Способы формирования и оснастка при производстве уникальных твердосплавных изделий на ГНПП «Алкон-твердосплав»
The paper presents procedures of producing unique hard alloy articles, gives designs of press molds and tooling which make it possible to improve the article quality, reduce machining allowances and to lower labour intensity of pressing and drawing articles out of press molds.
Збережено в:
| Дата: | 2006 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2006
|
| Назва видання: | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134979 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Способы формирования и оснастка при производстве уникальных твердосплавных изделий на ГНПП «Алкон-твердосплав» / Л.Е. Василенко, А.М. Барановский, Л.Л. Сотникова // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2006. — Вип. 9. — С. 349-353. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-134979 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1349792018-06-15T03:05:34Z Способы формирования и оснастка при производстве уникальных твердосплавных изделий на ГНПП «Алкон-твердосплав» Василенко, Л.Е. Барановский, А.М. Сотникова, Л.Л. Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности The paper presents procedures of producing unique hard alloy articles, gives designs of press molds and tooling which make it possible to improve the article quality, reduce machining allowances and to lower labour intensity of pressing and drawing articles out of press molds. 2006 Article Способы формирования и оснастка при производстве уникальных твердосплавных изделий на ГНПП «Алкон-твердосплав» / Л.Е. Василенко, А.М. Барановский, Л.Л. Сотникова // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2006. — Вип. 9. — С. 349-353. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 2223-3938 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134979 669.018.25 ru Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| spellingShingle |
Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности Василенко, Л.Е. Барановский, А.М. Сотникова, Л.Л. Способы формирования и оснастка при производстве уникальных твердосплавных изделий на ГНПП «Алкон-твердосплав» Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description |
The paper presents procedures of producing unique hard alloy articles, gives designs of
press molds and tooling which make it possible to improve the article quality, reduce machining
allowances and to lower labour intensity of pressing and drawing articles out of press molds. |
| format |
Article |
| author |
Василенко, Л.Е. Барановский, А.М. Сотникова, Л.Л. |
| author_facet |
Василенко, Л.Е. Барановский, А.М. Сотникова, Л.Л. |
| author_sort |
Василенко, Л.Е. |
| title |
Способы формирования и оснастка при производстве уникальных твердосплавных изделий на ГНПП «Алкон-твердосплав» |
| title_short |
Способы формирования и оснастка при производстве уникальных твердосплавных изделий на ГНПП «Алкон-твердосплав» |
| title_full |
Способы формирования и оснастка при производстве уникальных твердосплавных изделий на ГНПП «Алкон-твердосплав» |
| title_fullStr |
Способы формирования и оснастка при производстве уникальных твердосплавных изделий на ГНПП «Алкон-твердосплав» |
| title_full_unstemmed |
Способы формирования и оснастка при производстве уникальных твердосплавных изделий на ГНПП «Алкон-твердосплав» |
| title_sort |
способы формирования и оснастка при производстве уникальных твердосплавных изделий на гнпп «алкон-твердосплав» |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134979 |
| citation_txt |
Способы формирования и оснастка при производстве уникальных твердосплавных изделий на ГНПП «Алкон-твердосплав» / Л.Е. Василенко, А.М. Барановский, Л.Л. Сотникова // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2006. — Вип. 9. — С. 349-353. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| series |
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| work_keys_str_mv |
AT vasilenkole sposobyformirovaniâiosnastkapriproizvodstveunikalʹnyhtverdosplavnyhizdelijnagnppalkontverdosplav AT baranovskijam sposobyformirovaniâiosnastkapriproizvodstveunikalʹnyhtverdosplavnyhizdelijnagnppalkontverdosplav AT sotnikovall sposobyformirovaniâiosnastkapriproizvodstveunikalʹnyhtverdosplavnyhizdelijnagnppalkontverdosplav |
| first_indexed |
2025-07-09T22:29:40Z |
| last_indexed |
2025-07-09T22:29:40Z |
| _version_ |
1837210200418811904 |
| fulltext |
Выпуск 9. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
349
УДК 669.018.25
Л. Е. Василенко, А. М. Барановский, Л. Л. Сотникова, инженеры
Государственное научно-производственное предприятие
«Алкон-твердосплав», г. Киев, Украина
СПОСОБЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ОСНАСТКА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ УНИКАЛЬ-
НЫХ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА
ГНПП «АЛКОН-ТВЕРДОСПЛАВ»
The paper presents procedures of producing unique hard alloy articles, gives designs of
press molds and tooling which make it possible to improve the article quality, reduce machining
allowances and to lower labour intensity of pressing and drawing articles out of press molds.
