CN105215355A - 粉末冶金模具弹性变形补偿机构及其工作过程 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉末冶金模具弹性变形补偿机构及其工作过程。包括设置在下外冲支撑座（7）下部的驱动下外冲支承座（7）运动的油缸（8），所述下外冲支撑座（7）上部设置有下外冲浮动模板（6），所述下外冲浮动模板（6）支撑下外冲（4）并使下外冲（4）随同下外冲浮动模板（6）上下运动；所述油缸（8）外接伺服控制装置。本发明利用伺服液压驱动及位置传感器反馈位置闭环控制系统,可实现高精度的压力、位置及同步控制，配合高响应运动控制器，系统重复定位精度可达0.05mm。

Description

粉末冶金模具弹性变形补偿机构及其工作过程

技术领域

本发明涉及一种粉末冶金模具弹性变形补偿机构及其工作过程，属于粉末冶金技术领域。

背景技术

粉末冶金产品成型过程中，使用多层模冲成型时，模冲长度不一样，而模冲成型段成型方向所受压强一致，根据弹性变形关系，模冲的弹性变形量不同。当上冲回程撤回压力时，弹性变形大的下模冲将制品顶离弹性变形小的模冲，导致制品在脱模时因部分区域无有效支撑而产生裂纹。

现有技术中没有补偿系统，脱模开始还为结束之前，回弹大的下模冲将制品顶离下外冲及下内冲。脱模开始后未结束之前，凹模下拉，由于制品下外冲及下内冲成型段已无模冲支撑，凹模模腔与制品间的摩擦力导致制品变形破坏，造成质量不合格。

发明内容

本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种能在脱模过程中形成对制品良好支撑的粉末冶金模具弹性变形补偿机构及其工作过程。

为此本发明采用的技术方案是：本发明包括设置在下外冲支撑座（7）下部的驱动下外冲支承座（7）运动的油缸（8），所述下外冲支撑座（7）上部设置有下外冲浮动模板（6），所述下外冲浮动模板（6）支撑下外冲（4）并使下外冲（4）随同下外冲浮动模板（6）上下运动；所述油缸（8）外接伺服控制装置。

所述伺服控制装置包括检测油缸（8）位置状态的位置传感器，所述位置传感器连接运动控制器并将位置传感器检测到的信息反馈给运动控制器，所述运动控制器连接伺服电机，所述伺服电机连接油泵并调节油泵的泵油量，所述油泵连接至所述油缸（8）。

油缸（8）上的油缸活塞（11）外设置有限位螺母（12），所述限位螺母（12）在活塞（11）上的位置可调，所述油缸（8）内设有止动限位螺母（12）的台阶。

所述下外冲（4）内设下内冲（5），所述上外冲（4）、下内冲（5）形成对制品（3）的支撑，上外冲（4）的长度短于下内冲的（5）的长度。

本发明的优点是：1）全新利用伺服液压驱动及位置传感器反馈位置闭环控制系统,可实现高精度的压力、位置及同步控制，配合高响应运动控制器，系统统重复定位精度可达0.05mm。

2）独自采用伺服电机驱动的液压泵，按需供油，在待机时电机无转动，几乎不消耗电能，节能效果显著；精确控制伺服电机的扭矩和转速，实现高精度的压力和流量控制；热平衡温度低，电机按需运转，几乎无温升和噪音，液压元件寿命长。

3）采用两种模式的行程控制方式，即行程位置伺服闭环控制模式及机械无级可调止档控制模式，控制形式全面、合理；

4）执行油缸设置在模板下方，减少粉尘对执行元件污染，而同类机构设计在模板上方。改变了以往不合理的设计结构形式。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中油缸处放大图。

图中1为上冲、2为凹模、3为制品、4为下外冲、5为下内冲、6为下外冲浮动模板、7为下外冲支承座、8为油缸、9为固定模板、10为下连接板、11为活塞、12为限位螺母。

具体实施方式

本发明包括设置在下外冲支撑座7下部的驱动下外冲支承座7运动的油缸8，所述下外冲支撑座7上部设置有下外冲浮动模板6，所述下外冲浮动模板6支撑下外冲4并使下外冲4随同下外冲浮动模板6上下运动；所述油缸8外接伺服控制装置，所述油缸8设置在固定模板9上，固定模板9下部设置下连接板10。

所述伺服控制装置包括检测油缸8位置状态的位置传感器，所述位置传感器连接运动控制器并将位置传感器检测到的信息反馈给运动控制器，所述运动控制器连接伺服电机，所述伺服电机连接油泵并调节油泵的泵油量，所述油泵连接至所述油缸8。

