CN104924415A - 一种基于曲轴冲床的干粉压制成型机及干粉压制成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于曲轴冲床的干粉压制成型机及干粉压制成型方法。基于曲轴冲床的干粉压制成型机包括曲轴冲床装置、驱动传动装置、压制装置、送料装置。压制装置包括模具、模架、顶料凸轮。模架包括中模板、立柱、连结体、基板、滑动套、滑动体、滚子。模具包括上冲组件、中模压板、中模固定板、中模、模具下冲、模具型芯、模具型芯填料调节螺母、模具型芯固定板、模具型芯吊杆。顶料凸轮包括凸轮本体和凸轮镶块。干粉压制成型方法包括如下步骤：填料；上冲预压；双向压制；保压顶出。本发明能使坯件的密度均匀，特别适用于大长径比产品的成型。各部件采用通用性的标准件，极大的减少了设备制作周期及制作费用，操作及维护方便。

Description

一种基于曲轴冲床的干粉压制成型机及干粉压制成型方法

技术领域

本发明涉及干粉压制成型技术领域。

背景技术

将干粉通过压制来制造产品的技术应用较广，如：采用干粉来压制磁性材料、硬质合金制品等。目前市场上的干压成型机械基本上都是专业设计制造，其结构复杂、专用零部件多、制造周期长、价格昂贵，操作复杂、维修配件等待周期长、费用高。因而小型陶瓷制造企业迫切需要一种结构简单、操作简单、维护简单，生产效率高、使用及维修方便的全自动干粉成型机。普通曲轴冲床作为一种常用的金属加工成型设备，在工业生产中得到了大量的应用，生产量及市场保有量非常大，设计运行可靠、技术人员熟练、配件容易且价格低廉。因此，基于曲轴冲床设计一种结构简单、操作方便、维修简单、造价低的设备，是小型陶瓷干粉成型企业的迫切需要。

大部分干粉压制成型机采用单向压制、双向压制、中模浮动压制等不同方式，各种压制方式均存在不同程度的坯件密度分布差异，特别是压制大长径比的产品时密度不均现象尤为明显，因而如何解决坯件的密度分布均匀问题，特别是大长径比的坯件密度问题，是设计干粉成型设备的重点。

目前国内已有的部分相关技术文献有：1、CN200610085758偏心滑块式全自动干粉压机；2、CN201220658796机械式双向全自动干粉成型机；3、CN200610097249中小型曲柄滑块式全自动干粉压机；4、CN98225930简易型双向压制全自动干粉压机；5、CN200410155525一种曲轴冲床动平衡装置；6、CN200810303269一种偏心曲轴冲床；7、CN201220178988一种曲轴冲床连续拉深模具自动加油装置；8、CN200920317390冲床自动送料装置。

发明内容

本发明所要解决的问题是，提供一种基于曲轴冲床的干粉压制成型机及干粉压制成型方法，其能解决干粉压制成型时密度不均的技术问题，尤其是大长径比的坯件密度不均问题。

本发明的技术方案是：一种基于曲轴冲床的干粉压制成型机，包括曲轴冲床装置、驱动传动装置、压制装置、送料装置。

所述曲轴冲床装置包括机身、安装在机身上部的曲轴、连接曲轴的连杆、连接连杆的球头丝杆、连接球头丝杆的滑块；所述滑块通过V型导轨安装在机身上且能沿V型导轨上下滑动；所述机身下部设有固定式工作台面；

所述驱动传动装置包括电动机、减速机、连接电动机和减速机的三角传动带、曲轴右链轮、连接减速机和曲轴右链轮的传动链二、曲轴左链轮、微调链轮、连接曲轴左链轮和微调链轮的传动链一、顶料轴；所述电动机和减速机均安装在机身上，曲轴左链轮和曲轴右链轮分别安装在曲轴的左右两端，微调链轮安装在顶料轴的左端，顶料轴安装在机身下部。

所述压制装置包括模具、安装在固定式工作台面上的模架、安装在顶料轴上的顶料凸轮；

所述模架包括中模板、立柱、连结体、基板、滑动套、滑动体、滚子；所述基板安装在固定式工作台面上，立柱的下端安装在基板上，中模板安装在立柱的上端；滑动套固定安装在基板上，滑动体位于滑动套内且能沿滑动套上下滑动；连结体安装在滑动体上端，滚子安装在滑动体下端；

