CN106346825A - 自动半连续粉末压制模具及其粉末压制方法 - Google Patents

自动半连续粉末压制模具及其粉末压制方法 Download PDF

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贾红战
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Abstract

本发明公开了一种自动半连续粉末压制模具，包括底塞、垫片、套筒、细压杆、粗压杆、旋转进料机和进料漏斗，以及设置在一底架上的三组用于分别控制套筒、细压杆和粗压杆沿轴向线性往复运动的第一活动机构、第二活动机构和第三活动机构；底塞固定在底架一侧侧壁上；旋转进料机和进料漏斗与套筒通过支架设置在同一活动机构上随同套筒同步往复运动；该自动半连续粉末压制模具通过各组成部件之间的相互配合实现自动进料、自动压制、自动脱模等操作程序，实现粉末的自动压制，提高了粉末压制生产效率，降低了劳动强度。

Description

自动半连续粉末压制模具及其粉末压制方法
技术领域
本发明涉及机械工具技术领域，特别涉及一种自动半连续粉末压制模具及其粉末压制方法。
背景技术
将粉末压制成长筒圆柱形固体时，需要特殊的压制模具，针对这个问题，已经申请了适用发明专利—粉末压制模具(ZL 2015 2 0408207.2)；但是由于该模具是纯手工操作，每天的生产量仅仅十几根，而且劳动强度大，无法满足大规模压制的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现粉末自动进料压制、脱模等工序，最终得到压制成模的圆柱形固体的自动半连续粉末压制模具。
本发明的另一目的是提供一种采用上述自动半连续粉末压制模具实现的粉末压制方法。
为此，本发明技术方案如下：
一种自动半连续粉末压制模具，包括底塞、垫片、套筒、细压杆、粗压杆、旋转进料机和进料漏斗；其中：
套筒由依次连接并一体成型的细套筒和粗套筒构成；
在邻近细套筒的粗套筒侧壁上开设有进料口；底塞封堵在细套筒的开口端；底塞中心开设有第一透气孔；设置在细套筒内且贴于底塞的内侧面上；在垫片上开设有2～4个均布的第二透气孔，且第一透气孔和第二透气孔交错设置；第一透气孔和第二透气孔用于排出套筒腔内的空气同时避免粉末堵塞排气孔道；
粗压杆套装在套筒内侧，且中心开设有轴向通孔；细压杆套装在粗套筒内侧；粗压杆在粗套筒内往复运动，细压杆在细套筒和粗压杆内往复运动，将待压制粉末推入细套筒内并压制成型；
为实现模具自动进料，该压制模具设置有旋转进料机和进料漏斗；具体地，进料漏斗包括大开口部和进料通道，进料通道斜向粗套筒方向设置在进料口处；旋转进料机与进料通道同向设置并位于进料通道内，使待压制粉末通过进料漏斗首先输送至粗套筒内。
为实现模具自动压制和自动脱模，该自动半连续粉末压制模具还包括设置在一底架上的三组用于分别控制套筒、细压杆和粗压杆沿轴向线性往复运动的第一活动机构、第二活动机构和第三活动机构；底塞固定在底架一侧侧壁上；旋转进料机和进料漏斗与套筒通过支架设置在同一活动机构上随同套筒同步往复运动。进一步地，底塞为一自顶面开设有一环形凹槽的圆柱体，其内侧圆柱体外径与细套筒内径一致，环形凹槽槽宽与细套筒侧壁厚度相适应；在内侧圆柱体的侧壁上设置有1～2道密封圈，使底塞与套筒之间形成密封。
进一步地，粗套筒与细套筒连接的端部加工有一过渡锥面；进料口设置在过渡锥面上。
进一步地，粗压杆外径与粗套筒内径一致；细压杆外径与细套筒内径一致，且与粗套筒中心轴向通孔内径一致；在粗压杆位于套筒内侧的端部侧壁上设有至少两道密封圈，使粗压杆外壁与套筒内壁之间形成密封。
