CN102398031B - 内圆带大螺旋的硬质合金产品压模及成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的内圆带大螺旋的硬质合金产品压模及成形方法，涉及合金制造技术领域，旨在解决现有硬质合金内圆上带大螺旋凸骨、凹槽产品无法直接压制成形等技术问题。本发明的内圆带大螺旋的硬质合金产品压模由锥棒（3）、螺母（4）及组合芯子构成，其中组合芯子为带锥状内孔的圆柱体，由沿圆周合围排布的瓣一（7）、瓣二（8）、瓣三（9）和瓣四（10）密合构成，内孔锥度为4~8°，组合芯子外周设有凸骨或凹槽；锥棒（3）套设于组合芯子内，组合芯子上下端部外圆设有螺纹，并分别套设有螺母（4）。
Description
技术领域
本发明涉及硬质合金制造技术领域，特别是内圆带大螺旋的硬质合金产品压模及成形方法。
背景技术
现有硬质合金产品制造工艺主要由混合料制备、成形和烧结三个部分组成。如图1所示，现有的硬质合金产品成形通常是采用模具压制成形，即将混合料装入模具中，之后通过上下加压压缩粉料成形，再脱出模具最终完成压制形成压坯。但如采用现有工艺制造产品形状如图2、图3所示的内圆上带大螺旋凸骨、凹槽的硬质合金产品，在常规压制时，由于受凸骨、凹槽的影响，粉料压缩传送受阻难以成形，即使成形，由于芯杆上的凸骨、凹槽在不破坏压坯的情况下也无法脱去芯杆而完成压制成形。另受硬质合金压坯被加工性能的限制，无法用通常机加工手段来实现压坯内圆上带大螺旋凸骨、凹槽的加工。虽然烧结的毛坯产品可以通过多次电火花来加工内圆上大螺旋凸骨、凹槽，但除生产效率低，生产成本高以外，电火花加工形成的加工应力和表面缺陷还会影响产品的质量。
发明内容
本发明旨在解决现有硬质合金内圆上带大螺旋凸骨、凹槽产品无法直接压制成形等技术问题，以提供一种采用等静压压制方式成形、特殊组合芯杆脱模来直接成形硬质合金内圆上带大螺旋凸骨、凹槽产品的内圆带大螺旋的硬质合金产品压模及成形方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的内圆带大螺旋的硬质合金产品压模，由锥棒3、螺母4及组合芯子构成，其中组合芯子为带锥状内孔的圆柱体，由沿圆周合围排布的瓣一7、瓣二8、瓣三9和瓣四10密合构成，内孔锥度为4~8°，组合芯子外周设有凸骨或凹槽；锥棒3套设于组合芯子内，组合芯子上下端部外圆设有螺纹，并分别套设螺母4。
本发明的内圆带大螺旋的硬质合金产品压模，其中所述瓣一7、瓣二8、瓣三9和瓣四10为将组合芯子沿轴向剖切而成；其中瓣一7通过对称的两条切分线剖切而成，切分线一的一个端点在组合芯子内圆线与轴心线Y轴成30°夹角线的相交点上，过该端点作一条与轴心线X轴成1~3°夹角且向X轴靠拢倾斜的直线，该直线即为切分线一，切分线二与切分线一以轴心线X轴为中心轴线对称排列；瓣四10与瓣一7以轴心线Y轴为中心轴线对称排列；瓣三9和瓣二8以轴心线X轴为中心轴线对称排列。
本发明的内圆带大螺旋的硬质合金产品压模，其中所述锥棒3的锥度、高度与和大小与组合芯子的锥状内孔相一致。
内圆带大螺旋的硬质合金产品压模成形方法，包括如下步骤：
a) 将瓣一7、瓣二8、瓣三9和瓣四10四件拼合套在锥棒3上并用上下两个螺母紧固成为一整体结构的组合芯杆2；