所述模具包括上冲组件、中模压板、中模固定板、中模、模具下冲、模具型芯、模具型芯填料调节螺母、模具型芯固定板、模具型芯吊杆、内高调节螺圈；

所述模具下冲安装在连结体上，所述中模通过中模固定板、中模压板固定安装在中模板上，中模压板位于中模固定板上面；模具型芯固定在模具型芯固定板上，模具型芯吊杆的上端安装在中模固定板上；模具型芯吊杆的下端依次穿过模具型芯填料调节螺母、模具型芯固定板后与内高调节螺圈连接；模具型芯吊杆下部设有外螺纹，模具型芯吊杆与模具型芯填料调节螺母的连接方式为螺纹连接，模具型芯填料调节螺母位于模具型芯固定板上面且通过调节模具型芯填料调节螺母能控制模具型芯的最上限位置；

所述上冲组件包括安装在滑块底部的上冲座套、安装在上冲座套内且能在上冲座套内滑动的上冲座、安装在上冲座上的模具上冲。

所述连结体上部设有模具下冲座安装孔，所述模具下冲通过模具下冲座安装在连结体上，所述滑动体下端为叉形结构，叉形结构内安装有滚子轴和滚子；滑动体上部设有外螺纹，外螺纹上安装有填料调节螺圈，所述填料调节螺圈为对开结构；

模具型芯固定板与内高调节螺圈之间的模具型芯吊杆外围设有弹簧，通过弹簧能将模具型芯固定板弹起靠在模具型芯填料调节螺母上。

所述模具下冲下部设有外螺纹，连结体上设有与该外螺纹相配合的内螺纹，模具下冲与连结体为螺纹连接且通过旋转模具下冲能使模具下冲上下移动；所述顶料凸轮位于模架下面，顶料凸轮为镶块结构，包括凸轮本体和安装在凸轮本体上的凸轮镶块。

所述顶料凸轮包括顶料凸轮曲线，顶料凸轮曲线包括依次相接的填料阶段、模具下冲压制阶段、上冲压制阶段、顶出阶段、推料阶段。

所述送料装置包括送料传动机构和料靴装置；送料传动机构包括送料凸轮、送料滚子、送料臂、送料轴、长臂；料靴装置包括送料板、料靴、送料导向条、送料杆、弹簧；所述送料凸轮安装在曲轴右端曲轴右链轮的外侧；所述送料臂的一端通过送料滚子与送料凸轮紧贴、另一端连接送料轴；机身上部设有送料轴安装孔，所述送料轴安装在机身上部的送料轴安装孔处；长臂的一端连接在送料轴上、另一端连接送料杆；

所述送料板安装在模架上；送料板上安装有送料导向条，料靴安装在送料导向条上且能沿送料导向条前后滑动；料靴通过铰链连接送料杆。

所述送料杆上加工有腰形长孔，料靴的中部左右各安装一条弹簧，弹簧固定在模架上，通过弹簧的压力能使料靴紧贴送料板。

所述机身为固定台结构；所述固定式工作台面与机身底面平行；机身下部设有用于安装顶料轴的顶料轴安装孔；所述顶料轴右端微调链轮外侧设有能和微调链轮啮合在一起的微调齿轮，通过调节微调齿轮与微调链轮的啮合角，能调节模具上冲、模具下冲的运行相位角。

一种干粉压制成型方法，采用上述基于曲轴冲床的干粉压制成型机，包括如下步骤：

填料：操作干粉压制成型机，使模具上冲位于最高点、模具下冲处在所需填料深度的最低点、模具型芯在弹簧的作用下处于最上点；启动送料装置，将粉料填入中模中；

上冲预压：模具上冲在弹簧的作用下，进入装有粉料的中模，对模具型芯上部的粉料进行预压；

双向压制：通过模具上冲和模具下冲对粉料进行双向压制：模具上冲在曲轴的作用下向下运动、模具下冲在顶料凸轮的作用下向上运动；同时，模具型芯在模具上冲的作用下向下浮动，形成摩擦压制；

保压顶出：压制终了，滑块向上退回，模具上冲在弹簧作用下弹出、进行保压；模具下冲向上顶出压制好的坯件，坯件在模具上冲、模具下冲的保护下脱出中模。

本发明中的基于曲轴冲床的干粉压制成型机是一种全自动干粉压制成型机，基于曲轴冲床的干粉压制成型机结构设计简单、紧凑，能自动送料、压制、顶出、推坯，全自动化生产，操作及维护方便，生产效率高。且尽可能采用了通用的普通曲轴冲床及标准零部件，配件随时可以采购，无须另行准备备件。减速机采用摆线针轮减速机，为通用性的减速机，传动件采用皮带及短节距链条，维修方便，配件随时可以采购，无须另行准备备件。因各部件采用通用性的标准件，极大的减少了设备制作周期及制作费用，同时因本设备各部件一目了然，操作及维护方便，极大的满足了客户对低成本高可靠性的需求。

采用本发明，能压制多种不同规格的陶瓷外壳坯件。本发明采用先进的非同时双向加压+模具型芯摩擦压制+后压的复合压制方式，同时模具上冲、模具下冲加压的时间可以依不同的坯件进行调节，使坯件的密度均匀，特别适用于大长径比产品的成型。