油缸8上的油缸活塞11外设置有限位螺母12，所述限位螺母12在活塞11上的位置可调，所述油缸8内设有止动限位螺母12的台阶。

所述下外冲4内设下内冲5，所述上外冲4、下内冲5形成对制品3的支撑，上外冲4的长度短于下内冲的5的长度。

下面对本发明作出进一步说明：

本发明：1）在下外冲支撑座7下方设置油缸8，控制油缸8运动的液压伺服控制装置包含一的伺服电机驱动的油泵电机，可调压的单向电磁阀，溢流阀。

2）凹模2安装在凹模板上，上冲1对凹模2腔体内粉末施压，压制出制品3；下外冲4及下内冲5分别负责制品3下表面的两个台阶；下外冲4比下内冲5短，故在压制受力过程中，两个冲头所产生的弹性变形不一样；根据弹性变形理论，在受同样压强的压制力时，长度与弹性变形量成正比，故下内冲5比下外冲4变形量大。

3）压制结束后，上冲1撤压返回；此时实施在下冲1的压制力也撤销，故弹性释放，此时变形量大的下内冲5会将制品3向上顶，并使制品3离开下外冲4。

4）脱模开始前，伺服电机驱动油泵向油缸8内注油，油缸7推动下外冲支撑座7及下外冲浮动模板6向上顶起，支撑住被加工的制品3，确保制品3在脱模时不会因脱离下外冲4的支撑而产生裂纹造成不良品。

本发明油缸8的行程可以通过位置传感器反馈给运动控制器，运动控制器控制着伺服电机的运动与进给。伺服电机带动油泵给弹性变形系统进给适量的恰当的液压油。油缸8的行程又由位置传感器测量然后由控制器与输入的行程进行比较，由此形成一行程闭环系统；所需行程可以通过触摸屏输入。

进一步的本发明的行程也可以切换成机械止档模式。弹性变形补偿的行程可以通过调节弹性变形行程限位螺母12来进行控制；具体数据又可以通过位置传感器反馈到触摸屏里并读出。

本发明采用伺服液压系统及终端位置传感器实现大闭环控制弹性变形补偿量，可以通过人机交互系统直接无级调整补偿量，控制精度0.05mm；考虑到补偿系统的实际使用行程可能很小，只有<2mm以内的行程，为预防在高速循环下，伺服控制系统的数据读取反馈导致不稳定，从而单独设计机械行程限位，可以自由切换行程控制模式。

Claims (6)

1.粉末冶金模具弹性变形补偿机构，其特征至于，包括设置在下外冲支撑座（7）下部的驱动下外冲支承座（7）运动的油缸（8），所述下外冲支撑座（7）上部设置有下外冲浮动模板（6），所述下外冲浮动模板（6）支撑下外冲（4）并使下外冲（4）随同下外冲浮动模板（6）上下运动；所述油缸（8）外接伺服控制装置。

2.根据权利要求1所述的粉末冶金模具弹性变形补偿机构，其特征至于，所述伺服控制装置包括检测油缸（8）位置状态的位置传感器，所述位置传感器连接运动控制器并将位置传感器检测到的信息反馈给运动控制器，所述运动控制器连接伺服电机，所述伺服电机连接油泵并调节油泵的泵油量，所述油泵连接至所述油缸（8）。

3.根据权利要求1所述的粉末冶金模具弹性变形补偿机构，其特征在于，油缸（8）上的油缸活塞（11）外设置有限位螺母（12），所述限位螺母（12）在活塞（11）上的位置可调，所述油缸（8）内设有止动限位螺母（12）的台阶。

4.根据权利要求1所述的粉末冶金模具弹性变形补偿机构，其特征在于，所述下外冲（4）内设下内冲（5），所述上外冲（4）、下内冲（5）形成对制品（3）的支撑，上外冲（4）的长度短于下内冲的（5）的长度。

5.根据权利要求1所述的粉末冶金模具弹性变形补偿机构，其特征在于，所述油缸（8）个数为两个，对称的设置在下外冲支撑座（7）下方，并由固定模板（9）支承。

6.粉末冶金模具弹性变形补偿机构的工作过程，其特征在于，按照以下步骤进行：

1）脱模前，首先根据情况选择补偿模式，即伺服控制装置模式或机械行程模式，模式选择好后，确定补偿行程；

2）脱模时，如果选择伺服控制装置模式，通过位置传感器实时检测油缸（8）的位置，并将检测到的信息传输给运动控制器，运动控制器控制着伺服电机的运动与进给；伺服电机带动油泵给油缸（8）的液压油；油缸（8）的行程又由位置传感器测量然后由控制器与输入的行程进行比较，由此形成一行程闭环系统，直至油缸（8）运动到指定位置；

如选择机械行程模式，调整好限位螺母（12）的位置，该位置形成的补偿行程可由位置传感器反馈到触摸屏里并读出；

3）油缸（8）带动下外冲支撑座（7）、下外冲浮动模板（6）向上运动，对制品（3）进行支撑；

4）脱模结束后，油缸（8）回位，进行下一循环。