SE426919B - Sett att kalibrera ett rorformat foremal och apparat for utovande av settet - Google Patents

Description

8602833-5 inåtriktat tryck, så att det pressas mot en av detsamma om- sluten dorn eller kärna. Det är även känt att använda en sådan dorn för att mot densamma kalibrera ett cylinderfoder, vilket i ett föregående arbetstempo framställts genom pulverpress- ning. Vid tillämpning av denna kända metod måste det ännu o- kalibrerade cylinderfodrets innerdiameter vara så mycket större än dornens ytterdiameter, att fodret utan svårighet kan trädas på dornen. När sedan kalibrering sker genom att fodret utsätts för ett isostatiskt, radiellt inåtriktat tryck, sker alltså en tvångsmässig minskning av fodrets innerdiameter.

Såsom en reaktion mot denna påtvingade deformation uppstår inuti fodermaterialet spänningar, vilka strävar att motsätta sig att fodret deformeras på önskat sätt. Resultatet av före- komsten av sådana inre spänningar i materialet kan principi- ellt ge sig tillkänna i två olika skepnader, vilka kan upp- träda var för sig eller i kombination.

Ett ännu okalibrerat foder uppvisar ofta avsevärda oregelbundenheter vad beträffar särskilt godstjocklek, diameter och rundhet. Om innerdiametern avsevärt överstiger dornens diameter, kan fodret icke deformeras till intim anliggning mot dornen utmed hela sin omkrets, utan inom en större eller mindre sektor kommer det att bukta ut från dornen, det bildas ett "veck". Om dessutom den ena eller båda av de två övriga, nyss- nämnda oregelbundenheterna är förhanden, accentueras denna oönskade deformation. Om godstjockleken är liten vid ett ställe utmed Omkretsen, innebär detta en anvisning för veck- bildning just där. På motsvarande sätt gäller, att om foder- ämnet vid insättningen i pressen redan har en viss orundhet, så kommer denna att förstärkas, när spelet mellan dorn och foder på nyss omnämnt sätt är otillåtet stort. Vidare skall observeras, att ämnet också kan ha sådana variationer i axiell led, vilka då kan leda till lokala veckbildningar på olika nivåer resp. till att ett veck blir mer eller mindre uttalat i olika delar av fodret i axialriktninqen.

Enligt det andra huvudfallut är visserligen fodrets 8Û0283én$ innerdiameter inte så mycket större än dornens diameter, att en veckbildning framtvingas under kalibreringsoperationen. Av- vikelsen kan dock vara tillräckligt stor för att, särskilt tillsammans med de båda övriga nyssnämnda variationerna avseende godstjocklek och/eller bristande rundhet, framkalla inre spänningar i materialet. När fodret tryckavlastas och tas bort från dornen, kommer dessa spänningar att ge sig tillkänna och att deformera fodret, så att en veckbildning eller andra oregelbundenheter då uppstår.

Till följd av de ovan diskuterade förhållandena har det hittills icke varit möjligt att genom isostatisk pressning kalibrera cylinderfoder till erforderlig måttnoggrannhet och rundhet. Till belysning av problemets natur skall här om- nämnas, att de maximala måttoleranserna är ca. 0,05 mm. Man har därför tvingats att betrakta den isostatiska radiella pressningen endast såsom en grovkalibrering och att därefter göra en mekanisk bearbetning i form av finsvarvning, slipning och hening, den sistnämnda bearbetninqen ofta i två eller flera steg. I detta sammanhang skall observeras, att tvånget att göra en sådan mekanisk bearbetning icke endast medför en kostnadsökning, betingad av behov av större maskinpark samt av längre tillverkningstid. Därtill kommer följande olägen- het. När ett cylinderfoder, tillverkat av sintrat pulver, kalibreras genom att under högt tryck pressas mot den spegel- blanka ytan hos en kalibreringsdorn, kommer de enskilda pulver- partiklarna att sammanpressas och att deformeras, så att fodrets kontaktyta med dornen får samma fina ytstruktur som denna. Om emellertid därefter slipning eller hening måste utföras, kommer de enskilda pulverkornens ythud att skäras sönder, så att den spegelblanka ytan går förlorad. Denna förgrovning av ytstrukturen leder framför allt till ökad friktion och där- med snabbare slitage av cylinderfodret. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett sätt att kalibrera eller framställa rörformade föremål, vilket sätt skall vara så beskaffat, att de ovan diskuterade olägen- heterna elimineras. Detta har enligt uppfinningens huvud- 8002833-5 4 sakliga kännetecken ernåtts därigenom, att föremålet införs i en isostatpress runt en central dorn och där först utsätts för en radiellt inåtriktad presskraft, sedan för en axiellt orienterad kraft, som strävar att förskjuta föremålet axiellt relativt dornen, och slutligen åter för en radiellt inâtrik~ tad presskraft, vilken är större än den initialt applicerade.

