CN101977760B - 用于从金属粉末制造压制品的粉末压机 - Google Patents

Abstract

一种用于从金属粉末制造压制品的粉末压机，其具有上冲头装置、下冲头装置(1)，在下冲头装置中安装有模具装置(3)，该模具装置形成了型腔(8)，金属粉末被填充在所述型腔中，并且随后挤压过程被引导。下冲头装置(1)配备有板(2)，所述模具装置(3)安装在该板(2)上，横向挤压设备(4)被固定在所述板(3)上。每一横向挤压设备配备有能由驱动单元(36)线性驱动的横向挤压冲头(5)，该横向挤压冲头能基本横截于所述挤压方向沿横向挤压方向穿过模具(7)上的开口(6)压入所述型腔(8)至一挤压位置并且能从所述挤压位置缩回。每一横向挤压设备(4)的驱动单元(36)包括线性驱动单元，所述线性驱动单元包括固定至横向挤压设备(4)的框架(18)的固定部分，以及相对于固定部分(37)可线性运动的部分，所述可线性运动的部分连接至第一楔(19)，该第一楔的楔面(22)作用于第二楔(24)的楔面(23)，第二楔能基本垂直于第一楔(19)沿横向挤压方向运动。这允许了待制造的压制品上存在在挤压过程中施加的横向孔、侧面凹陷或侧面凹陷和隆起，且横向挤压方向上产生的力可以被最优地吸收。

Description

用于从金属粉末制造压制品的粉末压机

本发明涉及用于制造金属粉末压制品的粉末压机，其具有上冲头装置、下冲头装置、以及模具装置，该模具装置形成了型腔（Formhohlraum），金属粉末能填充至所述型腔中，并且随后，在控制单元的控制下，上冲头装置和下冲头装置能沿挤压方向相对彼此挤压，以形成压制品，下冲头装置配备有安置模具装置的板，横向挤压设备被安装在所述板上，每一横向挤压设备配备有能由驱动单元线性驱动的横向挤压冲头，该横向挤压冲头能基本横截于所述挤压方向沿横向挤压方向穿过模具上的开口压入所述型腔至一挤压位置并且能从所述挤压位置缩回。

这类粉末压机已经以很多种方式为人所知，它们用于制造粉末压制品，该粉末压制品随后将被烧结，由此使得可能制造出各种最能满足不同要求的工件，例如，承受很大载荷的可转位刀具就是以这种方法生产的。当对硬质合金或其他材料进行粉末挤压时，主要沿一个挤压方向进行挤压，该挤压方向通常在竖直方向。

如下的粉末压机也是已知的：其中在挤压过程之前，引导横杆（Querdorn），使其横截于挤压方向穿过模具壁进入型腔中，所述横杆通常与下冲头装置的冲头发生接触。这些横杆依赖直接的线性驱动（例如，液压）而运动，这是能够实现的，因为这些横杆在它们的运动方向上不需要吸收任何挤压力。

本发明的目的在于设计一种粉末压机，以在使用横向挤压冲头的挤压过程中也可以形成压制品，以及在挤压过程中产生的力可以在横向挤压的方向上被吸收。

根据本发明，该目的通过如下方式实现：每一横向挤压设备的驱动单元包括线性驱动单元，该线性驱动单元包括固定至横向挤压设备的框架的固定部分，以及相对于固定部分可线性运动的部分，所述可线性运动的部分连接至第一楔，该第一楔的楔面作用于第二楔的楔面，第二楔能基本垂直于第一楔沿横向挤压方向运动。

根据本发明的该设计方案可实现：在由金属粉末制成的压制品上产生横向的孔，也能够在这一压制品上产生非贯穿的侧面凹陷，且横向挤压设备可吸收挤压过程中沿横向挤压方向产生的力。用于横向挤压冲头的通道可以通过安装在环形模具中的凹槽获得；模具装置的内部部分也可以被完全地分割或部分地分割，模具的这些部分彼此间隔开，以形成用作横向挤压冲头的通道的凹槽，所述横向挤压冲头可插入环形模具支座（halterung）。这使得可在压制品上形成侧面凹陷和/或隆起。

因为每一横向挤压设备的驱动单元包括线性驱动单元，该线性驱动单元包括固定至横向挤压设备的框架的固定部分，以及相对于固定部分可线性运动的部分，所述可线性运动的部分连接至第一楔，该第一楔的楔面作用于第二楔的楔面，第二楔能基本垂直于第一楔沿横向挤压方向运动，所以在挤压过程中作用于横向挤压冲头的力能以最理想的方式被吸收，而不对线性驱动单元造成过高要求。

