CN103691944A - 一种粉末药型罩旋压成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉末药型罩旋压成型装置。装置包括上模组和下模组，所述上模组包括上模板和凸模；所述下模组包括下模板和凹模；其中，凸模通过浮动装置安装在上模板上；凹模通过低旋转摩擦装置安装在下模板上。本发明的装置采用浮动凸模、可调气垫结构，此结构可改变原始的装粉状态，使其按模具型腔均匀分布；凹模采用滚珠套、弹性支撑装置，极大减小了凹模旋转阻力，有较高动态定位精度及旋转稳定性，以上结构可改善金属粉末的流动性，提高药型罩周向密度的均匀性。同时保证模具工作时的精度，实现药型罩关键技术指标要求。

Description

一种粉末药型罩旋压成型装置

技术领域

本发明涉及药型罩成型技术，具体涉及一种粉末药型罩旋压成型装置。 

背景技术

粉末药型罩自动旋压成型装置保证射孔弹粉末药型罩密度均匀性等性能指标和高效成型的关键加工装置。 

现有技术中有代表性的粉末药型罩自动旋压成型装置如：CN 101628335A公开的一种射孔弹聚能罩自动旋压装置，该装置由安装在液压机上的上模和下模两部分组成,上模由凸模轴承座、凸模轴承端盖、第一深沟球轴承、凸模、凸模连接板、上托板、导套和螺钉组成；下模由启模气缸、启模气缸座、液压马达、小齿轮、下托板、主轴轴承座、导套、凹模、主轴、主轴轴承端盖、启模弹簧、启模杆、第二深沟球轴承、套筒、角接触轴承、大齿轮、圆螺母、顶起长杆、旋转接头、螺纹和螺钉组成；成型时,边旋转边压制，压制完毕后，保压后回车复位，完成下一个聚能罩的旋压循环。此类药型罩旋压装置存在以下缺陷： 

（1）结构复杂，装配精度不易保证，生产效率低，使用成本高。 

（2）药型罩粉末在装置中的流动性差，导致粉末材料分布不均匀，难于满足高质量的药型罩内部周向密度均匀的要求。 

（3）易损件凸、凹模难以实现快速更换，多次更换定位后精度下降，影响产品精度与模具寿命。 

发明内容

针对现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种粉末药型罩 旋压成型装置。 

为此，本发明的粉末药型罩旋压成型装置包括上模组和下模组，所述上模组包括上模板和凸模；所述下模组包括下模板和凹模；其特征在于， 

所述凸模通过浮动装置安装在上模板上，凹模旋转时，所述浮动装置使得凸模以适当的作用力压粉末，使粉末按模具型腔均匀分布，保证药型罩内部密度均匀； 

所述凹模通过定位与低旋转摩擦装置安装在下模板上，定位与低旋转摩擦装置用于实现凹模与凸模同轴以及凹模旋转稳定。 

进一步，所述浮动装置包括上模套，该上模套中设有气腔，所述上模套安装在上模板上，所述凸模安装在气腔中。 

进一步，所述浮动装置包括第一弹簧，所述凸模通过该第一弹簧安装在上模板上。 

进一步，所述定位与低旋转摩擦装置包括第一滚珠和第二滚珠，所述第一滚珠位于所述凹模侧壁，所述第二滚珠位于凹模的底部。 

进一步，所述定位与低旋转摩擦装置还包括凹模固定套，所述凹模固定套安装在下模板上，所述凹模安装在凹模固定套中，且凹模与凹模固定套侧壁之间设有第一滚珠，凹模底部设有第二滚珠。 

进一步，所述定位与低旋转摩擦装置还包括第二弹簧，该第二弹簧位于第二滚珠底部。 

进一步，所述下模组还包括凹模垫板，所述凹模垫板安装在下模板上且位于凹模底部，所述凹模垫板与凹模之间设有第二滚珠。 

进一步，所述第二弹簧安装在凹模垫板中。 

进一步，所述凹模与凸模之间安装有定位环。 

与现有技术相比，本发明的优点在于： 

（1）上模采用浮动凸模（气腔）可调气垫或弹簧结构，以有效改善金属粉末的流动性，适应高穿深系列射孔弹药型罩药型罩成型，同时成型凸模可快速更换。具体来说，在凹模旋转的同时，凸模以较小的弹性力“虚压”粉末，改变原始的装粉状态，使其按模具型腔均匀分布，且不易产生分层，从而保证药型罩内部周向密度均匀。 

