RU2176590C1

RU2176590C1 - Die for moulding workpieces of abrasive wheels based on vulcanite binder

Info

Publication number: RU2176590C1
Application number: RU2000107551A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Дятлов; Л.А. Барков; В.И. Трусковский; В.А. Павлов; Б.А. Чаплыгин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Торговый дом "Абразивные заводы Урала"
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2001-12-10

Abstract

FIELD: abrasive industry, producing high workpieces of grinding and polishing wheels mainly without openings. SUBSTANCE: die contains roll cage 1 provided with internal conical surface which angle is larger than angle of friction, split die block 2 provided with conical surface and clearance. Upper punch contains steps 3,4,5. Step 4 is of smaller diameter and is placed between lower step 3 adjoined with the internal surface of the die block and between upper step 5 which is of larger diameter. Also there is lower punch 6. Mechanism for holding die block 2 contains flange 7 and flexible members 8 mounted between face end of step 5 and face end of flange 7. EFFECT: enhanced reliability, simplified production, reduced working out for producing and exploiting. 2 dwg

Description

Изобретение относится к абразивной промышленности, в частности к устройствам для получения высоких заготовок шлифовальных и полировальных кругов преимущественно без отверстий. The invention relates to the abrasive industry, in particular to devices for producing high workpieces of grinding and polishing wheels mainly without holes.

Известна пресс-форма для формования заготовок абразивных кругов на вулканитовой связке, содержащая матрицу, верхний и нижний пуансоны [1]. A known mold for forming blanks of abrasive wheels on a volcanic ligament containing a matrix, upper and lower punches [1].

Недостатком такой пресс-формы является то, что после снятия нагрузки с верхнего пуансона заготовка подвергается сжатию со стороны матрицы. При выталкивании заготовки из матрицы силы сжатия меняют свой знак и становятся растягивающими. Такое изменение схемы силового воздействия на заготовку со стороны матрицы приводит к возникновению расслоев, макро- и микротрещин и других дефектов на ее поверхности. Причем вероятность возникновения дефектов тем больше, чем больше диаметр и высота заготовки. Таким образом, данная пресс-форма приводит к образованию дефектов на заготовках и ограничивает их сортамент как по диаметрам, так и по высотам. The disadvantage of this mold is that after removing the load from the upper punch, the workpiece is compressed from the die. When the workpiece is ejected from the matrix, the compression forces change their sign and become tensile. Such a change in the pattern of force acting on the workpiece from the side of the matrix leads to the appearance of delaminations, macro- and microcracks and other defects on its surface. Moreover, the probability of defects is greater, the greater the diameter and height of the workpiece. Thus, this mold leads to the formation of defects on the workpieces and limits their assortment both in diameter and in height.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является пресс-форма для формования заготовок, содержащая разрезную матрицу с наружной конической поверхностью, изготовленную из материала с высокими упругими свойствами, обойму с внутренней конической поверхностью при угле конуса, большем, чем угол трения, верхний и нижний пуансоны и механизм удержания матрицы в сведенном состоянии в обойме [2]. The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed invention is a mold for forming blanks containing a split matrix with an outer conical surface made of a material with high elastic properties, a holder with an inner conical surface with a cone angle greater than the angle of friction, upper and lower punches and the mechanism of holding the matrix in the reduced state in the cage [2].

Существенным преимуществом данной пресс-формы является то, что после уменьшения нагрузки на верхнем пуансоне механизм удерживания, состоящий из стопорных элементов, освобождает матрицу и она после снятия нагрузки, поднимаясь вверх, разводится при угле конуса, большем, чем угол трения. Таким образом, снятие усилия с верхнего пуансона приводит к снятию боковых усилий на заготовку со стороны матрицы. Заготовка свободно выталкивается или извлекается из матрицы, дефектов на ней не возникает. Может быть расширен сортамент получаемых заготовок. A significant advantage of this mold is that after reducing the load on the upper punch, the holding mechanism, consisting of locking elements, releases the matrix and, after removing the load, rises upward and divorces at a cone angle greater than the friction angle. Thus, the removal of force from the upper punch leads to the removal of lateral forces on the workpiece from the side of the matrix. The workpiece is freely pushed out or removed from the matrix; there are no defects on it. The assortment of the resulting blanks can be expanded.

Недостатками данной пресс-формы являются повышенная трудоемкость ее изготовления, большое количество ручных операций при ее эксплуатации и необходимость в специальном устройстве для сведения разрезной матрицы в обойме. The disadvantages of this mold are the increased complexity of its manufacture, a large number of manual operations during its operation and the need for a special device to reduce the split matrix in the holder.

Повышенная трудоемкость изготовления пресс-формы объясняется наличием сквозных отверстий в обойме и глухих отверстий в матрице, а также наличием стопорных элементов специальной конструкции. The increased complexity of manufacturing the mold is explained by the presence of through holes in the cage and blind holes in the matrix, as well as the presence of locking elements of a special design.