本发明在基于曲轴冲床设计的干粉压制成型过程中，可满足以下技术要求、从而解决相应的技术问题：

1)干粉压制成型速度受粉末流动及压制成型需要，成型速度需控制在每分钟15-30次左右。

2)干粉压制成型为达到制品(坯件)上下密度一致，采用上下双向压制成型，同时方便制品脱模，因而需要模具下冲有向上的动作，而现有曲轴冲床只有滑动的向下运动。

3)为提高生产效率，需要有自动送料传动机构，以达到自动化生产。

采用本发明，能压制多种不同规格和形状的陶瓷外壳坯件。

本发明基于曲轴冲床的干粉压制成型机也可用作粉末帛制品干压成型设备，是一种具有大部分通用零部件的专用机械设备，可广泛用作粉末冶金、硬质合金、精细陶瓷、磁性材料等行业的粉末压制成型设备。

附图说明

图1为本发明中的产品(坯件)成型原理图。

图2为本发明的压制基本曲线图。

图3为本发明中的基于曲轴冲床的干粉压制成型机的主视结构示意图。

图4为本发明中的基于曲轴冲床的干粉压制成型机的右视结构示意图。

图5为本发明中的机身的立体结构示意图。

图6为本发明中的机身的左视结构(局部剖视)示意图。

图7为本发明的曲轴冲床装置上部的结构示意图。

图8为本发明的驱动传动装置(驱动部分)的主视结构示意图。

图9为本发明的驱动传动装置(驱动部分)的左视结构示意图。

图10为本发明中的压制装置(模架和除上冲组件外的模具部分)的结构示意图。

图11为本发明的上冲组件的结构示意图。

图12为本发明的顶料凸轮的微调结构和原理示意图。

图13(a)和图13(b)为本发明的顶出凸轮结构简图。

图14为本发明的送料传动机构示意图。

图15为本发明的料靴装置的主视结构示意图。

图16为本发明的料靴装置的俯视结构示意图。

图中：1.中间铜瓦，2.曲轴，3.曲轴左链轮，4.左铜瓦，5.球头丝杆，6.V型导轨，7.滑块，8.上冲座，9.上冲座套,10.传动链一,11.模架,12.6312轴承一,13.左顶料轴承座,14.6211轴承一,15.左顶料轴端盖,16.顶料轴,17.微调齿轮,18.微调链轮,19.曲轴右链轮,20右铜瓦,21.连杆,22.送料凸轮,23.送料滚子,24.连杆锁紧块,25.球头压板,26.球碗,27.压塌式保险,28.垫块,29.料靴,30.送料导向条,31.送料板,32.圆螺母,33.顶料凸轮,34.6312轴承二,35.右顶料轴承座,36.6211轴承二,37.右顶料轴端盖,38.减速机输出链轮,39.减速机输入皮带轮,40.减速机,41.传动链二,42.三角传动带,43.电机皮带轮,44.电动机,45.减速机安装座,46.送料臂,47.送料轴,48.长臂,49.送料杆,50.模具上冲,51.顶料轴安装孔,52.固定式工作台面,53.送料轴安装孔；54.凸轮本体,55.凸轮镶块，56.填料阶段,57.模具下冲压制阶段,58.上冲压制阶段,59.顶出阶段,60.推料阶段；

11-1.中模板，11-2.立柱，11-3.模具下冲座，11-4.连结体，11-5.填料调节螺圈，11-6.滑动套，11-7.基板，11-8.滑动体，11-9.弹簧，11-10.滚子，11-11滚子轴，11-12中模压板，11-13.中模固定板，11-14.中模，11-15.模具下冲，11-16.模具型芯，11-17.模具型芯填料调节螺母，11-18.模具型芯固定板，11-19.模具型芯吊杆，11-20模具型芯弹簧，11-21、内高调节螺圈；

图2中各字母指示：A.上冲滑块曲线,B.上冲预压曲线,C.上冲保压曲线,D.中模面,E.模具下冲曲线,F.模具下冲压制线,G.进料曲线,H.最大填料深度60,I.送料100。

具体实施方式

如图1至图16所示，一种基于曲轴冲床的干粉压制成型机，主要包括曲轴冲床装置(图3、图4、图5、图6、图7)、驱动传动装置(图8、图9)、压制装置(图10至图13)、送料装置(图14至图16)。驱动传动装置安装在曲轴冲床装置的机身上，压制装置安装在曲轴冲床装置机身的固定式工作台面上和顶料轴上以及滑块上，送料装置的送料传动机构安装在曲轴冲床装置的机身上，送料装置的料靴装置安装在压制装置的模架的上面。