进一步地，细套筒内径与带压制成型固体的外径一致。
进一步地，粗压杆的长度与粗套筒长度一致；细压杆的长度与套筒的总长度一致。
进一步地，第一活动机构、第二活动机构、第三活动机构和旋转进料机通过PLC控制，实现自动添加、自动压制和自动脱模。
该粉末压制模具还可以根据需要增加配料罐、能够实现一定比例混合配制的原料计量泵送装置等。
一种使用上述自动半连续粉末压制模具实现的粉末压制方法，包括下述步骤：
S1、自动进料：计量泵送装置启动，依据设定的进料量和进料速度向配料罐内泵送单次压制量的粉末，并通过旋转进料机6将粉末输送至粗套筒302内；
S2、自动压制：第三活动机构启动并以不大于2cm/s的速度推动粗压杆5向细套筒301方向运动，粗压杆5将待压制粉末推入细套筒301，当粗压杆5运动至粗套筒302锥面处时，第三活动机构停止工作；第二活动机构启动并以与推动粗压杆5相同的速度推动细压杆4向细套筒301方向运动，细压杆4将待压制粉末推至底塞1处，当细压杆4不再运动时，第二活动机构以不超过35MPa推力进行挤压压制，且挤压压制时间不少于2min，这一推力通过细压杆4传递至粉末上，使其压制成型；
S3、自动脱模：第一活动机构启动并以不大于2cm/s的速度带动套筒3逐渐与底塞1分离直至粉末压制成型的固体完全脱离套筒3；
S4、取走压制成型固体；最后第一活动机构、第二活动机构和第三活动机构启动，带动套筒3、细压杆4和粗压杆5恢复至初始位置。
与现有技术相比，该自动半连续粉末压制模具通过各组成部件之间的相互配合实现自动进料、自动压制、自动脱模等操作程序，实现粉末的自动压制，提高了粉末压制生产效率，降低了劳动强度。
附图说明
图1为本发明的自动半连续粉末压制模具的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
如图1所示，该自动半连续粉末压制模具，包括底塞1、垫片2、套筒3、细压杆4、粗压杆5、旋转进料机6和进料漏斗7；其中：
套筒3由依次连接并一体成型的细套筒301和粗套筒302构成；粗套筒302端部侧壁向内逐渐收缩加工为一过渡至细套筒301端部的锥面；细套筒301内径与预设粉末压制成型的棒状固体的外径一致；粗套筒302内径一般设计为细套筒内径的1.5倍；在粗压杆5位于套筒3内侧的端部侧壁上设有两道密封圈501，使粗压杆5外壁与套筒3内壁之间形成密封；
在套筒3内设置有粗压杆5和细压杆4，粗压杆5中心开设有轴向通孔；粗压杆5外径与粗套筒302内径一致细压杆4外径与细套筒301内径一致，且与粗套筒302中心轴向通孔内径一致；粗压杆5的长度与粗套筒302长度一致，细压杆4的长度与套筒3的总长度一致；粗压杆5套装在套筒3内侧，细压杆4套装在粗套筒302内侧，使细压杆4能够在粗压杆5中心轴向通孔内和细套筒301内往复运动，粗压杆5在粗套筒302内往复运动；由于粗套筒302与细套筒301连接端加工为锥面，因此，在压制粉末过程中，粗压杆5往复运动至锥面处停止，由细压杆4继续推动粉末进行压制；为避免粗套筒内存在粉末残留，粗压杆5位于套筒3内侧的端部加工为与粗套筒302端部内壁处锥面相互配合的锥形，使粗压杆停止推动粉末时，粗压杆5锥形端部刚好完全与粗套筒302内壁上的锥面贴合；
底塞1为一自顶面开设有一环形凹槽的圆柱体，其内侧圆柱体外径与细套筒301内径一致，环形凹槽槽宽与细套筒301侧壁厚度相适应，使底塞1开槽面封堵在细套筒301的开口端；在内侧圆柱体的侧壁上设置有一道密封圈101，使底塞1与套筒3之间形成密封；