b) 将前述组合芯杆2装入端盖1及橡胶套内6并填入硬质合金粉料5，放入等静压设备液压缸内压制；
c) 静压压制完成后，将组合芯杆2和压坯从橡胶套6内取出，并加工压坯至所需外径尺寸；
d) 顶推锥棒3端部，使其由组合芯子内脱除；
e) 将瓣一7、瓣四10向着轴心线方向轻推，并依次从下方取出；
f) 将瓣二8、瓣三9向着轴心线方向轻推，并依次从下方取出；
g) 取下螺母即可得压坯；
h) 烧结压坯得到完整的内圆上带大螺旋凸骨或凹槽产品的成品。
本发明的内圆带大螺旋的硬质合金产品压模及成形方法的有益效果：
1. 采用等静压方式解决了压坯的有效成形；
2. 采用特殊组合芯杆解决了压坯成形后压坯上的大螺旋凸骨或凹槽不遭破坏而轻松脱模这一技术问题；
3. 在很大程度上提高了生产效率和产品质量，降低了产品生产成本；
4. 本发明的技术特性，可以广泛用于压坯加工不容易实现或烧结后产品后加工不容易实现或加工成本太高的硬质合金内圆上具有其它特殊形状产品的直接压制成形方法。
附图说明
图1现有产品模压成形示意图
图2 本发明产品内圆带大螺旋凸骨的立体剖切示意图
图3 本发明产品内圆带大螺旋凹槽的立体剖切示意图
图4 本发明内圆带大螺旋的硬质合金产品压模顶部横向剖切示意图
图5本发明立体示意图
图6本发明等静压压制纵向剖切示意图
图7本发明取掉瓣一7、瓣四10立体示意图
图8本发明取掉瓣一7、瓣四10立体剖切示意图
图9本发明制得的内圆上带大螺旋凸骨产品立体剖切示意图
图10本发明制得的内圆上带大螺旋凹槽产品一立体剖切示意图
图11本发明制得的内圆上带大螺旋凹槽产品二立体剖切示意图
图中标号说明：
1 端盖、2 组合芯杆、3 锥棒、4 螺母、5.硬质合金粉料、6.橡胶套、7瓣一、8瓣二、9瓣三、10瓣四、F 压力
具体实施方式
实施例1
参见图9所示，产品规格为：外径D=45，内径d=35，高度H=30，内圆上有一大螺旋凸骨，螺旋凸骨半径r=5，螺旋凸骨 h=2，螺距S=30，收缩系数K=1.2。
按收缩系数同比例放大得：
外径D=54，内径d=42，高度H=36，内圆上有一大螺旋凸骨，螺旋凸骨半径r=6，螺旋凸骨 h=2.4，螺距S=36。
用此尺寸按上述方法制造加工出组合芯杆。压制完成后，在车床上用顶尖顶住锥棒大端、三爪夹住螺母车加工压坯到所需外径尺寸，而后取出锥棒、再依次取出组合芯子瓣一7、瓣二8、瓣三9和瓣四10，从而制得硬质合金内圆上带大螺旋凸骨产品的完好压坯，烧结成形后得到合格产品。
实施例2
参见图10所示，产品规格为：外径D=1.8英寸，内径d=1.35英寸，高度H=2英寸，内圆上有一大螺旋凹槽，螺旋凹槽半径r=0.2英寸，螺旋凹槽深 h=0.1英寸，螺距S=1英寸，收缩系数K=1.2。
按收缩系数同比例放大得：
外径D=2.16，内径d=1.62，高度H=2.4，内圆上有一大螺旋凹槽，螺旋凹槽半径r=0.24，螺旋凸骨 h=0.12，螺距S=2.4。
用此尺寸按上述方法制造加工出组合芯杆。压制完成后，在车床上用顶尖顶住锥棒大端、三爪夹住螺母车加工压坯到所需外径尺寸，而后取出锥棒、再依次取出组合芯子瓣一7、瓣二8、瓣三9和瓣四10，从而制得硬质合金内圆上带大螺旋凹槽产品的完好压坯，烧结成形后得到合格产品。
实施例3