Большое количество ручных операций при настройке и работе устройства связано с тем, что вручную с помощью специального устройства перед формованием необходимо свести разрезную матрицу в обойме, вручную поставить, по крайне мере, два стопорных элемента, после уменьшения нагрузки необходимо вручную удалить стопорные элементы. Надо иметь в виду, что после уменьшения нагрузки на пуансоны возможно заклинивание стопорных устройств. Это понижает работоспособность пресс-формы. A large number of manual operations during the setup and operation of the device is due to the fact that manually using a special device before molding it is necessary to reduce the split matrix in the holder, manually place at least two locking elements, after reducing the load, the locking elements must be manually removed. It must be borne in mind that after reducing the load on the punches, jamming of the locking devices is possible. This reduces the performance of the mold.

Таким образом, основными недостатками наиболее близкого аналога являются повышенные трудоемкость изготовления и эксплуатации пресс-формы, а также пониженная ее работоспособность. Thus, the main disadvantages of the closest analogue are the increased complexity of the manufacture and operation of the mold, as well as its reduced efficiency.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение этих недостатков, а именно автоматическое сведение разрезной матрицы в обойме, упрощение изготовления пресс- формы путем исключения стопорных элементов, отверстий в матрице и обойме, повышение надежности работы. The objective of the invention is to eliminate these disadvantages, namely, automatic reduction of the split matrix in the holder, simplifying the manufacture of the mold by eliminating the locking elements, holes in the matrix and holder, increasing the reliability.

Поставленная задача достигается тем, что в известной пресс-форме для формования заготовок абразивных кругов на вулканитовой связке, содержащей обойму с внутренней конической поверхностью, угол конуса которой больше угла трения на этой поверхности, разрезную матрицу с наружной конической поверхностью, верхний и нижний пуансоны, механизм удержания матрицы в сведенном состоянии в обойме, согласно изобретению верхний пуансон выполнен ступенчатым с расположением ступени меньшего диаметра между нижней ступенью, сопряженной с внутренней поверхностью матрицы, и верхней ступенью большего диаметра, а механизм удержания матрицы в сведенном состоянии выполнен в виде фланца, охватывающего ступень пуансона меньшего диаметра, установленного на торцовую поверхность матрицы, и упругих элементов между указанным фланцем и торцовой поверхностью большей ступени пуансона. The problem is achieved in that in a known mold for forming blanks of abrasive wheels on a volcanic bond containing a holder with an internal conical surface, the cone angle of which is greater than the angle of friction on this surface, a split matrix with an external conical surface, upper and lower punches, mechanism keeping the matrix in the reduced state in the cage, according to the invention, the upper punch is made stepwise with the location of the step of a smaller diameter between the lower stage, paired with the inner surface of the matrix, and the upper stage of greater diameter and the holding mechanism in a matrix state information is configured in the form of a flange encompassing stage punch of smaller diameter mounted on the end surface of the matrix, and the elastic members between said flange and the end surface of the punch more steps.

Выполнение верхнего пуансона ступенчатой формы и заявляемое исполнение механизма удержания матрицы в сведенном состоянии обеспечивает автоматическую работу пресс-формы в процессе формования заготовок. Исключение из конструкции свойственных наиболее близкому аналогу стопорных элементов, отверстий в матрице и обойме упростит изготовление пресс-формы, исключит заклинивание стопорных элементов после снижения нагрузки на пуансон, что повысит надежность работы пресс-формы. The implementation of the upper punch in a stepped form and the claimed execution of the mechanism for holding the matrix in the reduced state ensures the automatic operation of the mold in the process of forming blanks. The exception to the design of the closest analogue of the locking elements, holes in the matrix and the holder will simplify the manufacture of the mold, eliminate jamming of the locking elements after reducing the load on the punch, which will increase the reliability of the mold.

Предлагаемая пресс-форма проиллюстрирована на фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 показан общий вид пресс-формы, на фиг. 2 - сечение А-А в момент загрузки пакета. The proposed mold is illustrated in FIG. 1 and 2, where in FIG. 1 shows a general view of the mold; FIG. 2 - section AA at the time of loading the package.

Пресс-форма для формования заготовок содержит обойму 1 с внутренней конической поверхностью, угол конусности которой больше угла трения, разрезную матрицу 2 с конической поверхностью, зазор которой равен Δm. Пресс-форма имеет состоящий из стержней 3, 4, 5 верхний пуансон и нижний пуансон 6. Механизм удержания матрицы в сведенном состоянии содержит фланец 7 и упругие элементы 8, установленные между торцом ступени 5 большего диаметра верхнего пуансона и торцовой поверхностью фланца 7. Ступень 4 меньшего диаметра верхнего пуансона расположена между нижней ступенью 3, сопряженной с внутренней поверхностью матрицы 2, и верхней ступенью 5 большего диаметра. The mold for forming blanks contains a holder 1 with an internal conical surface, the taper angle of which is greater than the angle of friction, a split matrix 2 with a conical surface, the gap of which is Δm. The mold has an upper punch and a lower punch 6 consisting of rods 3, 4, 5. The matrix retention mechanism comprises a flange 7 and elastic elements 8 mounted between the end face of the step 5 of the larger diameter of the upper punch and the end surface of the flange 7. Step 4 a smaller diameter of the upper punch is located between the lower stage 3, conjugated with the inner surface of the matrix 2, and the upper stage 5 of a larger diameter.