有利的是，第一楔和第二楔能沿安装在横向挤压设备的框架上的线性导轨移动，以使得所产生的作用于横向挤压冲头上的力大部分被框架吸收。

本发明的另一优选实施方案在于，横向挤压冲头的挤压位置能够通过可调整的止端确定，由此横向挤压冲头的位置能够不受其他影响而总是可以非常精确地达到。

有利的是，所述止端由横截于第一楔的运动方向可调整的第三楔形成，所述第三楔在框架中被引导，其楔面与第一楔的另一楔面相互作用。由此，一方面提供了一种非常精确和精密的调整可能性，另一方面，该止端非常稳定且实际上不会承受变形。

有利的是，横向挤压冲头相对于模具装置的位置能够通过测量装置确定，并能传输至控制单元，由此该横向挤压冲头的位置被监控，且经由所述止端调整所述横向挤压冲头的挤压位置是很简单的。

本发明的另一有利的实施方案在于，通过联接装置，将每一横向挤压冲头保持在各个横向挤压设备上。这使得可以以简单的方式更换横向挤压冲头，同时横向挤压设备可以用于实用地挤压各种不同形式的压制品。

本发明的另一有利的实施方案在于，每一横向挤压设备配备有突出的螺栓，以及所述板配备有多个孔，当横向挤压设备被置于所述板上时，所述螺栓插入其中一个所述孔中，由此多个横向挤压设备能够被固定在所述板上的各种位置。这允许了横向挤压设备用于特定的模具装置的预定位置，而不需要对横向挤压设备实施很大程度的校准。

有利的是，在所述板中所述孔分配有对应的螺纹孔，夹紧螺钉能拧入所述螺纹孔中，并被保持在各横向挤压设备的框架中的对应凹槽中。因此可以以简单的方式将横向挤压设备固定在所述板上的对应位置。

有利的是，用于将夹紧螺钉接收到横向挤压设备的框架中的凹槽形成为细长切口状，因此置于板上的每一横向挤压设备可以围绕螺栓略微旋转，从而可以相对于所述模具对准，在此之上，横向挤压设备可以通过夹紧螺钉被固定至所述板上。

本发明的一个实施方案将在所包括的附图的辅助下，作为实施例而在下文被更详细地描述。附图中：

图1示出了带有模具装置的下冲头装置的立体图，所述模具装置带有板，以及固定至该板上的三个横向挤压设备；

图2示出了根据图1的带有板和固定在板上的横向挤压设备的模具装置的俯视图；

图3示出了位于挤压位置的不带有横向挤压冲头的横向挤压设备的立体图；

图4示出了移去了盖板的根据图3的横向挤压设备的立体图；

图5示出了带有部分截面图的根据图3的横向挤压设备的平面图；

图6示出了沿图7的线VI-VI的横向挤压设备的截面图；

图7示出了沿图6的线VII-VII的横向挤压设备的截面图；

图8示出了处于缩回位置的横向挤压设备的立体图；

图9示出了移去了盖板的根据图8的横向挤压设备的立体图；

图10示出了带有部分截面图的根据图8的横向挤压设备的平面图；

图11示出了沿图12的线XI-XI的横向挤压设备的截面图；

图12示出了沿图11的线XII-XII的横向挤压设备的截面图；

图13示出了额外移去了第二楔的根据图3的横向挤压设备的立体图。

图1示出了下冲头装置1的示意图，该下冲头装置被形成为转接器（Adapter），可以以已知方式插入一粉末压机的下部（未示出）。板2被布置在该下冲头装置1上，模具装置3被固定在板2上。横向挤压设备4可固定在该板2上，每一横向挤压设备4各自配备了可以通过驱动单元（将在下文中详细描述）线性驱动的横向挤压冲头5。这些横向挤压冲头5被引导穿过模具装置3的模具7中的开口6，并伸入形成在模具装置3中的型腔8，金属粉末可以被填充进型腔8，并在挤压过程中以已知方式成型为相应的压制品。

在图1中示出的设备的布置中，在板2上布置了三个横向挤压设备4，显然也可以根据待制造的压制品类型以及被相应地设计的模具，布置例如两个到六个横向挤压设备。

在所述模具装置3和横向挤压设备4之上以已知的方式（未示出）布置进料靴板（Fü llschuhplatte），为此，支柱9被安装在板2上，进料靴以已知方式可移动地安装在所述进料靴板上，并可以通过它向型腔8中填充金属粉末。

如将在下文详细描述的，横向挤压设备的驱动单元各具有一个液压缸，并安装液压管10以用于这些液压缸的供给，该液压管以已知方式（未示出）被连接至粉末压机的液压系统，且该液压管的阀可以经由粉末压机的控制单元以本领域的已知方式控制。

图2示出了板2上的三个横向挤压设备4的布置。这些横向挤压设备4的横向挤压冲头5伸入模具7，该模具7在本实施例中是分离式的，该模具7的各部分被插入模具环11中，通过将模具7分成各部分，形成横向挤压冲头5对应的开口6。

