Успешные проекты Комаге
Комаге задаёт новые направления развития с прессами поперечного прессования
Геометрия заготовок становится все более сложной, и соответственно растут запросы к порошковым прессам и оснастке, что приводит к постоянному совершенствованию изготавливаемого оборудования производителями порошковых прессов. Поэтому сейчас гидравлические и даже механическо-гидравлические прессы с количеством осей до 8 и больше при одноосном направлении прессования являются стандартными при производстве прессованных деталей со сложной геометрией. Производство деталей с отверстиями и вырезами в направлении прессования значительно упрощается при использовании центрального стержня и профилей пуансона.
При одноосном прессовании, прессование пресс-массы происходит только в вертикальном положении с помощью ходов пуансона (по принципу выпрессовывания) или с помощью ходов верхнего пуансона и относительного движения между матрицей и нижним пуансоном (по принципу отвода рабочего органа). В процессе прессования, уменьшение плотности (нейтральная зона прессования) происходит в направлении центра отпрессованной детали из-за силы трения между пресс-массой и стенкой матрицы. В дальнейшем, в зависимости от высоты детали и отпрессованного материала, это приводит к изменению размеров из-за процессов усадки во время спекания в зонах с меньшей плотностью. Более сложной задачей является включение в деталь отверстий или пазов, которые расположены поперек направления прессования. Такие отверстия или пазы могут быть любой формы: от небольшой глубины до проходящих полностью через все поперечное сечение детали.
На выставке Керамитек -2015 в Мюнхене, Комаге был первым производителем порошковых прессов, представившим пресс для производства цилиндра с 5 осями прессования с поперечным отверстием, проходящим через весь профиль в разрезе (Рис. 1). Это поперечное отверстие было изготовлено с помощью двух центральных стержней, установленных по бокам, которые были сконструированы как ось с гидравлическим управлением. С технической точки зрения, при таком способе производства поперечных отверстий к прессу не выдвигаются особенно высокие требования. В данном случае, нужно просто отметить, что положение поперечных центральных стержней должно всегда находиться в области нейтральной зоны прессования, иначе усилия пуансонов прессования будут действовать на поперечные центральные стержни и могут деформировать или повредить их. Так как нейтральная зона прессования часто располагается посредине высоты прессуемых деталей ( с большей высотой в направлении прессования), поперечное отверстие также должно быть смещено в эту точку.
В деталях с отверстием, размещенных вне центра, нейтральная зона прессования может быть перемещена туда. Этого можно легко достичь с помощью программирования положений пуансона и скоростей пуансонов вертикального прессования.
При производстве твердосплавных инструментов из карбида вольфрама с кольцевыми канавками, возникающие требования не могут быть удовлетворены простыми системами, описанными выше, потому что обычно необходимо несколько кольцевых канавок по периметру пресс-изделий. На данный момент прессы конкурентов позволяют использование не более чем 6 поперечных осей прессования в своих системах адаптеров.
Так как для разработки и изготовления данных прессов требуются большие затраты (отдельная система для каждой оси поперечного прессования), стоимость таких прессов выше стандартной и они требуют большего объема технического обслуживания.
Компания Комаге в сотрудничестве с широко известными производителями деталей из карбида вольфрама, разработала систему прессования, в которой используются все поперечные пуансоны с единственным приводом для производства многоцелевого и более доступного по цене устройства поперечного прессования. Это означало, что можно уменьшить объем разработки системы управления и изготовления пресса. Это делает возможным быструю настройку пресс-оснастки. Также возможно легко адаптировать это устройство к существующим прессом. Данная разработка защищена патентом.
Конструкция этого устройства поперечного прессования предназначена для обеспечения регулировки необходимого количества пуансонов поперечного прессования с помощью простой установки и извлечения осей поперечного прессования (Рисунок 2). Таким образом, становится возможным включить четное или нечетное количество (6 или больше) пуансонов поперечного прессования в базовом блоке. Для достижения максимального уровня жесткости системы, все держатели пуансонов поперечного прессования закрепляются коническим переходным кольцом.