一、基于曲轴冲床的干粉压制成型机的结构组成：

1、曲轴冲床装置：如图3、图4所示，曲轴冲床装置显示了机床的大体外观。曲轴冲床装置包括机身、中间铜瓦1、曲轴2、左铜瓦4、球头丝杆5、V型导轨6、滑块7、右铜瓦20、连杆21、连杆锁紧块24、球头压板25、球碗26、压塌式保险27、垫块28。其结构与标准冲床结构大体一致。机身如图5、图6所示，在原曲轴机身上作了如下修改：机身上部合适部位增加送料轴安装孔53；机身为固定台结构；工作台面为固定式工作台面52，与底面平行，台面降低；为适应压力成型模架的安装，调整床身工作台面的高度；机身下部增加顶料轴安装孔51；曲轴上不再安装离合及制动部件，两端安装有曲轴左链轮3和曲轴右链轮19。

如图7所示：机身上部设有对开式轴承座，内装铜瓦。铜瓦为两片式分块结构、方便拆装。曲轴2的两端由左铜瓦4和右铜瓦20支承，在轴瓦内旋转。连杆21上端设有圆孔，通过中间铜瓦1装在曲轴2上，连杆21下部分设有内螺纹孔，通过螺纹连接方式与球头丝杆5联接，通过调节球头丝杆的旋入长度，可以调节滑块7的高度位置。滑块7上部分设有圆柱孔，圆柱孔底部(球碗的底部)装有压塌式保险27，当干粉压制成型机过载时，保险压塌，起到保护机床的作用。压塌式保险27上面为球碗26，滑块上面安装有球头压板25，球头丝杆5的球头部分在球头压板25与球碗26形成的空腔内转动。通过垫片调整，保持连杆的球头转动灵活，又不松动。机身正面的中部两内侧装有V型导轨6。滑块7在V型导轨6上滑动，通过调整机身两外侧的螺栓，即可调整滑块与V型导轨之间的间隙及滑块滑动时滑块对工作台面的垂直精度。

以上部分与原曲轴冲床的结构基本相同，其中左铜瓦4、右铜瓦20、中间铜瓦1、连杆21、球头丝杆5、球头压板25、球碗26、压塌式保险27、滑块7、V型导轨6均与原曲轴冲床零部件完全一致，以达到本设计的初衷：零部件不必单独设计制造、减少制造周期及费用。为达到粉末成型的要求，主要对机身、曲轴部分作如下修改：

.为适应粉末双向压力成型的要求，机身为固定台结构，工作台面为固定式工作台面，与机身底面平行；

.为适应双向压力成型的要求，机身上模具下冲安装处附近增加顶料轴安装孔；

.为满足粉末成型全自动的要求，在机身合适位置(机身上部)加工送料轴安装孔；

.为适应压力成型模架的安装，调整机身工作台面的高度。

.曲轴部分为满足传动及粉末成型的要求，曲轴上不再安装离合及制动部件，两端均安装链轮。

曲轴2上左右两端安装有曲轴左链轮3和曲轴右链轮19，曲轴右链轮19接受从减速机输入的力矩，曲轴左链轮3输出力矩，带动顶料轴16动作。

2、驱动传动装置(图3、图4、图8、图9)

驱动传动装置包括驱动部分和传动部分。

驱动部分包括电动机44、电机皮带轮43、减速机输入皮带轮39、三角传动带42。传动部分包括减速机40、减速机输出链轮38、传动链二(20A链条)41、曲轴右链轮19、曲轴左链轮3、传动链一(24A链条)10、6312轴承一12、左顶料轴承座13、6211轴承一14、左顶料轴端盖15、顶料轴16、微调齿轮17、微调链轮18、圆螺母32、6312轴承二34、右顶料轴承座35、6211轴承二36、右顶料轴端盖37。

机身的背部斜面固定设置有电动机安装座及减速机安装座45，电动机的安装孔为腰形孔，通过螺栓固定。可通过移动电动机44位置来调节皮带的松紧。减速机安装孔同样为腰形孔，可通过移动减速机40的位置来调节传动链的松紧。动力源从电动机44通过三角传动带(一级皮带)输入减速机40，再通过减速机、减速机输出链轮、曲轴右链轮19输入曲轴2，带动曲轴2旋转。曲轴左链轮3通过20A链条10带动顶料轴16上的微调链轮18和啮合在一起的微调齿轮17，带动顶料轴16旋转。顶料轴上安装有顶料凸轮33。凸轮为镶块结构，依不同的坯件高度，须安装不同的凸轮镶块。

驱动部分采用标准部件：皮带传动和短节距滚子链传动，其零部件均可从市场采购，采购制造周期短，经济性好。其采用的减速机为摆线针轮减速机，使用可靠、维修简单、使用寿命长。