板2配备了多个孔12，这些孔12用于接收螺栓13（图7），所述螺栓安装至每一横向挤压设备4并向下突出，由此该横向挤压设备4可以被定位于板2上。这些孔12中的每一个都分配有两个位于板2中的螺纹孔14，夹紧螺钉（Spannschrauben）15可以拧入这些螺纹孔，借助于所述夹紧螺钉将横向挤压设备4固定在板2上。在横向挤压设备4上安装用于这些夹紧螺钉15的凹槽（Ausnehmungen）16，所述凹槽形成为细长切口状，以使每一横向挤压设备4可以围绕孔12中的螺栓13（图7）略微旋转，并可以通过夹紧螺钉在相应位置拧紧，这意味着横向挤压冲头5并不需要精确地对准模具7的中心，而是可以偏离该中心，如在根据图2的实施方案的模具7中清楚可见的。这一模具7用于制造可转位刀具形式的压制品17。

图3示出了横向挤压设备4。这一横向挤压设备4包括框架18，在该框架中安装了驱动单元（该驱动单元设计为线性驱动单元），如下文详细描述的。通过该线性驱动单元，第一楔19可以沿一方向移动，如双箭头20所示。该第一楔19沿线性导轨21而被引导，该线性导轨被定向为平行于如双箭头20所示的移动方向。该线性导轨21被安装至拧紧在框架18上的盖板25上。

第二楔24的楔面23与第一楔19的楔面22接触。该第二楔24同样是可线性移动的，其方向被定向为垂直于第一楔19的运动方向（通过双箭头20示出），如双箭头26所示。双箭头26示出的方向也对应于横向挤压方向，未示出的横向挤压冲头5（见图1和2）可在该方向上运动。沿线性导轨21移动第一楔19导致了第二楔24在线性导轨27的引导下沿双箭头26的方向移动，所述导轨27同样安装在盖板25上。联接装置28被安装在第二楔24的远离楔面23的那侧，借助于该联接装置28可保持未示出的横向挤压冲头5（见图1和图2）；这些横向挤压冲头可以以简单的方式互换。

图4示出了根据图3的横向挤压设备4，但这里忽略了盖板25。在这一图示中明显可见，第一楔19与第三楔29共同作用，其中该第一楔19具有另一楔面30，其与第三楔29的楔面31接触。该第三楔29充当了第一楔19的止端（Anschlag），所述止端是可调整的，如下文所示。

图5示出了横向挤压设备4的框架18，其布置有第一楔19、第二楔24以及第三楔29。所述第三楔29装备有横档32，该横档32被保持为横截于第一楔19的运动方向（由双箭头20示出）在框架18中被引导运动。在框架18或在盖板25中安装有一孔33，该孔33具有螺纹，以拧入调整螺栓34。通过旋转这一调整螺栓34使楔29横截于第一楔19的运动方向而运动，由此可以确定图5中第一楔19的最下部位置。这一位置也对应于第二楔24的完全伸出位置，以及因此而相应于横向挤压冲头5（见图1和图2）的完全伸出位置。在这一位置，横向挤压冲头处于挤压状态中。通过这，可以使横向挤压冲头的位置能够通过第三楔29的运动非常精确地定位至挤压状态中。通过安装在横向挤压设备4的框架18上的测量装置35以已知方式检测第二楔24的位置，并由此而检测出横向挤压冲头5的位置，相应的信号以已知方式被传输至机器控制装置。

图6示出了驱动单元36，其中第一楔19、第二楔24是可移动的，由此，横向挤压冲头5也是可移动的。该驱动单元36包括布置在横向挤压设备4的框架18中的液压缸37；在该液压缸37中保持有活塞38，所述活塞38借助于安装于其上的活塞杆39可移动。通过活塞38的对应加载，所述活塞在液压缸37中往复运动。图6同样示出了形成为细长切口状的凹槽16，夹紧螺钉15拧入该凹槽，借助于所述夹紧螺钉可固定横向挤压设备4。

图7再次示出了驱动单元36，其布置在横向挤压设备14的框架18中。托架（Bügel）40被固定至活塞杆39的远离活塞38的端部区域，所述托架40被连接至第一楔19。因此可以通过在液压缸37中移动活塞38来移动第一楔19；如图7以及顺带如所有前述附图中所示的挤压状态均由第三楔29确定。

同样，图7清楚可见螺栓13，横向挤压设备4通过该螺栓13定位在板2上（见图1和图2）。

图8示出了根据图3的横向挤压设备4，但其中第二楔24处于缩回位置以及由此，横向挤压冲头（未示出）处于缩回位置。因此第一楔19也是缩回的，即，第一楔19的另一楔面30与第三楔29的楔面31间隔开。