（2）凹模采用多个滚珠组成滚珠套、凹模弹性支撑装置安装于凹模固定套、凹模垫板中，极大减小了凹模旋转阻力，有较高定位精度及旋转稳定性，有效提高药型罩周向密度的均匀性，同时成型凹模可快速更换。具体来说，滚珠套结构件将凹模与凹模固定套间滑动摩擦力转为滚动摩擦，保证高速运转的稳定性以及凹模与凸模的同轴度精度，以实现改善粉末流动性，提高粉末周向分布均匀性的作用。 

（3）第二弹簧的作用是通过第二滚珠将凹模浮起,减小凹模旋转底部摩擦力。 

（4）定位与低旋转摩擦装置中的定位由第一弹珠及其衬套组成的珠套实现的；高精度尺寸的滚珠保证凹模与其固定套之间的间隙精度在0.01mm以内，旋转时具有较高的定位精度。 

综上，本发明的装置采用浮动凸模、可调气垫结构，此结构可改变原始的装粉状态，使其按模具型腔均匀分布；凹模采用滚珠套、弹性支撑装置，极大减小了凹模旋转阻力，有较高动态定位精度及旋转稳定性，以上结构可改善金属粉末的流动性，提高药型罩周向密度的均匀性。同时保证模具工作时的精度，实现药型罩关键技术指标要求。 

附图说明

以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步解释说明。 

图1为本发明装置的结构参考示意图； 

图中各代码表示：1-上模板、2-气腔、3-上模套、4-凸模固定块、5-凸模、6-下模板、7-凹模固定套、8-凹模、9-第一滚珠、10-第二弹簧、11-定位环、12-齿轮传动机构、13-凹模垫板。 

具体实施方式

高穿深系列射孔弹粉末药型罩结构一般为薄壁锥形，其关键技术指标为几何尺寸的轴对称性与周向密度的均匀性。压制时利用凹模的高速旋转使粉末按设计成型，但如何提高模具工作时的精度，保证药型罩几何尺寸及周向密度的均匀性，并可以高效生产是本发明的目的所在。本发明的粉末药型罩旋压成型装置安装在高精度专用液压机上，参考图1，装置包括上模组和下模组以及传动装置。 

其中上模组包括上模板1和凸模5；与现有相同功能的装置的最大的区别是，本发明的凸模5为浮动凸模，浮动凸模的结构为使得凸模5在工作时呈浮动状态，从而使得在凹模8旋转时，凸模5以较小的弹性力“虚压”粉末，改变原始的装粉状态，使其按模具型腔均匀分布，其具体结构如：一种是包括上模套3，该上模套3安装在上模板1上，在上模套3中设有气腔2，凸模5安装在气腔2中，通过调节气腔2中的气压实现凸模5的浮动；一种是在上模板1上或上模套3中安装有第一弹簧，即凸模5通过第一弹簧安装在上模板1上。 

下模组包括下模板6、凹模垫板13和凹模8，其最大的技术特点是，凹模8通过定位与低旋转摩擦装置安装在凹模垫板13上，以减小凹模8旋转阻力，同时改善粉末流动性，提高粉末周向分布均匀性，其具体结构如：包括凹模固定套7、第一滚珠9和第二滚珠，凹模固定套7安装在凹模垫板13上，凹模8 通过多个第一滚珠9和多个第二滚珠安装在凹模垫板13中，且第一滚珠9位于凹模8与凹模固定套7侧壁之间，第二滚珠位于凹模8底部与凹模垫板13之间，从整体结构看，多个第一滚珠成滚珠套，凹模8通过这个滚珠套安装在凹模固定套7中。 

本发明的凹模8与凸模5之间设有定位环11。 

本发明的齿轮传动机构12可由固定锥齿轮与浮动锥齿轮组成，如：旋转机构锥齿轮组的传动比2:1，模数1.5，锥角60°。其具有结构简单，体积小，自适应能力强，工作可靠的特点。 