本驱动部分依使用需要可增加离合及刹车装置，以提高安全性能。

3、压制装置

压制装置包括模架11、模具、位于模架下面的顶料凸轮33。

模架及顶料凸轮(即压制凸轮)是本干粉压制成型机最重要的部件。对成型产品的坯件的主要调节，均是通过对模架和压制凸轮的调整而实现的。

模架通过四个螺栓安装在曲轴冲床的固定式工作台面上。

如图10所示，模架的组成主要包括中模板11-1、立柱11-2、连结体11-4、填料调节螺圈11-5、滑动套11-6、基板11-7、滑动体11-8、弹簧11-9、滚子座、滚子11-10、滚子轴11-11等。模具包括上冲组件、模具下冲座11-3、中模压板11-12、中模固定板11-13、中模11-14、模具下冲11-15、模具型芯11-16、模具型芯填料调节螺母11-17、模具型芯固定板11-18、模具型芯吊杆11-19、模具型芯弹簧11-20、内高调节螺圈11-21。

基板11-7与中模板11-1通过四根立柱形成模架的主结构。滑动套11-6紧配合在基板上的安装孔内，通过滑动套固定板、螺栓或螺钉紧固定。滑动体11-8在滑动套11-6内滑动。滑动体上端设内螺纹孔，其内安装连结体11-4，连结体下部设有外螺纹。连结体上部为模具下冲座安装孔，模具下冲11-15通过模具下冲座11-3安装在连结体11-4上，模具下冲的上部位于中模中(中模用于装粉料的位置)且能在中模中上下移动，模具下冲11-15下部设有外螺纹。通过控制连结体上相配合的内螺纹旋入滑动体内的深度，可以调节模具下冲的高度。滑动体下端为叉形结构，叉形结构内安装滚子轴11-11和滚子11-10。滚子下面是顶料凸轮。滑动体上半部分设有外螺纹，外螺纹上安装填料调节螺圈11-17，填料调节螺圈为对开结构。依产品填料深度不同，可将填料调节螺圈锁紧在滑动体的合适位置。

模具除上冲组件以外的部分均安装在模架上：中模11-14通过中模固定板11-13、中模压板11-12固定在中模板11-1上。模具型芯11-16的下端固定在模具型芯固定板11-18上，模具型芯11-16的上部位于模具下冲中且能在模具下冲中上下移动。模具下冲穿过模具型芯固定板且能上下移动。中模固定板11-13上安装有两根模具型芯吊杆11-19，模具型芯吊杆下端依次穿过模具型芯填料调节螺母11-17、模具型芯固定板11-18后，模具型芯吊杆下部再连接内高调节螺圈11-21。模具型芯吊杆下部设有外螺纹，模具型芯吊杆与模具型芯填料调节螺母的连接方式为螺纹连接，通过调节模具型芯填料调节螺母11-17控制模具型芯的最上限位置。内高调节螺圈内有弹簧，能将模具型芯固定板弹起靠在模具型芯填料调节螺母上。

如图11所示：模具的上冲组件安装在滑块7上。滑块7底部安装有上冲座套9、上冲座8，模具上冲50安装在上冲座上。模具上冲位于中模上方，模具上冲的下端正对下方的中模用于装粉料的位置。上冲座8在上冲座套9内滑动，为防止上冲座转动，安装有滑动键。上冲座安装有弹簧，通过调节垫块28在滑块内的位置，可调节缓冲力的大小。在上冲座套内增减垫块，可调节缓冲的距离。

请参看图12，顶料凸轮的微调结构和原理示意图。结合前面所述，顶料轴上安装有顶料凸轮33。顶料凸轮位于模架下面，与模架的滚子相接。顶料凸轮为镶块结构，包括凸轮本体54和安装在凸轮本体上的凸轮镶块55，依不同的坯件高度，须安装不同的凸轮镶块。顶料凸轮包括顶料凸轮曲线，顶料凸轮曲线分为填料阶段56、模具下冲压制阶段57、上冲压制阶段58、顶出阶段59、推料阶段60。因本发明之设备中模是固定的，因而在压制成型周期中，坯件的出模位置、也就是说顶料凸轮的推料位置是恒定的。因而推料阶段设计在凸轮本体上。不同高度的坯件，其填料深度是不同的，同时为满足双向压制的要求，其压制时上冲进入中模的深度是不一样的、因此其模具下冲的运行曲线均不相同，因此顶料凸轮的其余工作曲线部分设计在凸轮镶块上。不同高度的产品，更换相应的凸轮镶块即可。为减少凸轮镶块的数量，依本设备的最大填料深度60MM，凸轮镶块的设计按出模行程的不同分为13、19、25、35、42MM五块，各镶块所适应的坯件在一定范围内可调。

