CN104395063B - 旋转分度压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用粉末物质生产生压坯的旋转分度压机。该旋转分度压机设有分度盘，分度盘装设有多个被分配给多个工具位置的多个工具腔，所述工具位置至少用于工件的充填、压实和喷射，并且至少一个腔被分配给每个工具位置，并且其中分度盘具有在压实过程中与机器主体的形状闭合和/或力量闭合连接。本发明还涉及使用旋转分度压机用粉末材料生产生压坯的方法。

Description

旋转分度压机

技术领域

本发明涉及旋转分度压机，其包括多个处理站，用于同时执行基本上一个接一个发生的工作步骤，尤其是用于生产由粉末材料制成的生压坯。该旋转分度压机尤其可用于制造阀座环和阀引导部件。

背景技术

上述类型的旋转分度压机已经公开在例如EP1064119A1中。术语旋转分度压机被理解为装配有绕垂直轴线旋转的分度盘和多个布置在所述分度盘上的处理站的机床。每个处理站设有至少一个用于正确紧固工件的夹紧装置。沿着旋转台的周围布置有多个固定的处理站，借助处理站处理卫星上携带的工件。为了多次处理工件，旋转台从一个加工位置逐步转动到下一个位置，借此布置在旋转台上的工件从一个处理站逐步传递到下一个处理站，在该下一个处理站处每个工件借助一个或者多个固定的处理单元被处理。

一般而言，带有垂直或者水平布置的分度盘的旋转分度机床已知用作组装、处理或者测试设备，能够同时用相同的工件平行通过若干处理站执行组装或测试任务，循环时间由需要最长的工件处理时间的处理站确定。

原则上，现有技术的旋转分度机的优点在于可以借助单个分度盘使用多个处理单元多次处理工件。

但是现有技术的旋转分度机也有缺点，即它们不适合压制任务，因为通过高压力施加的载荷会破坏分度盘支撑系统。为了生产由粉末材料构成的阀座环和阀导杆，需要超过700kN的压力。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种适合生产同一类型的高质量生压坯的旋转分度压机，所述压机提供的生产率高于用以固定模和工具平板为特征的传统压力设备可以达到的生产率。此外，该旋转分度压机应该适合多次填装以及多次压紧，即使使用的是不同的粉末物质。在这里，压制操作不会在分度盘支撑系统上施加载荷。

为了实现该目的，从上面首次提到的那类旋转分度机出发，本发明提出旋转分度压机设有装配有多个工具腔的分度盘，多个工具腔被分配给多个工具位置，所述工具位置至少用于工件的充填、压紧和弹出，并且至少一个腔被分配给每个工具位置，其中分度盘在压紧过程中与机器的主体具有形状闭合和/或力量闭合连接。

令人惊讶的是，旋转分度压机用于生产生压坯明显带来能量节约，与常规的压制方法相比，这不能说毫无意义。此外，由于机床的固定布置，造成机床移动距离较短，导致制造过程的合理化。

每个机床模槽对应于一个生压坯的生产。在制造过程中，有待生产的工件通过各个工具位，例如用于充填、预压、再充填、压实、喷射、排出、和清洁的工具位。为了防止分度盘支撑系统受损，在压实过程中，板以形状闭合和/或力量闭合的方式被连接到机器本体上。这样压实步骤就不会损坏分度盘，由于作用于分度盘上的总负荷被压机的本体吸收。

本发明提出分度盘上的工具模槽以可更换的冲模的形式提供，它允许简单而快速地将生产过程转变为制造其他制品。

旋转分度压机的优选实施方式规定在所有情况下分度盘在每个分度位置上都装备有几个冲模，以及用于充填、压实、喷射和去除各排出操作的相关工具。这能生产多个生压坯。由于生压坯的循环时间与处理站有关，因此建议使用多个冲模和相关的工具来节省制造时间。

旋转分度压机的特点在于其设计能通过分度盘使机器装备有至少用于充填、压实、喷射、排出或者移除它制造的压实产品的设备。工具模槽可以多次充填性质相似或者不同的粉末物质，进行反复压实。充填操作可以通过抽吸、点滴或者按剂投放进行。可以省略单独制造渗滤部件。这能通过单机实现生压坯的整个制造。由于所有需要的制造步骤是通过旋转分度压机进行的，因此不需要额外的机器/设备。这降低了成本，因为不需要购买额外的机器。

旋转分度压机的设计规定较低的工具被布置在分度盘的下侧的运动平面上，所述工具在处理站内通过力量-距离设备运动。力量-距离设备受计算机数字控制(CNC)，可以通过液压、机电、电-流体静力(electrohydrostatically)或者通过这些选项的组合操作。这使得它能够根据上工具的需要与上工具一起精确地使用下工具。压实可以根据高度或者密度(行程或力量)、从下、从上、通过两侧或者成比例的压实进行，以便可以满足压实产品的各种需求。

旋转分度压机具有两个或多个下冲头以及两个或多个上冲头，它们可以被分别控制，这能使它们独立于另一个移动。

此外，在分度盘执行分度步骤时，分度盘的下工具的移动平面可以停在静止位置。这样，在执行分度步骤时，下工具的位置不会改变，并且为了让下面站点的力量-距离装置正确操作，这是必须的。