Пресс-форма работает следующим образом. The mold works as follows.

В разведенную матрицу 2 загружают пакет 9 кольцевых заготовок. Включают привод (не показан) пресса. Верхний пуансон со ступенями 3, 4, 5 перемещается вниз. Вместе с ним, сжимая упругие элементы 8, перемещается фланец 7, который воздействует на торцовую поверхность матрицы 2, перемещает ее в обойме 1 и сводит ее, выбирая зазоры Δm и Δn и центрируя пакет 9 в матрице 2. При дальнейшем ходе верхнего пуансона со ступенями 3, 4, 5 вниз при воздействии нижнего пуансона 6 происходит формование из пакета 9 заготовки 10. При ходе верхнего пуансона вверх вместе с фланцем 7 снимается усилие формования и при автоматическом разведении матрицы одновременно снимаются боковые усилия на заготовку со стороны матрицы. При этом заготовка свободно выталкивается из матрицы. In the diluted matrix 2 load a package of 9 annular blanks. Turn on the drive (not shown) of the press. The upper punch with steps 3, 4, 5 moves down. Together with it, compressing the elastic elements 8, the flange 7 moves, which acts on the end surface of the matrix 2, moves it in the holder 1 and reduces it, choosing the gaps Δm and Δn and centering the packet 9 in the matrix 2. With the further course of the upper punch with steps 3, 4, 5 downward under the influence of the lower punch 6, molding of the workpiece 10 takes place from the package 9. When the upper punch moves upward, the forming force is removed together with the flange 7 and, when the matrix is automatically diluted, the lateral forces on the workpiece are simultaneously removed from the matrix side. In this case, the workpiece is freely pushed out of the matrix.

Разработана опытная пресс-форма для формования заготовок шлифовальных кругов диаметром 100 мм и высотой 1000 мм. Всего получено 20 заготовок. Дефектов на поверхностях заготовок не обнаружено. В процессе формования подтверждена высокая работоспособность пресс-формы. An experimental mold has been developed for forming workpieces of grinding wheels with a diameter of 100 mm and a height of 1000 mm. A total of 20 blanks were received. No defects were found on the surfaces of the workpieces. In the molding process, the high performance of the mold is confirmed.

Матрица пресс-формы была изготовлена из пружинной стали 65Г, угол конуса был равен 15^o, зазор Δm равен 10 мм, зазор Δn находился в пределах 4,5±0,5 мм.The mold matrix was made of spring steel 65G, the cone angle was 15 ^o , the gap Δm was 10 mm, the gap Δn was within 4.5 ± 0.5 mm.

Предложенную пресс-форму целесообразно использовать в абразивной промышленности при производстве высоких (высотой более 50 мм) шлифовальных и полировальных абразивных кругов на вулканитовой связке без отверстий. It is advisable to use the proposed mold in the abrasive industry in the production of high (over 50 mm high) grinding and polishing abrasive wheels on a volcanic bond without holes.

Источники информации
1. Оборудование и оснастка предприятий абразивной и алмазной промышленности. - Л.: Машиностроение, 1981. - С.154-156, рис. 6.1.Sources of information
1. Equipment and tooling of enterprises of the abrasive and diamond industry. - L .: Mechanical engineering, 1981. - S.154-156, Fig. 6.1.

2. Злобин Г. П. Формование изделий из порошков твердых сплавов. - M.: Металлургия, 1980. - С. 105-106, рис. 33. 2. Zlobin G.P. Formation of products from powders of hard alloys. - M .: Metallurgy, 1980 .-- S. 105-106, fig. 33.

Claims

A mold for forming blanks of abrasive wheels on a volcanic bond containing a holder with an internal conical surface, the cone angle of which is greater than the angle of friction on this surface, a split die with an external conical surface, upper and lower punches, and a mechanism for holding the matrix in the reduced state in the holder, characterized in that the upper punch is made stepped, and the lower stage is located from the condition of pairing with the inner surface of the matrix, a stage of a smaller diameter is located between the lower with a step and an upper step of a larger diameter, and the mechanism for holding the matrix in a reduced state in a cage is made in the form of a flange mounted on the end surface of the matrix with coverage of the step of the punch of a smaller diameter, and elastic elements placed between the flange and the end surface of the upper step of a larger diameter of the punch.