本发明装置的工作原理是： 

（1）在凹模中装入金属粉末，压机快速下行； 

（2）压机在预设点减速慢行，凸模在此状态下进入凹模； 

（3）旋转机构带动凹模旋转，此时凸模为浮动状态，其对粉末的作用力仅为气垫压力；滚珠套在凹模与凹模固定套之间起类似滚动轴承的作用。 

（4）当压机带动凸模继续下行，气垫高度逐渐减小，粉末在旋转的同时持续受到凸模气垫的压力，粉末分布逐渐均匀。 

（5）当气垫消失时凸模由浮动状态转为刚性，气垫压力转换为压机液压压力，同时旋转机构停转。 

（6）压机上压至成型压力并保压数秒，药型罩压制成型。 

上述工作过程中的关键控制参数为旋转时间、转速、凸模气垫压力、压机压力、保压时间等。 

以下是发明人提供的实施例，以对本发明作进一步解释说明。 

实施例1： 

遵循本发明的技术方案，该实施例中上模采用可调气垫结构，气腔高度在 30-40mm,气压范围在0.2-0.4MPa，采用表1参数压制DP36-2型药型罩， 

该实施例的药型罩材料组分为：常规铜钨系药型罩配方，其中钨含量小于15%。 

根据GB/T 20488-2006《油气井聚能射孔器材性能试验方法》进行相关试验。其穿深性能指标较国标（GB/T 20489-2006《油气井聚能射孔器材通用技术条件》）高20%，生产效率，几何尺寸精度高，详见表2。 

实施例2： 

该实施例与实施例1不同之处在于，凹模与固定套间采用滚珠套、底部使用弹性支撑装置。珠套采用Φ80×5×75规格，弹性装置滚珠为Φ8，弹簧规格为为Φ80×1.5×20。 

该实施例的药型罩材料组分为：常规铜钨系药型罩配方，其中钨含量小于15%。 

采用表1工艺参数，压制DP44-3、DP46-1型药型罩，几何尺寸精度高其穿深性能指标较国标高10%-15%，详见表2。 

表1 

表2 

Claims (9)

1.一种粉末药型罩旋压成型装置，包括上模组和下模组，所述上模组包括上模板和凸模；所述下模组包括下模板和凹模；其特征在于，

所述凸模通过浮动装置安装在上模板上，凹模旋转时，所述浮动装置使得凸模以适当的作用力压粉末，使粉末按模具型腔均匀分布，保证药型罩内部密度均匀；

所述凹模通过定位与低旋转摩擦装置安装在下模板上，定位与低旋转摩擦装置用于实现凹模与凸模同轴以及凹模旋转稳定。

2.如权利要求1所述的粉末药型罩旋压成型装置，其特征在于，所述浮动装置包括上模套，该上模套中设有气腔，所述上模套安装在上模板上，所述凸模安装在气腔中。

3.如权利要求1所述的粉末药型罩旋压成型装置，其特征在于，所述浮动装置包括第一弹簧，所述凸模通过该第一弹簧安装在上模板上。

4.如权利要求1所述的粉末药型罩旋压成型装置，其特征在于，所述定位与低旋转摩擦装置包括第一滚珠和第二滚珠，所述第一滚珠位于所述凹模侧壁，所述第二滚珠位于凹模的底部。

5.如权利要求4所述的粉末药型罩旋压成型装置，其特征在于，所述定位与低旋转摩擦装置还包括凹模固定套，所述凹模固定套安装在下模板上，所述凹模安装在凹模固定套中，且凹模与凹模固定套侧壁之间设有第一滚珠，凹模底部设有第二滚珠。

6.如权利要求4所述的粉末药型罩旋压成型装置，其特征在于，所述定位与低旋转摩擦装置还包括第二弹簧，该第二弹簧位于第二滚珠底部。

7.如权利要求1-6任一权利要求所述的粉末药型罩旋压成型装置，其特征在于，所述下模组还包括凹模垫板，所述凹模垫板安装在下模板上且位于凹模底部，所述凹模垫板与凹模之间设有第二滚珠。

8.如权利要求7所述的粉末药型罩旋压成型装置，其特征在于，所述第二弹簧安装在凹模垫板中。

9.如权利要求1所述的粉末药型罩旋压成型装置，其特征在于，所述凹模与凸模之间安装有定位环。

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