Это переходное кольцо, которое осуществляет ход прессования и генерирует усилие пуансонов поперечного прессования, приводится в движение 3 управляемыми гидравлическими цилиндрами, расположенными в вертикальном направлении (Рисунок 3). Положение прессования пуансонов свободно программируется от положения соединительного кольца, к которому подходят гидравлические цилиндры. Также возможно запрограммировать пуансоны поперечного прессования на определенное усилие, что приведет к более высокой степени сжатия в поперечном направлении. Коническое переходное кольцо, установленное в закаленном цилиндре делает возможным беззазорный ход держателей пуансонов поперечного прессования. Они в свою очередь регулируются индивидуально в горизонтальном направлении прессования и предоставляют возможность регулировать повторно обработанные пуансоны поперечного прессования.
Действующие пресс-пуансоны вставляются в держатели вместе с пресс-матрицей с беззазорными Т-образными пазами. Пуансоны поперечного прессования установлены в отверстиях поперечной матрицы за пределами устройства поперечного прессования. После полной сборки оснастки, устройство поперечного прессования закрыто плитой матрицы, на которой впоследствии размещается система заполнения.
Заполнение:
Матрица заполняется с помощью системы заполнения, движущейся вдоль нее. Фактический ход заполнения происходит благодаря движению нижнего пуансона или матрицы, передвигающейся вверх по отношению к неподвижному нижнему пуансону. Заполнение матрицы в случае при непрерывном поперечном ходе центрального стержня осуществляется в несколько этапов. В данном случае, с отведенном назад центральным стержнем, заполнена только колонна порошка, которая должна находиться под стержнем. Затем колонна порошка опускается до тех пор, пока поперечный центральный стержень может передвигаться, не касаясь порошка. Следующий этап - заполнение оставшегося пространства для заполнения. Круглые центральные стержни можно вставить перед процессом заполнения и будет заполняться более высокая колонна, поэтому ее можно поднять немного раньше начала процесса прессования. В отличие от поперечного центрального стержня, боковое прессование нужно проводить с большой осторожностью, чтобы пуансоны поперечного прессования не выступали за матрицу. Это условие должно быть обеспечено, чтобы не появлялись застойные участки (с недостатком порошка) под этими частями оснастки. Также нужно внимательно следить, чтобы эти части оснастки не входили слишком глубоко в матрицу, и что пресс-масса не может собираться слоями неконтролируемо в их передней части, что может привести к различной плотности продукции во время прессования.
Прессование:
На первом этапе, осуществляется прессование в вертикальном направлении с помощью верхнего и нижнего пуансона или верхнего пуансона и матрицы, пока не достигается определенная плотность. После этого, в зависимости от траекторий ходов отдельных осей пуансонов, может иметь место сдвоенное нагруженное уплотнение в вертикальном и горизонтальном направлениях. С определенными видами геометрии деталей возможно передвигать боковые оси прессования в позицию прессования и завершать процесс прессования с последующей допрессовкой в вертикальном положении.
Извлечение из пресс-формы:
Перед тем, как отпрессованная деталь будет извлечена из матрицы, давление снижается в вертикальном и затем в горизонтальном положении. Как только пуансоны поперечного прессования отводятся назад в исходное положение, отпрессованная деталь извлекается путем выпрессовывания нижним пуансоном, или отводом матрицы. Все это может осуществляться с приложенной нагрузкой или без нее для верхнего пуансона во время процесса извлечения из пресс-формы.
Новейшая разработка системы поперечного прессования от компании Комаге прошла интенсивные испытания при производстве изделий из карбида вольфрама. Также планируется использовать эту технологию в прессовании порошка железа с использованием большого количества пуансонов осей вертикального прессования. Эта новая инновационная система была разработана в сотрудничестве с промышленными потребителями и, следовательно, адаптирована к нуждам и требованиям самых современных производственных процессов.
В результате, при использовании прессов с узлом поперечного прессования Комаге производители сложных пресс-деталей будут соответствовать будущим требованиям рынка по качеству, производительности и переналаживаемости.