В народном хозяйстве Украины широко применяются инструменты, узлы, детали из
твердого сплава, потребность в которых удовлетворяется в основном за счет ввоза данной
продукции из-за рубежа. При этом наряду со стандартными изделиями импортируются спе-
циальные крупногабаритные твердосплавные изделия различной степени сложности.
На закупку твердосплавных изделий в Украине в настоящее время затрачивается до
50 млн. долларов США. Поэтому организация отечественного производства высококачест-
венных твердосплавных изделий является весьма актуальной. Технология их изготовления
весьма сложная и трудоемкая. Она требует изготовления крупногабаритных пресс-форм или
прессующих блоков и использования дорогостоящего печного и прессового оборудования.
Особые трудности возникают при формировании крупногабаритных и тонкостенных изде-
лий. К ним относятся:
1) разрушение хрупких тонкостенных прессовок при выпрессовке и перемещении;
2) большие припуски на механическую обработку вследствие искажения геометриче-
ской формы изделий при спекании;
3) сложность и трудоемкость выпрессовки изделий из тяжелых массивных пресс-
форм.
Устранение этих недостатков, улучшение качества изделий, снижение трудозатрат,
получение изделий после спекания с минимальными припусками на механическую обработ-
ку, сокращение расхода дефицитного твердого сплава явились основными задачами данной
работы.
В результате многолетней научной и производственной деятельности по разработке
способов формования, технологической оснастки, приспособлений и специального оборудо-
вания на ГНПП «Алкон-твердосплав» НАН Украины налажен выпуск уникальных твердо-
сплавных изделий и инструментов различного назначения [1].
При формировании нестандартных крупногабаритных колец, тонких дисковых и фа-
сонных ножей, тонкостенных длинномерных втулок, крупногабаритных волок, матриц аппа-
ратов высокого давления общим требованием является получение прессовок с равномерной
плотностью по всему объему, а соответственно и равномерным распределением величины
напряжений, возникающих при усадке заготовок. Выполнение этого требования обеспечива-
ет получение качественных изделий без расслоя, трещин, короблений. Путем прессования
таких изделий в типовых пресс-формах получить прессовки с одинаковой плотностью не
представляется возможным. Достичь положительных результатов удалось только на основе
разработки специальных пресс-форм для каждого конкретного нестандартного изделия.
В частности, проблема формования тонких крупногабаритных колец заключается в
устранении механических повреждений прессовки при ее выпрессовке и перемещении. Эта
проблема решена в пресс-форме с разборной матрицей и промежуточным кольцом (рис. 1).
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
350
Рис. 1. Пресс-форма для прессования крупногабаритных тонких колец:
1 – подкладка; 2 – кольцо промежуточное; 3 – подкладка графитовая; 4 – матрица; 5 – ог-
раничитель; 6 – пуансон; 7 – стержень.
Процесс выпрессовки осуществляется без операций, связанных с переворачиванием
тяжелых пресс-форм на 180º. После выпрессовки заготовка остается на графитовой подклад-
ке, на которой ее транспортируют для последующей технологической операции [2].
Для прессования заготовок осо-
ботонких дисковых ножей толщиной
0,8 мм и более разработана пресс-
форма с применением винтового меха-
низма (рис. 2). Благодаря ее использо-
ванию решена проблема равномерного
распределения смеси в формующей
полости пресс-формы и выпрессовки
изделия. С помощью винтового меха-
низма выставляется оптимальная вы-
сота загрузочной камеры. Разравнива-
ние смеси осуществляется посредст-
вом никелевой или латунной пластин-
ки, перемещаемой по зеркалу матри-
цы. Выпрессовка заготовок произво-
дится с помощью винтового механизма
[3].