同时为配合合适的顶料凸轮曲线与上冲成型曲线，减少产品的密度不均，本发明“基于曲轴冲床的干粉压制成型机”在顶料轴左端设计了微调装置：如图13(a)和(b)所示：微调齿轮17与微调链轮18为一对嵌合的齿轮，嵌合齿数为44齿，在设备调节过程中可调节微调齿轮与微调链轮的啮合角，可以调节模具上冲、模具下冲的运行相位角，从而实现上、模具下冲同时压制或三段式压制(模具上冲、模具下冲非同时压制加后压)，以达到坯件密度均衡。

4、送料装置

送料装置包括送料传动机构和料靴装置。

如图14、图15和图16所示，送料传动机构包括送料凸轮22、送料滚子23、送料臂46、送料轴47、长臂48、弹簧。送料凸轮22安装在曲轴右端曲轴右链轮的外侧。送料臂46和长臂48均固定在送料轴47上。送料臂安装于机床外侧，长臂位于机床内、滑块正后面。弹簧一端固定在机身上，另一端固定在送料臂上。送料臂通过送料滚子与送料凸轮紧贴。随着送料凸轮的转动，送料臂上下摆动，长臂和送料臂均固定在送料轴上，所以长臂随之前后摆动。

料靴装置包括送料板31、料靴29、送料导向条30、送料杆49、弹簧，还可包括料斗、料管。

模具安装完毕后，将送料板31安装在模架11上(可以是安装在中模压板上面)。送料板31上安装有送料导向条30，料靴29在送料导向条内可前后滑动。料靴的后部安装有铰链，通过送料杆49与送料传动机构的长臂相联。送料杆上加工有腰形长孔，可以依坯件不同调整。料靴随着送料凸轮22、送料臂46、长臂48同步运动。料靴的压紧由弹簧实现。料靴的中部左右各安装一条弹簧，弹簧的另一端固定在模架上，通过弹簧的压力使用料靴紧贴送料板，防止漏粉。

本发明的基于曲轴冲床的干粉压制成型机为全自动干粉压制成型机，其组成部分(配套部分)还有润滑部分、电气控制箱、防护部分。

润滑部分：机床的润滑主要采用手动油泵集中润滑。调节分配器上的调节螺钉，可以调节进入各位置的油量比。

二、模具的安装与调试：

(1)模具的安装

结合前面所述，先通过计算，确定模具的各部分尺寸及坯件的尺寸：坯件的外高、内深、模具下冲的填料深度、模具型芯的填料深度，确定上冲弹簧的浮动距离、所需的凸轮镶块的类别。

首先将所需的凸轮镶块装好。再按模具型芯、模具下冲、中模、模具上冲的顺序将模具装好。

模具型芯通过模具型芯调节螺杆由弹簧支承。其上下限分别由模具型芯吊杆11-19上的模具型芯填料调节螺母11-17和内高调节螺圈11-21控制。

模具下冲通过模具下冲座固定在连结体上。

中模通过中模固定板11-13固定在模架的中模板11-1上。

模具上冲安装在上冲座8上，由弹簧浮动。

(2)调试时，先点动电机，将滚子运行到顶料凸轮的出模位置(最高点),再调节连结体，将模具下冲调至与中模面相平，后锁紧连结体及模具下冲座。

将模具上冲调高，点动压制。参考压制的坯件，和所需的坯件尺寸比较，调节机床和模架各部位，至成形的坯件符合图纸的坯件尺寸要求。

注意：在开始调试时，应每次只调一点点，小心、逐步调节，避免损伤模具。

调好的试样，应试烧成，以使坯件密度一致，并符合图纸要求。

坯件试烧后，如不符合图纸要求，应作进一步的调整。如增减外高、增减内高、增减填料深度、增减模具型芯的填料深度等，以使烧后的产品密度一致，并符合图纸要求。

如有必要，可调节微调齿轮与微调链轮的啮合角，可以调节模具上冲、模具下冲的运行相位角，从而实现模具上冲、模具下冲同时压制或三段式压制(模具上冲、模具下冲非同时压制加后压)。

三、工作原理和实现方法

如图1所示，为一个坯件的压制和成型过程。成型过程可分为四个阶段：填料阶段、上冲预压阶段、模具型芯浮动双向压制阶段、保压顶出阶段。

填料阶段：模具上冲在最高点、模具上冲的弹簧的作用下呈向下弹出状态，模具下冲在最低点(所需的填料深度点)，模具型芯在弹簧的作用下处于最上点。

上冲预压阶段：模具上冲在弹簧的作用下，进入装有粉料的中模，对模具型芯上部的粉料进行预压。

模具型芯浮动双向压制阶段：在此阶段，模具上冲、模具下冲头对粉料进行双向压制：模具上冲在曲轴的作用下向下运动、模具下冲头在顶料凸轮的作用下向上运动。在此同时，模具型芯在模具上冲(通过模具型芯上的受压缩粉料)的作用下、克服弹簧力的作用向下浮动，形成摩擦压制。