此外，本发明提出压实工具的上、下冲头的移动可以自由编程，不需要固定的机械制动。这提高了可变性，并且拓宽了本发明的旋转分度压机的应用范围，尤其是就腔室的充填高度而言。

旋转分度压机的一个特别优选的实施方式包括设计用来多次充填腔室的充填装置。所述充填装置可用于生产多层生压坯。如果随后会被烧结的生压坯在不同的位置必须具有相互不同的性质，那么这是特别的优点。如果生压坯中有的地方不需要满足要求，那么这里可以使用更经济有效的材料。

另外，建议旋转分度压机包括用于预压实和用于至少一个最终压实步骤的工具。在采用上述多次充填方法的情况下，会提供预压实步骤。这能让不同的材料层被不同形状的上冲头预压实，以便可以满足各种要求。最终的充填步骤一完成，就进行最终的压实步骤。

旋转分度压机的一个有利的实施方式规定压实工具的上、下冲头的力量-距离装置设有测量系统。这能在压实和释放过程中检测和补偿冲头的挠曲和回弹。这样，就实现了生压坯的高尺寸精度。

旋转分度压机的另一项积极设计规定快速动作的夹紧装置与分度盘一起使用，这能让所述分度盘和相关的工具被有利地设置在机器的外部。考虑到传统的粉末压机需要的更多的装配工作并与之相比，这会大大缩短该压机的装配停机时间。

此外，本发明涉及借助旋转分度压机用粉末物质生产生压坯的方法，其中用粉末材料充填腔室，压实粉末材料，然后喷射出用粉末材料获得的生压坯。各个工作步骤借助于设有多个充当冲模的腔室的分度盘进行，并且其中充填、压实和喷射步骤借助多个处理站同时进行，并且分度盘在压实处理过程中以形状闭合和/或力量闭合方式与机器主体连接。结合上述特点可以借助旋转分度压机首次制造出生压坯。分度盘迄今未能用于此的问题通过提供与机器主体的形状和/或力量闭合连接而得以解决。

方法的一个变体提出整个过程借助多个处理站并行进行，其中每个处理站设有用于同一处理步骤的多个腔室。与目前所能达到的相比，增加同时操作的处理站中的腔室的数目允许大幅提高生产率。

方法的一个优选实施方式规定各个腔室被反复充填粉末材料，随后被压实。这样，可以有目的地实现烧结产品的所需的性质。例如，可以使用具有不同导热率或耐磨性质的材料。要满足烧结产品的应用需求，这是必须的。此外，相对于烧结产品的关键区域，例如阀座环或者阀门导向元件，在只出现小应力的区域，可以使用更经济有效的材料。

方法的一个优选实施方式规定同一个腔室在首次充填和压实步骤进行之后被再次充填和压实。这样，可以实现各层粉末物质的特殊几何结构，对于烧结产品必须实现的要求，这也是必须的。在这种情况下，不同性质的材料也可以用于满足烧结产品的要求。

方法的一个特别优选的实施方式规定多个生压坯同时制造。同时制造多个生压坯导致生产率提高，从而优化了旋转分度压机的投资回报期。也即生产率的增加对产品的盈利能力特别有利。

该方法的一个相当大的优点是充填、压实和喷射步骤在多个处理站中同时进行。因此在经历首次循环之后，当分度盘移动一个分度位置时，每个处理站会生产出至少一个生压坯。这样，实现了高生产率。

本发明特别适用于用上述权利要求的旋转分度压机和方法制造的阀导承和阀座环的生压坯。阀座环当前是用粉末冶金法来制造，并且采用两层设计。通过额外的充填和压实，例如使用渗透剂粉末，可以省略生渗透剂的制造以及将两个部件结合到一起的方法。高生产率令人期待，并且可以借助上述措施来实现。

附图说明

本发明的典型实施方式通过以下附图来解释，其中

图1是分度盘的示意图，特征在于：用单工具腔两级充填，两级压实，

图2展示了分度盘的示意图，特征在于：用多个工具腔单级充填，单级压实，两种用途，

图3展示了分度盘的示意图，特征在于：用多个工具腔单级充填，单级压实，四倍用途，

图4是分度盘的示意图，特征在于：用两个工具腔两级充填，两级压实，两种用途，

图5是分度盘的示意图，特征在于：用两个工具腔三级充填，三级压实，两种用途，

具体实施方式

在图1-5中，可以看见旋转分度压机1上设有分度盘2，所述盘设有多个处理站3，以及冲模和工具冲压机31，为了清楚起见，其中只有一个元件标识了附图标记。在所示的图中，旋转分度压机1的分度盘2总是顺时针运动。图2-5还显示了多个工具腔32。

在图1中，显示了利用单个工具腔的两级充填以及两级压实过程。多次充填允许使用不同材料，就工件的性质而言，这尤其有利。继最后的压实步骤之后，工件被喷射并排出。随后，清洁处理站3以及冲模和工具冲压机31。随着分度盘2的每个分度循环，制造生压坯。