Изготовление длинномерных
тонкостенных втулок с минимальной
толщиной стенки 5,5 мм выполняется в
разборной пресс-форме методом про-
дольно-последовательного прессова-
ния (рис. 3).
Формирование длинномерных
колец осуществляется циклически пу-
тем последовательного прессования
друг на друге нескольких частей заготовки. После прессования первой ее поверхность под
пуансоном взрыхляется. Пресс-форма наращивается дополнительными составными частями
матрицы и стержня; в образованную полость засыпается очередная порция порошка и цикл
прессования повторяется. Число циклов колеблется от 2 до 4 в зависимости от высоты заго-
товки [4].
С целью предупреждения механического разрушения длинномерных тонкостенных
втулок при их удалении из пресс-формы создано приспособление для съема втулок с пуансо-
на (рис. 4) с возможностью плавного поворота изделия на 180º и установкой на подкладку из
графита [5].
Рис. 2. Пресс-форма для прессования особо тон-
ких колец:1 – основание; 2 – пуансон нижний; 3 –
матрица; 4 – подкладка графитовая; 5 – ограни-
читель; 6 – пуансон верхний; 7 – стержень.
Выпуск 9. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
351
Рис. 3. Пресс-форма для прессования длинномерных тонкостенных втулок: 1 – подкладка; 2
– кольцо промежуточное; 3 – матрица; 4 – стержень; 5 – пуансон; 6 – ограничитель; 7 –
крышка; 8 – хомут; 9 – болт.
Для прессования крупногабаритных волок, матриц и деталей аппаратов высокого дав-
ления, вес которых достигает 100 кг, разработана разборная пресс-форма (рис. 5). Выполне-
ние ее громоздких деталей разборными
обеспечивает механизацию процесса уда-
ления верхних частей матрицы и стержня,
что значительно облегчает выпрессовку
заготовки и предотвращает ее разрушение
[6].
Спекание спрессованных длинно-
мерных втулок при свободной усадке ве-
дет к искажению формы изделия за счет
неравномерной плотности прессовки. Для
устранения этого недостатка используется
способ спекания на графитовых оправках,
которые вставляются в заготовки [7]. В
процессе спекания происходит усадка
спекаемой втулки по высоте и в радиаль-
ном направлении, в результате чего зазор
между заготовкой и оправкой постепенно
уменьшается до образования контакта
внутренней поверхности втулки с оправ-
кой. При этом обеспечивается выравнива-
ние усадки в радиальном направлении и
спекаемая втулка приобретает правиль-
ную цилиндрическую форму, что позволя-
ет снизить припуски на обработку и ис-
ключить брак при спекании из-за откло-
нений по форме.
Рис. 4. Приспособление для съема
спрессованных длинномерных втулок с
пуансона 1 – подкладка графитовая; 2
– рама; 3 – стойка; 4 – пуансон; 5 –
вилка; 6 – пружина; 7 – основание; 8 –
выключатель концевой; 9 – электро-
двигатель; 10 – коромысло.
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
352
Рис. 5. Пресс-форма прессования крупногабаритных матриц: 1 – подкладка; 2 – кольцо про-
межуточное; 3 – матрица; 4 – пуансон; 5 – стержень; 6 – ограничитель; 7 – стержень; 8 –
вилка.
Изготовление крупногабаритных длинномерных втулок, заготовок плунжеров ком-
прессоров высокого давления, шпинделей станков, направляющих штампов и втулок под-
шипников осуществляется путем прессования отдельных составных частей заготовки в
обычных пресс-формах с последующим их соединением в цельную заготовку необходимой
длины путем капиллярной сварки [8]. В этом процессе подготовка соединяемых поверхно-
стей выполняется очень тщательно. После шлифования соединяемые поверхности доводят
на доводочной плите алмазными пастами до шероховатости Ra=0,2–0,1 мкм, исключая зава-
ливание кромок при условии соблюдения допусков параллельности и плоскостности,
cоответствующих 6–7 квалитету ИСО. Таким способом удается получать втулки длиной до
500 мм.