参见图11所示，产品规格为：外径D=1.8英寸，内径d=1.35英寸，高度H=2英寸，内圆上有三大螺旋凹槽，螺旋凹槽半径r=0.2英寸，螺旋凹槽深 h=0.1英寸，螺距S=1英寸，收缩系数K=1.2。
按收缩系数同比例放大得：
外径D=2.16，内径d=1.62，高度H=2.4，内圆上有一大螺旋凹槽，螺旋凹槽半径r=0.24，螺旋凸骨 h=0.12，螺距S=2.4。
用此尺寸按上述方法制造加工出组合芯杆。压制完成后，在车床上用顶尖顶住锥棒大端、三爪夹住螺母车加工压坯到所需外径尺寸，而后取出锥棒、再依次取出组合芯子瓣一7、瓣二8、瓣三9和瓣四10，从而制得硬质合金内圆上带大螺旋凹槽产品的完好压坯，烧结成形后得到合格产品。
Claims (3)
1.内圆带大螺旋的硬质合金产品压模，其特征在于：由锥棒（3）、螺母（4）及组合芯子构成，其中组合芯子为带锥状内孔的圆柱体，由沿圆周合围排布的瓣一（7）、瓣二（8）、瓣三（9）和瓣四（10）密合构成，内孔锥度为4～8°，组合芯子外周设有凸骨或凹槽；锥棒（3）套设于组合芯子内，组合芯子上下端部外圆设有螺纹，并分别套设螺母（4），所述瓣一（7）、瓣二（8）、瓣三（9）和瓣四（10）为将组合芯子沿轴向剖切而成；其中瓣一（7）通过对称的两条切分线剖切而成，切分线一的一个端点在组合芯子内圆线与轴心线Y轴成 30°夹角线的相交点上，过该端点作一条与轴心线X轴成1～3°夹角且向X轴靠拢倾斜的直线，该直线即为切分线一，切分线二与切分线一以轴心线X轴为中心轴线对称排列；瓣四（10）与瓣一（7）以轴心线Y轴为中心轴线对称排列；瓣三（9）和瓣二（8）以轴心线X轴为中心轴线对称排列。
2.根据权利要求1所述的内圆带大螺旋的硬质合金产品压模，其特征在于：所述锥棒（3）的锥度、高度和大小与组合芯子的锥状内孔相一致。
3.内圆带大螺旋的硬质合金产品压模成形方法，其特征在于包括如下步骤：
a）将瓣一（7）、瓣二（8）、瓣三（9）和瓣四（10）四件拼合套在锥棒（3）上并用上下两个螺母紧固成为一整体结构的组合芯杆（2），所述瓣一（7）、瓣二（8）、瓣三（9）和瓣四（10）为将组合芯子沿轴向剖切而成；其中瓣一（7）通过对称的两条切分线剖切而成，切分线一的一个端点在组合芯子内圆线与轴心线Y轴成 30°夹角线的相交点上，过该端点作一条与轴心线X轴成1～3°夹角且向X轴靠拢倾斜的直线，该直线即为切分线一，切分线二与切分线一以轴心线X轴为中心轴线对称排列；瓣四（10）与瓣一（7）以轴心线Y轴为中心轴线对称排列；瓣三（9）和瓣二（8）以轴心线X轴为中心轴线对称排列；
b）将前述组合芯杆（2）装入端盖（1）及橡胶套（6）内并填入硬质合金粉料（5），放入等静压设备液压缸内压制；
c）静压压制完成后，将组合芯杆（2）和压坯从橡胶套（6）内取出，并加工压坯至所需外径尺寸；
d）顶推锥棒（3）端部，使其由组合芯子内脱除；
e）将瓣一（7）、瓣四（10）向着轴心线方向轻推，并依次从下方取出；
f）将瓣二（8）、瓣三（9）向着轴心线方向轻推，并依次从下方取出；
g）取下螺母即可得压坯；
h）烧结压坯得到完整的内圆上带大螺旋凸骨或凹槽产品的成品。
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