图9示出了在图8示出的位置上的横向挤压设备4，但这里省略了盖板25。

图10示出了处于根据图8和图9的对应位置的横向挤压设备4。

同样的横向挤压冲头缩回的位置在图11示出。活塞38在液压缸37中处于缩回位置。相应地，活塞杆39以及固定在其上的托架40同样位于缩回位置。

同样，图12中示出了如图11的相同图示，其中活塞38在缩回位置。

在图13的图示中，可以清楚看到第一楔19，其配备了梯级(Abstufung)41，在该梯级41上布置了螺栓42。第二楔（图13中未示出）24配备有对应于梯级41的凹槽，在该凹槽内嵌入导槽（Nut），螺栓42插入该导槽。通过这一布置将第二楔24联接至第一楔19；当第一楔19缩回时，以及为了从模具缩回横向挤压冲头，第二楔24同样经由这一连接被强制缩回。

尤其如图3中清晰示出的，其中挤压冲头位于挤压位置，且必须在挤压压制品的过程中吸收施加在挤压冲头的前部表面上的挤压力，所吸收的挤压力沿轴向方向被传递至第二楔24，并经由第二楔24的楔面传递至第一楔19的对应楔面22。通过第一楔19将力的轴向作用的分量传递至框架18的线性导轨21。所述分量由楔面22和23的倾斜状态产生，其作用在双箭头20的方向上，由于这两个楔面22和23之间的倾斜角相对较小且其引起的摩擦力也较小，因此作用在驱动单元36上的残余力很小，并可以被驱动单元轻易地承受。

通过根据本发明的设计方案，能够装配带有多个横向挤压设备的粉末压机，所述横向挤压设备可以以各种方式和各种数量被定位于和固定于对应的板上。这允许了可在这一粉末压机上生产各种压制品，在每种情况下都可以简单地实现变型。

Claims (7)

1.一种用于从金属粉末制造压制品（17）的粉末压机，其具有上冲头装置、下冲头装置（1）、以及模具装置（3），该模具装置形成了型腔（8），金属粉末能填充在所述型腔中，并且随后在控制单元的控制下，上冲头装置和下冲头装置（1）能沿挤压方向相对彼此挤压，以形成压制品（17），并且下冲头装置（1）配备有板（2），所述模具装置（3）安装在该板（2）上，横向挤压设备（4）被固定在所述板（2）上，每一横向挤压设备配备有能由驱动单元（36）线性驱动的横向挤压冲头（5），该横向挤压冲头能基本横截于所述挤压方向沿横向挤压方向穿过模具（7）上的开口（6）压入所述型腔（8）至一挤压位置并且能从所述挤压位置缩回，其中，每一横向挤压设备（4）的驱动单元（36）包括线性驱动单元（37、38），所述线性驱动单元包括固定至横向挤压设备（4）的框架（18）的固定部分（37），以及相对于固定部分（37）可线性运动的部分（38），所述可线性运动的部分（38）连接至第一楔（19），该第一楔的楔面（22）作用于第二楔（24）的楔面（23），第二楔能基本垂直于第一楔（19）沿横向挤压方向运动，

横向挤压冲头（5）的挤压位置通过可调整的止端（29）是可固定的，

所述止端由横截于第一楔（19）的运动方向可调整的第三楔（29）形成，该第三楔在框架（18）中被引导，其楔面（31）与第一楔（19）的另一楔面（30）相互作用。

2.根据权利要求1所述的用于从金属粉末制造压制品（17）的粉末压机，其中第一楔（19）和第二楔（24）沿安装至横向挤压设备（4）的框架（18）的线性导轨（21；27）可移动。

3.根据权利要求1或2所述的用于从金属粉末制造压制品（17）的粉末压机，其中横向挤压冲头（5）相对于模具装置（3）的位置能够通过测量装置（35）确定，并能传输至控制单元。

4.根据权利要求1或2所述的用于从金属粉末制造压制品（17）的粉末压机，其中通过联接装置（28），将每一横向挤压冲头（5）保持在各个横向挤压设备（4）中。

5.根据权利要求1或2所述的用于从金属粉末制造压制品（17）的粉末压机，其中每一横向挤压设备（4）配备有突出的螺栓（13），以及所述板（2）配备有多个孔（12），当横向挤压设备（4）被置于板（2）上时，所述螺栓（13）插入其中一个所述孔（12）中，由此多个横向挤压设备（4）能够被固定在所述板（2）上的各种位置。

6.根据权利要求5所述的用于从金属粉末制造压制品（17）的粉末压机，其中所述板（2）中的孔（12）分配有对应的螺纹孔（14），夹紧螺钉（15）能拧入所述螺纹孔中，并被保持在各横向挤压设备（4）的框架（18）中的对应凹槽（16）中。

7.根据权利要求6所述的用于从金属粉末制造压制品（17）的粉末压机，其中所述凹槽（16）形成为细长切口状。

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