CN103273678A - 能自动脱模的双向压制粉末成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能自动脱模的双向压制粉末成形装置。上模架与下模架用导柱相连，下模架固定在底板上；上模冲与上模连接杆连接，上模连接杆与第一液压缸相连；下模冲固定在下模架上；阴模通过两侧的四个孔安装在各自导柱上，阴模的下面与下模架上面的各自导柱均套有弹簧，阴模能在弹簧上浮动，阴模内装有加热棒和热电偶；四根顶杆的一端固定在顶杆固定板上，四根顶杆的另一端穿过上模架位于阴模上方，顶杆固定板与第二液压缸相连。本发明使用弹簧浮动阴模和顶杆结构，实现精确地双向压制和自动脱模，改善了制件的密度分布，提高了生产速度；采用多冲头和多模腔结构，一次压制可生产多个制件，可以实现批量化生产，提高了设备利用率与生产效率。

Description

能自动脱模的双向压制粉末成形装置

技术领域

本发明涉及粉末成形装置，尤其涉及一种能自动脱模的双向压制粉末成形装置。

背景技术

粉末成形是一项集材料制备与零件成形于一体的节能、节材、高效、近净成形、无污染的先进制造技术，在材料和零件制备制造中具有不可替代的作用。粉末成形主要指粉末压制成形，粉末压制成形又称粉末模压成形，简称压制，它是粉末冶金生产中最早采用的成形方法。传统粉末压制成形方法主要用来压制各种轴承、粉末冶金制品、粉末冶金机械结构零件等的压坯。20世纪30年代以来，粉末压制成形得到更大发展，压力机和模具设计等方面不断改进，能压制形状复杂零件，机械化和自动化程度更高。巨型化和微型化是当今社会科学研究的两大趋势，因此微成形技术目前备受很多学者关注和研究，粉末成形也趋于向微成形领域拓展，生产二维尺寸在亚毫米级的粉末制件或者具有亚毫米级精度的粉末制件。致密度对粉末成形制件是至关重要的，它显著影响了粉末冶金制件的力学性能。生产高致密度、高性能粉末成形制件一直是粉末冶金行业追求的目标之一。要扩大粉末成形制件的应用范围，必须实现制件的高性能化和低成本化，而要实现这一目标的最有效方法是使粉末材料高致密化。传统的压制成形大多采用单向压制，这样的压制成形方法很难使厚度较大的制件获得高致密度，而且单向压制不能使制件获得均匀的密度分布。大量实验证明上、下模冲对模具中的粉末同时作用的双向压制方法有利于改善制件的密度分布。粉末成形模具造价较高，因此粉末成形制件批量化生产有助于提高模具利用率，增加经济效益。

中国国家发明专利（申请号201110113152.9）公开了一种带自动脱模机构的半固态金属微触变成形装置。此装置主要由上模、下模、阴模、上卸料板、下卸料板和加热棒构成，当制件压制完成时，通过下卸料板将制件脱出。该装置可以实现自动脱模，提高了生产效率，但只能对有法兰的制件自动脱模，且不能实现双向压制。

中国实用新型专利（申请号201120235062.2）公开了一种浮动凹模双向压制粉末冶金材料装置，该装置包括上凸模、浮动凹模、导杆、材料粉末、弹簧、下凸模、底座；导杆固定在底座上，浮动凹模在导杆上可以自由上下移动，弹簧支撑浮动凹模，下凸模放在底座内。由于浮动凹模浮动，使得上凸模和下凸模从上下两个方向压缩粉末，弹簧在压制粉末过程中可以上下伸缩，从而提高了压坯的密度，烧结后可获得性能良好的粉末冶金材料。但是该装置是依靠粉末对凹模的摩擦力实现双向压制，但很难实现精确地控制双向压制，而且不能自动脱模和实现一次生产多个制件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能自动脱模的双向压制粉末成形装置，实现了对粉末材料的双向压制，改善了制件的密度分布，提高了制件的性能，且可以进行自动脱模和批量化生产，提高了生产效率。

本发明采用的技术方案是：

本发明的上模架与下模架用导柱相连，下模架固定在底板上；上模冲与上模连接杆连接，上模连接杆与第一液压缸相连；下模冲固定在下模架上；阴模通过两侧的四个孔安装在各自导柱上，阴模的下面与下模架上面的各自导柱均套有弹簧，阴模能在弹簧上浮动，阴模内装有加热棒和热电偶；四根顶杆的一端固定在顶杆固定板上，四根顶杆的另一端穿过上模架位于阴模上方，顶杆固定板与第二液压缸相连。