Uppfinningen avser även en apparat för genomförande av det nyssnämnda sättet. Det för en sådan apparat i huvudsak kännetecknande är att densamma utgörs av en isostatpress, vil- ken på i och för sig känt sätt innefattar en central dorn samt organ för utövande av en radiellt in mot dornen riktad press- kraft och vilken därutöver innefattar pistonger, anordnade att under ett kalibreringsförlopp åstadkomma en axíellt orien- terad relativrörelse mellan föremålet och dornen.

En utföringsform av uppfinningen beskrives nedan under hänvisning till ritningen.

Fig. 1 visar en vertikalsektion genom en apparat för genomförande av sättet enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar en sektion enligt linjen II-II i fig. l.

Fig. 3 motsvarar fig. 2 men hänför sig till känd tek- nik, dvs. till en kalibreringsmetod, där det ifrågavarande arbetsstycket endast utsätts för ett radiellt, däremot icke också för ett axiellt, verkande tryck.

Den i fig. 1 och 2 visade apparaten är avsedd för kalib- rering av cqlinderfoder för förbränningsmotorer i enlighet med den av uppfinningen anvisade principen. Cylinderfodret 1 omger en homogen kalibreringsdorn 2 av stål, vars mantelyta polerats till spegelblank struktur. Radiellt utanför fodret 1 befinner sig en gummihylsa 3, som anligger mot fodrets ytter- vägg. Hylsan är insatt i en tjockväggig pressmantel 4, vars presskammare är så dimensionerad, att mellan dess vägg och gummihylsan 3 bildas ett i tvärsektion ringformat utrymme för det hydrauliska tryckmediet 5, som från en (icke visad) tryck? källa tillförs via en kanal 6 genom mantelväggen.

När det hydrauliska tryckmediet sätts under övertryck, exempelvis ett tryck av ca. 5 kb, kommer detta tryck alltså att via gummihylsan 3 tvinga cylinderfodret 1 till intim an- liggning mot dornen 2.

Så långt är den ovan beskrivna apparaten tidigare känd. 1 8ÛÛ2833~ 5 Den viktiga skillnaden mellan känd teknik och den av uppfin- ningen anvisade principen är emellertid följande. Hos kända apparater har manteln 4 - resp. en med denna orörligt för- bunden detalj - omslutit dornen och cylinderfodret även vid dessas ändar. Enligt uppfinningen har emellertid vid vardera av ändarna anordnats ett axiellt förskjutbart organ, i det här illustrerade utföringsexemplet utformat såsom en pistong 7 resp. 8, införd i en central öppning i manteln 4. Den undre pistongen7 vilar på en dyna 9, medan mot den övre pistongens 8 ovansida anligger en axiellt förskjutbar presskolv 10. Varje pistongluw sin inre ände utformad såsom en i tvärsektion ringformad fläns 7a resp. 8a, vars inner- och ytterdiameter väsentligen är lika med motsvarande mått hos cylinderfodret 1.

Mellan pistongen 8 och dornen 2 befinner sig en tryckfjäder 13.

Vidare är flänsarna 7a, Ba på sina utsidor omgivna av tät- ningsringar 11, 12, inlagda i motsvarande spår i gummihylsan 3. Manteln är lämpligen på i och för sig känt sätt omgiven av en lindning 14 av förspända ståltrâdar.

Vid genomförande av sättet enligt uppfinningen med hjälp av en apparat enligt den i fig. 1 och 2 illustrerade utföringsformen förfares lämpligen på följande sätt. Press- kolven 10 och pistongen 7 hålls undanförda, så att ett cylin- derfoder 1, som skall kalibreras, kan nedföras i presskamma- ren runt dornen 2. Cylinderfodrets underkant kommer då att vila mot flänsens 8a översida. Därefter förs den övre pistong- en 7 ned till lätt anliggning mot fcdrets övre kantyta. Kon- taktytorna mellan å ena sidan flänsarna 7a och 8a samt å and- ra sidan cylinderfodret 1 är som synes belägna ett gott styc- ke innanför dornens ändytor.

