматического питателя 5. Затем следует рабочий ход головки и верхнего пуансона 6. Уплотнение шихты на второй стадии (б) начинается у торца пуансона, распространяясь по мере продвижения по высоте засыпки. Однако силы трения ограничивают зону активной деформации и нижняя часть засыпки 3 может не уплотниться, какое бы не большое усилие ни развивал верхний пуансон при неподвижной матрице. Чтобы получить равномерное уплотнение, применяют двустороннее прессование. Для этого матрица выполнена «плавающей» и может смещаться вниз вместе с плитой. На третей стадии (в) верхний пуансон и матрица перемещаются вниз относительно нижнего пуансона 2, плита которого покоится на неподвижных упорах. В результате такого движения инструмента происходит равномерное уплотнение по все высоте засыпки. На четвертой стадии (г) верхний пуансон (от прессующей головки), нижний пуансон (от кулачкового механизма) и центральный стержень 1 (от пневмопривода), формирующий внутреннее отверстие втулки, начинают совместное движение вверх, извлекая заготовку из полости матрицы. При этом матрица также поднимается со своей плитой до упоров. На пятой стадии (д) центральный стержень совершает ход вниз, верхний пуансон – вверх до крайнего верхнего положения: заготовка 7 освобождена и ходом питателя сталкивается по лотку в тару или на транспортер. После этого нижний пуансон опускается до упора: все части инструмента занимают исходное положение.

Рис. 3.1. Процесс прессования

Основные размеры и параметры прессов для прессования деталей из металлических порошков регламентированы ГОСТ 10480-75 с номинальными усилиями от 25 кН до 1 МН. Конструкция прессов усложняется при усложнении формы и увеличении размеров прессуемых деталей.

Прессы для пакетировки и брикетировки. Для удобства транспортировки металлических отходов листоштамповочных и механических цехов их спрессовывают в пакеты или брикеты. Пакетирование или брикетирование отходов производят на гидравлических прессах. Станины этих прессов горизонтальные, коробчатого типа. Все механизмы устанавливают на станине, привод – насосный безаккумуляторный. Обычная производительность – 10-12 пакетов в час. Последовательность движения плунжеров цилиндров (продольного и поперечного) и управление других механизмов гидропривода осуществляется автоматически, обеспечивая загружение отходами пакетировочной камеры, опускание крышки, первое прессование (продольный цилиндр), второе прессование (поперечный цилиндр), раскрытие камеры, отвод прессующих плунжеров и выталкивание пакета.