在图2中，示出利用多个工具腔32的单级充填以及单级压实处理，在此情况下，该工具腔是三倍工具腔32。在该例子中，旋转分度压机1的分度盘2被设计成双生产用途，这意味着分度盘的每个分度循环能制造6个生压坯。

在图3中，单级充填以及单级压实被显示用双工具腔32；但是在此情况下，该设计提供四倍生产用途。这意味着旋转分度压机1的分度盘2的每个分度循环导致制造出总共八个生压坯。

图4描绘了两级充填以及两级压实处理，提供双工具腔32；该系统设计成双用途。处理从充填第一工件的第一处理站3开始。随后，第一工件被预压实，并进行第二充填操作，之后，第一工件被最终压实，然后被排出。在该工件排出之后，开始充填第二生压坯的第二处理站。在此情况下，也进行第一充填、预压实、以及第二充填操作，之后工件被最终压实，然后喷射并最终排出成品生压坯。随着分度盘的每个分度循环，总共产生4个生压坯。

图5与图4中描绘的设计原理一致，其中在此情况下提供三级充填和三级压实处理。由于双工具腔和两倍生产用途，因此随着由旋转分度压机1的分度盘2进行的每个分度循环，制造出总共4个生压坯。

带有本发明建议的分度盘的旋转分度压机与常规设计的旋转输送压机的主要区别在于它设有一个以上的上冲头和一个以上的下冲头，它们每一个都可以被单独控制，并且相互独立地运动。这允许施加高压力，因为在压制操作过程中分度盘由机器臂支撑。可变性能实现高的充填高度，这可以精确适合于相关产品，例如阀引导元件。多层充填可容易实现，并且每个充填层根据需要单独预成型，然后预压实，或者最终压实。可以使用适合各自形状的独立工具，并根据需要施加各自的压力。安装在分度盘的圆周上的工具可以提供单个或者多种用途。

Claims (17)

1.旋转分度压机，包括用于同时执行一个接一个进行的工作步骤的多个处理站(3)，其中，该旋转分度压机(1)设有分度盘(2)，分度盘装设有多个被分配给多个工具位置的工具腔(31)，所述工具位置至少用于工件的充填、压实和喷射，充填、压实和喷射步骤借助多个处理站同时进行，并且其中分度盘(2)具有在压实过程中与旋转分度压机的主体的形状闭合和/或力量闭合连接，并且每个处理站设有用于同一处理步骤的多个腔室。

2.根据权利要求1所述的旋转分度压机，其特征在于工具腔(31)设置成冲模的形式。

3.根据权利要求2所述的旋转分度压机，其特征在于分度盘(2)设有多个冲模和用于充填、压实和喷射的相关工具。

4.根据上述权利要求中任一项所述的旋转分度压机，其特征在于该旋转分度压机借助分度盘(2)设有至少能充填、压实和喷射它所制造的压实产品的装置。

5.根据权利要求4所述的旋转分度压机，其特征在于下工具被设置在分度盘(2)的下侧上，所述下工具借助力量-距离装置在处理站(3)内移动。

6.根据权利要求5所述的旋转分度压机，其特征在于在分度盘(2)执行分度步骤时，下工具的制动装置处于静止位置。

7.根据上述权利要求5或6中任一项所述的旋转分度压机，其特征在于压实工具的上工具和下工具的移动在任何位置都是可自由编程的。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的旋转分度压机，其特征在于该旋转分度压机设有多次充填一个腔的充填装置。

9.根据权利要求8所述的旋转分度压机，其特征在于该旋转分度压机包括用于预压实和用于至少一次最终压实步骤的工具。

10.根据权利要求7所述的旋转分度压机，其特征在于压实工具的上、下冲头的力量-距离测量装置，用于在压实和释放处理过程中补偿冲头的挠曲和回弹。

11.根据权利要求3所述的旋转分度压机，其特征在于分度盘的快速动作夹紧装置，它能让所述分度盘和相关工具被设置在旋转分度压机的外部。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的旋转分度压机，其特征在于该旋转分度压机用于生产由粉末物质制成的生压坯。

13.借助旋转分度压机用粉末物质生产生压坯的方法，其中用粉末材料充填腔室，压实粉末材料，然后喷射出用粉末材料获得的生压坯，其特征在于各个工作步骤借助于设有多个充当冲模的腔室的分度盘(2)进行，并且其中充填、压实和喷射步骤借助多个处理站(3)同时进行，并且分度盘(2)在压实处理过程中以形状闭合和/或力量闭合方式与旋转分度压机主体连接，其中，整个过程借助多个处理站并行进行，并且每个处理站设有若干个用于同一个处理步骤的腔室。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于各个腔室被反复充填粉末材料，该粉末材料随后被压实。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于同一个腔室在首次充填和压实步骤进行之后再次充填和压实。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的方法，其特征在于同时制造出多个生压坯。

17.根据权利要求13-15中任一项所述的方法，其特征在于充填、压实和喷射步骤在多个处理站(3)中同时进行。