Nästa steg är att genom kanalen 6 tryckvätska pumpas in i kammaren mellan gummihylsan 3 och manteln 4. Hylsan kom- mer då att tryckas mot cylinderfodrets utsida, medan fodrets insida pressas mot dornen 2. Det sker med andra ord en iso- statisk pressning med radiellt verkande presstryck. Innan fod- ret kommit i full kontakt med dornen, trycker emellertid kolven 10 den övre pistongen 7 nedåt, så att fodret även blir utsatt för en axiellt orienterad kraft. Därefter ökas det radiella trycket ytterligare, så att fodret pressas till hård anliggning mot dornen. När pressningsoperationen är full- 5 8002833-'5 bordad, avlastas såväl det radiella som det axiella trycket, kolven l0 med pistongen 7 dras undan och dornen med fast- sittande foder kan sedan uttas ur pressen, varpå slutligen fodret dras av dornen.

Genom att det axiella trycket appliceras strax innan fodret pressas fast på dornen, förhindras uppkomst av orundhet resp. utbuktning enligt ovan. Den fysikaliska mekanismen bakom denna fördelaktiga verkan är icke helt klarlagd, men det har konstaterats vara viktigt att anord- ningen medger en axiell relativrörelse mellan fodret och dornen. En sannolik förklaring är därför följande. Om under det inledande skedet av den radiella pressningen, exempel- vis till följd av orundhet hos fodret, ett spel kvarstår resp. bildas mellan detta och dornen inom en viss, mindre del av omkretsen, kommer den axiellt verkande presskraften att lossa greppet mellan dornen och fodret utmed huvuddelen av omkretsen. Detta skapar möjlighet för det ökade radiella presstrycket att likformigt runt hela omkretsen tvinga fodret till anliggning mot dornen, så att fodret blir helt runt.

Den resultatmässiga skillnaden mellan uppfinningen och känd teknik framgår vid en jämförelse mellan fig. 2 och 3. I fig. 3, som alltså avser den kända tekniken, har - i illustrationssyfte kraftigt överdriven ~ en utbuktning visats hos fodret. Det har här släppt kontakten med dornen inom en sektor, vars vinkel v kan vara exempelvis 20-300.

Eftersom återstoden av fodret först kommit till anliggning mot dornen, strävar denna del att kompensera den minskade diametern genom expansion i övriga riktningar, inklusive i omkretsriktningen. Härigenom uppstår inom zonen v en tangen- tiellt riktad kraft, vilken till följd av utbuktningens före- komst får en radiellt utåtriktad komposant. Resultatet blir att det radiella trycket antingen inte alls, eller i varje fall inte permanent, förmår deformera den utbuktande delen till anliggning mot dornen. I det första fallet kvarstår ut- buktningen under hela pressningsförloppet. I det sistnämnda 8002833-5 fallet återkommer den när fodret avtas från dornen, varvid den återbildas av kvarstående inre spänningar i materialet. Vid tillämpning av principen enligt uppfinningen erhålls däremot ett resultat enligt fig. 2.

Claims (5)

8Û02833'5 Patentkrav
1. l. Sätt att kalibrera ett rörformat föremål (l), särskilt ett cylinderfoder, vilket framställts genom isostatisk pressning av metallpulver och efterföljande sintring, k ä n n e t e c k n a t av att föremålet införs i en isostatpress runt en central dorn (2) och där först utsätts för en radiellt inåtriktad presskraft, sedan för en axiellt orienterad kraft, som strävar att förskjuta före- målet axiellt relativt dornen, och slutligen åter för en radiellt inåtriktad presskraft, vilken är större än den initialt applicerade.
2. 2. Apparat för utövande av sättet enligt krav 1 i och för kalibrering av ett rörformat föremål (1), särskilt ett cylinderfoder, vilket framställts genom isostatisk press- ning av metallpulver och efterföljande sintring, k ä n n e- t e c k n a d av att densamma utgörs av en isostatpkess, vilken på i och för sig känt sätt innefattar en central dorn (2) samt organ (3, 4) för utövande av en radiellt in mot - dornen riktad presskraft och vilken därutöver innefattar _ pistonger (7, 8), anordnafleatt under ett kalibreringsförlopp åstadkomma en axiellt orienterad relativrörelse mellan före- _ målet (l) och dornen (2).
3. 3. Apparat enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone den ena av pistongerna (7, 8) har en axiellt inåtriktad fläns (7a, 8a), vars insida anligger mot dornen (2) och är axiellt rörlig relativt denna.
4. 4. Apparat enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av fjädrande organ (l3) mellan dornen (2) och åtminstone den ena av pistongerna (7, 8).
5. 5. Apparat enligt något av krav 2-4, k ä n n e t e c k- n a d av att på i och för sig känt sätt det hydrauliska tryckmediet (5) befinner sig i en kammare, vilken radiellt utåt avgränsas av en tjockväggig mantel (4), omgiven av en lindning (14) av dragförspända metalltrådar.