所述的上模冲冲头、所述的下模冲冲头和所述的阴模模腔个数相同，且同轴布置。

所述的下模冲冲头的高度大于所述的阴模的厚度。

本发明的有益效果是：

（1）使用弹簧浮动阴模和顶杆结构，可以实现精确地双向压制和自动脱模，改善了制件的密度分布，提高了生产速度。

（2）采用多冲头和多模腔结构，一次压制可生产多个制件，可以实现批量化生产，提高了设备利用率与生产效率。

附图说明

图1是本发明压制成形前的装配结构原理图。

图2是本发明压制成形后的装配结构原理图。

图3是本发明脱模完成的装配结构原理图。

图4是本发明的阴模主视图。

图5是本发明的阴模剖视图。

图6是本发明的上模冲俯视图。

图7是本发明的下模冲俯视图。

图中：1.底板，2.下模架，3.下模冲，4.导柱，5.弹簧，6.阴模，7.导套，8.上模冲，9.上模连接杆，10.上模架，11.顶杆，12.顶杆固定板，13.螺钉，14.螺钉，15.被压制粉末，16.螺母，17.螺栓，18.导套，19.导套，20.导套，21.加热棒，22.接线孔，23.热电偶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1~图7所示，本发明的上模架10与下模架2用导柱4相连，下模架3用螺钉13固定在底板1上；上模冲8用螺栓17和螺母16与上模连接杆9连接，上模连接杆9与第一液压缸相连；下模冲3用螺钉14固定在下模架2上；阴模6通过两侧的四个孔（每侧两个孔）安装在各自导柱4上，阴模6的下面与下模架2上面的各自导柱4均套有弹簧5，阴模6能在弹簧5上浮动，阴模6内装有加热棒21和热电偶23；四根顶杆11的一端固定在顶杆固定板12上，四根顶杆11的另一端穿过上模架10与位于阴模6上方，顶杆固定板12与第二液压缸相连。阴模6与导柱4之间用导套7过渡，上模连接杆9与上模架10之间用导套19过渡，上模连接杆9与顶杆固定板12之间用导套20过渡，四根顶杆11与上模架10之间用导套18过渡。

所述的上模冲8冲头、所述的下模冲3冲头和所述的阴模6模腔个数相同，且同轴布置。 

如图3、图4所示，阴模6内装有加热棒21，线路经阴模6内的接线孔22接出；阴模6侧面装有热电偶23。

下模冲3冲头的高度大于所述的阴模6的厚度，保证脱模顺利进行。

上模冲8、下模冲3和阴模6均采用310耐热钢制造；螺钉13、螺钉14、螺栓17和螺母16均采用标准件；弹簧5采用弹簧钢制造；其他部件均采用45号钢制造。

本发明的具体实施过程如下：

如图1所示，将称量好的被压制粉末15铺装在下模冲3和阴模6所构成的六个腔体内，启动第一液压缸（图中未画出）使上模冲8下压，进入阴模6内立刻关闭第一液压缸使上模冲8停止；启动第二液压缸使四根顶杆11下压，与阴模6上表面刚好接触时立刻关闭第二液压缸（图中未画出）使四根顶杆11停止；启动加热系统，加热棒21开始对阴模6内的被压制粉末15加热，热电偶23实时监测被压制粉末15的温度；到达预定温度时保温，同时启动第一液压缸和第二液压缸，推动上模冲8与四根顶杆11同时下压，四根顶杆11推动浮动于四个弹簧5上的阴模6向下运动，若上模冲8与四根顶杆11的速度比为2:1，则上模冲8与下模冲3将以相对于阴模6的同等速度对被压制粉末15双向压制。

如图2所示，待压制达到预定高度时，对被压制粉末15保温保压一段时间促使其致密化。

如图3所示，待保温保压结束，压制完成时，关闭加热系统，加热棒21停止对被压制粉末15加热；上模冲8开始向上退出到达一定高度停止，关闭第一液压缸；四根顶杆11继续推动阴模6向下运动，直至被压制粉末15的制件从阴模6内脱出，完成脱模工序，四根顶杆11向上退回，阴模6也在四个弹簧5作用下向上运动直至限定位置，关闭第二液压缸，四根顶杆11停止运动。

重复上述工序，实现连续加工。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种能自动脱模的双向压制粉末成形装置，其特征在于：上模架（10）与下模架（2）用导柱（4）相连，下模架（3）固定在底板（1）上；上模冲（8）与上模连接杆（9）连接，上模连接杆（9）与第一液压缸相连；下模冲（3）固定在下模架（2）上；阴模（6）通过两侧的四个孔安装在各自导柱（4）上，阴模（6）的下面与下模架（2）上面的各自导柱（4）均套有弹簧（5），阴模（6）能在弹簧（5）上浮动，阴模（6）内装有加热棒（21）和热电偶（23）；四根顶杆（11）的一端固定在顶杆固定板（12）上，四根顶杆（11）的另一端穿过上模架（10）位于阴模（6）上方，顶杆固定板（12）与第二液压缸相连。

2.根据权利要求1所述的一种能自动脱模的双向压制粉末成形装置，其特征在于：所述的上模冲（8）冲头、所述的下模冲（3）冲头和所述的阴模（6）模腔个数相同，且同轴布置。

3.根据权利要求2所述的一种能自动脱模的双向压制粉末成形装置，其特征在于：所述的下模冲（3）冲头的高度大于所述的阴模（6）的厚度。

Images