通过改变模具上冲、模具下冲加压的时间，可实现非同时三段压制(预压、同步压和顶压)，从而使成型密度均匀。

保压顶出阶段：压制终了，滑块向上退回，模具上冲在弹簧作用下弹出、对产品保压，模具下冲向上顶出产品。坯件在模具上冲、模具下冲的保护下脱出中模，从而有效地消除毛坯在脱模时因膨胀产生的开裂。

相对应的机床工作压制曲线如图2所示。各字母指示：A.上冲滑块曲线,B.上冲预压曲线,C.上冲保压曲线,D.中模面,E.模具下冲曲线,F.模具下冲压制线,G.进料曲线,H.最大填料深度60mm,I.送料100。

模具上冲在曲轴、连杆、滑块的带动下运动。上冲的行程为90mm,冲头每上下一次即为一次压制过程。因上冲滑块是由曲柄滑块机构驱动，所以上冲滑块的运动曲线(上冲滑块曲线A)是一条正弦曲线。模具上冲因安装有弹簧，因而在初压时对粉料预压，在产品出模阶段，模具上冲在弹簧的作用下对坯件保护脱模。

中模是固定不动的，其运动曲线为一水平曲线。

模具下冲的动作比较复杂，可以分为四段：填料阶段、模具下冲压制阶段、上冲压制阶段、脱模阶段。模具下冲的运动曲线是由安装在顶料轴上的顶料凸轮实现的。凸轮为镶块结构，依不同的坯件高度，须安装不同的凸轮镶块。同时，因顶料轴上安装有微调链轮和微调齿轮，通过调节微调链轮与微调齿轮上齿轮的啮合位置，可以调节上模具下冲加压和脱模的时间，从而调节坯件的密度和减少坯件出模开裂。

同时为适用于大长径比产品的成型，采用了先进的非同时双向加压+模具型芯摩擦压制+后压的复合压制方式，同时上模具下冲加压的时间可以依不同的坯件进行调节，使坯件的密度均匀。

本发明的技术方案要点补充说明如下：

1.将普通曲轴冲床依需要进行定制改装：修改曲轴设计、工作台面降低，下部增加顶料轴等。

2.在冲床背部如图4所示位置安装电动机及减速机。减速机采用使用可靠、维修简单的摆线针轮减速机。电动机与减速机皮带传动。依使用需要可增加离合及刹车装置，以提高安全性能。

3.模具上冲安装于机床滑块上，随滑块上下运动。

4.曲轴左右各安装一个链轮。曲轴右链轮与减速机轴链轮传动，曲轴左链轮、微调链轮将动力传至冲床下部的顶料轴，通过顶料轴上的顶料凸轮，作用于模架上的运动组件，以获得所需的模具下冲动作。

5.通过曲轴左链轮、曲轴右链轮、送料凸轮将动力传送到机床后面的送料轴，通过安装于送料轴上的偏心盘或长臂，带动送料杆，推动送料板上的料靴动作，以完成自动送料。

以上所述仅为本发明的优选实施例，本发明的保护范围不限于此，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于曲轴冲床的干粉压制成型机，其特征是，包括曲轴冲床装置、驱动传动装置、压制装置、送料装置。

2.根据权利要求1所述的基于曲轴冲床的干粉压制成型机，其特征是，

所述曲轴冲床装置包括机身、安装在机身上部的曲轴、连接曲轴的连杆、连接连杆的球头丝杆、连接球头丝杆的滑块；所述滑块通过V型导轨安装在机身上且能沿V型导轨上下滑动；所述机身下部设有固定式工作台面；

所述驱动传动装置包括电动机、减速机、连接电动机和减速机的三角传动带、曲轴右链轮、连接减速机和曲轴右链轮的传动链二、曲轴左链轮、微调链轮、连接曲轴左链轮和微调链轮的传动链一、顶料轴；所述电动机和减速机均安装在机身上，曲轴左链轮和曲轴右链轮分别安装在曲轴的左右两端，微调链轮安装在顶料轴的左端，顶料轴安装在机身下部。

3.根据权利要求2所述的基于曲轴冲床的干粉压制成型机，其特征是，

所述压制装置包括模具、安装在固定式工作台面上的模架、安装在顶料轴上的顶料凸轮；

所述模架包括中模板、立柱、连结体、基板、滑动套、滑动体、滚子；所述基板安装在固定式工作台面上，立柱的下端安装在基板上，中模板安装在立柱的上端；滑动套固定安装在基板上，滑动体位于滑动套内且能沿滑动套上下滑动；连结体安装在滑动体上端，滚子安装在滑动体下端；