Изготовление крупногабаритных пресс-форм является особо сложным, трудоемким,
длительным и дорогостоящим процессом. Поэтому использование их для единичного выпус-
ка нерентабельно. С целью расширения возможностей и рационального применения пресс-
форм разработаны два способа получения в одной пресс-форме заготовок с различными
диаметрами.
Первый способ заключается в том, что при исходной прессовке с необходимыми при-
пусками перед технологической операцией сушки заготовка подвергается механической об-
работке специальными резцами для получения необходимых внутренних и наружных разме-
ров заготовки. Такой способ возможен, если нужно получить заготовку с меньшим наруж-
ным диаметром или бóльшим внутренним диаметром, чем соответствующие размеры фор-
мующей полости пресс-формы, так как Dн.з. < Dн.п. и dвн.з. > dвн.п., где Dн.з. и dвн.з. – наружный
и внутренний диаметры заготовки, получаемой мехобработкой прессовки; Dн.п. и dвн.п. – на-
ружный и внутренний диаметры формующей полости пресс-формы.
Второй способ позволяет в этой же пресс-форме получить спеченное изделие с
бóльшими диаметрами, чем размеры изделия, получаемого в данной пресс-форме:
Dн.и. > Dн.п. /ку и dвн.и. > dвн.п. / ку,, где
ку — коэффициент усадки прессовки.
Это достигается спеканием на графитовой оправке с диаметром, равным dвн.и.
Таким образом, можно варьировать размеры прессовок колец в пределах задержки
усадки до 60 %. Это позволяет снизить припуски на механическую обработку, а, следова-
тельно, сэкономить твердый сплав и увеличить производительность за счет сокращения но-
менклатуры пресс-форм.
Выпуск 9. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
353
Вышеизложенные способы и конструкции пресс-форм и других видов оснастки вне-
дрены и широко используются на ГНПП «Алкон-твердосплав».
Благодаря этому удалось снизить себестоимость твердосплавных крупногабаритных
изделий и трудоемкость их изготовления, повысить геометрическую точность, исключить
брак при выпрессовке из пресс-формы и спекании изделий.
Литература
1. Бондаренко В. П., Матвийчук А. А., Барановский А. М. Уникальные твердосплавные
изделия и инструменты. – Інструментальний світ. – 2004. – № 2. – С. 6–8.
2. А. с. № 1673270 СССР, МКИ5 В22F 3/02. Пресс-форма для ормования изделий из по-
рошка /И. Я. Аронин. – Опубл. 30.08.91, Бюл. № 32.
3. А. с. № 1080929 СССР, МКИ3 В22F 3/02. Пресс-форма для прессования изделий из
порошка/ М. А. Калия, И. Я. Аронин. – Опубл. 23.03.84, Бюл. № 11.
4. А. с. № 1627319 СССР, МКИ5 В22F 3/02. Пресс-форма для прессования длинномер-
ных изделий/ И. Я. Аронин, Л. Е. Василенко, А. Ю. Ганопольский. – Опубл. 15.02.91, Бюл. №
6.
5. А. с. № 1518085 СССР, МКИ4 В22F 3/02. Приспособление для съема спрессованных
длинномерных тонкостенных втулок с пуансона/ И. Я Аронин., В. П. Бондаренко, Л. Е. Ва-
силенко. – Опубл. 30.10.89. Бюл. №40.
6. А.с. №1329912 СССР, МКИ4 В22F 3/02. Пресс-форма/ И. Я. Аронин, М. А. Калия, Л.
Е. Василенко. – Опубл. 15.08.87, Бюл. № 30.
7. Артюхов В. П., Бондаренко В. П., Семенченко Н. И., Яремчук А. А. Изготовление
твердосплавных колец больших диаметров с ограничением усадки при спекании// Техноло-
гия изготовления твердосплавных изделий: Ин-т сверхтв. материалов. – Киев, 1978. – С. 102–
107.
8. Бондаренко В. П., Лисовский А. Ф. Капиллярная сварка твердых спеченных сплавов//
Порошковая металлургия. – 1973. – № 8. – С. 28–33.
Поступила 14.06.2006 г.
|