所述模具包括上冲组件、中模压板、中模固定板、中模、模具下冲、模具型芯、模具型芯填料调节螺母、模具型芯固定板、模具型芯吊杆、内高调节螺圈；

所述模具下冲安装在连结体上，所述中模通过中模固定板、中模压板固定安装在中模板上，中模压板位于中模固定板上面；模具型芯固定在模具型芯固定板上，模具型芯吊杆的上端安装在中模固定板上；模具型芯吊杆的下端依次穿过模具型芯填料调节螺母、模具型芯固定板后与内高调节螺圈连接；模具型芯吊杆下部设有外螺纹，模具型芯吊杆与模具型芯填料调节螺母的连接方式为螺纹连接，模具型芯填料调节螺母位于模具型芯固定板上面且通过调节模具型芯填料调节螺母能控制模具型芯的最上限位置；

所述上冲组件包括安装在滑块底部的上冲座套、安装在上冲座套内且能在上冲座套内滑动的上冲座、安装在上冲座上的模具上冲。

4.根据权利要求3所述的基于曲轴冲床的干粉压制成型机，其特征是，

所述连结体上部设有模具下冲座安装孔，所述模具下冲通过模具下冲座安装在连结体上，所述滑动体下端为叉形结构，叉形结构内安装有滚子轴和滚子；滑动体上部设有外螺纹，外螺纹上安装有填料调节螺圈；

模具型芯固定板与内高调节螺圈之间的模具型芯吊杆外围设有弹簧，通过弹簧能将模具型芯固定板弹起靠在模具型芯填料调节螺母上。

5.根据权利要求3所述的基于曲轴冲床的干粉压制成型机，其特征是，所述模具下冲下部设有外螺纹，连结体上设有与该外螺纹相配合的内螺纹，模具下冲与连结体为螺纹连接且通过旋转模具下冲能使模具下冲上下移动；所述顶料凸轮位于模架下面，顶料凸轮为镶块结构，包括凸轮本体和安装在凸轮本体上的凸轮镶块。

6.根据权利要求5所述的基于曲轴冲床的干粉压制成型机，其特征是，所述顶料凸轮包括顶料凸轮曲线，顶料凸轮曲线包括依次相接的填料阶段、模具下冲压制阶段、上冲压制阶段、顶出阶段、推料阶段。

7.根据权利要求3所述的基于曲轴冲床的干粉压制成型机，其特征是，

所述送料装置包括送料传动机构和料靴装置；送料传动机构包括送料凸轮、送料滚子、送料臂、送料轴、长臂；所述料靴装置包括送料板、料靴、送料导向条、送料杆、弹簧；所述送料凸轮安装在曲轴右端曲轴右链轮的外侧；所述送料臂的一端通过送料滚子与送料凸轮紧贴、另一端连接送料轴；机身上部设有送料轴安装孔，所述送料轴安装在机身上部的送料轴安装孔处；长臂的一端连接在送料轴上、另一端连接送料杆；

所述送料板安装在模架上；送料板上安装有送料导向条，料靴安装在送料导向条上且能沿送料导向条前后滑动；料靴通过铰链连接送料杆。

8.根据权利要求7所述的基于曲轴冲床的干粉压制成型机，其特征是，所述送料杆上加工有腰形长孔，料靴的中部左右各安装一条弹簧，弹簧固定在模架上，通过弹簧的压力能使料靴紧贴送料板。

9.根据权利要求2所述的基于曲轴冲床的干粉压制成型机，其特征是，所述机身为固定台结构；所述固定式工作台面与机身底面平行；机身下部设有用于安装顶料轴的顶料轴安装孔；所述顶料轴右端微调链轮外侧设有能和微调链轮啮合在一起的微调齿轮，通过调节微调齿轮与微调链轮的啮合角，能调节模具上冲、模具下冲的运行相位角。

10.一种干粉压制成型方法，采用权利要求1至9中任一项所述的基于曲轴冲床的干粉压制成型机，包括如下步骤：

①填料：操作干粉压制成型机，使模具上冲位于最高点、模具下冲处在所需填料深度的最低点、模具型芯在弹簧的作用下处于最上点；启动送料装置，将粉料填入中模中；

②上冲预压：模具上冲进入装有粉料的中模，对模具型芯上部的粉料进行预压；

③双向压制：通过模具上冲和模具下冲对粉料进行双向压制：模具上冲在曲轴的作用下向下运动、模具下冲在顶料凸轮的作用下向上运动；同时，模具型芯在模具上冲的作用下向下浮动，形成摩擦压制；

④保压顶出：压制终了，滑块向上退回，模具上冲在弹簧作用下弹出、进行保压；模具下冲向上顶出压制好的坯件，坯件在模具上冲、模具下冲的保护下脱出中模。