垫片2设置在细套筒301内且贴于底塞1的内侧面上；底塞1中心开设有第一透气孔101；垫片2上开设有2～4个均布的第二透气孔201，且第一透气孔101和第二透气孔201交错设置；
在粗套筒302锥形侧壁上开设有进料口；进料漏斗7包括大开口部701和进料通道702，大开口部容积与该模具的最大粉末压制量相适应，进料通道702斜向粗套筒302方向设置在进料口处；旋转进料机6与进料通道702同向设置并位于进料通道内，使待压制粉末通过进料漏斗7首先输送至粗套筒302内；
在旋转进料机6上方设置有配料罐和至少一个计量泵送装置，每个计量泵送装置一端通过管路与配料罐连通、另一端通过管路连接至原料罐，通过计量泵送装置向配料罐中输送计算好量的待压制粉末；
为实现模具自动压制和自动脱模，该自动半连续粉末压制模具还包括设置在一底架上的三组用于分别控制套筒3、细压杆4和粗压杆5沿轴向线性往复运动的第一活动机构、第二活动机构和第三活动机构；底塞1固定在底架一侧侧壁上；旋转进料机6和进料漏斗7与套筒3通过支架设置在同一活动机构上随同套筒3同步往复运动；各活动机构与旋转进料机6连接至电机，电机用于提供动力；
其中，第一活动机构、第二活动机构、第三活动机构、旋转进料机6以及计量泵送装置均通过PLC控制，分别对第一活动机构、第二活动机构、第三活动机构的往复运动行程、运动时间进行设定，对旋转进料机6以及计量泵送装置的启动时间进行设定，最终实现自动添加、自动压制和自动脱模。
使用该自动半连续粉末压制模具进行粉末压制的方法：
保证该压制模具的各组成部件均处于如图1所示的初始位置上，将计量泵送装置通过管路连接至原料罐上，启动电机和PLC控制系统；
S1、自动进料：计量泵送装置启动，依据设定的进料量和进料速度向配料罐内泵送单次压制量的粉末，并通过旋转进料机6将粉末输送至粗套筒302内；
S2、自动压制：第三活动机构启动并以不大于2cm/s的速度推动粗压杆5向细套筒301方向运动，粗压杆5将待压制粉末推入细套筒301，当粗压杆5运动至粗套筒302锥面处时，第三活动机构停止工作；第二活动机构启动并以与推动粗压杆5相同的速度推动细压杆4向细套筒301方向运动，细压杆4将待压制粉末推至底塞1处，当细压杆4不再运动时，第二活动机构以不超过35MPa推力进行挤压压制，且挤压压制时间不少于2min，这一推力通过细压杆4传递至粉末上，使其压制成型；
S3、自动脱模：第一活动机构启动并以不大于2cm/s的速度带动套筒3逐渐与底塞1分离直至粉末压制成型的固体完全脱离套筒3；
S4、取走压制成型固体；最后第一活动机构、第二活动机构和第三活动机构启动，带动套筒3、细压杆4和粗压杆5恢复至初始位置。

Claims (9)

1.一种自动半连续粉末压制模具，其特征在于，包括：底塞(1)、垫片(2)、套筒(3)、细压杆(4)、粗压杆(5)、旋转进料机(6)和进料漏斗(7)；其中，套筒(3)由依次连接并一体成型的细套筒(301)和粗套筒(302)构成；在邻近细套筒(301)的粗套筒(302)侧壁上开设有进料口；底塞(1)封堵在细套筒(301)的开口端；底塞(1)中心开设有第一透气孔(101)；垫片(2)设置在细套筒(301)内且贴于底塞(1)的内侧面上；垫片(2)上开设有2～4个均布的第二透气孔(201)，且第一透气孔(101)和第二透气孔(201)交错设置；粗压杆(5)套装在套筒(3)内侧，且中心开设有轴向通孔；细压杆(4)套装在粗套筒(302)内侧；进料漏斗(7)包括大开口部(701)和进料通道(702)，进料通道(702)斜向粗套筒(302)方向设置在进料口处；旋转进料机(6)与进料通道(702)同向并设置在进料通道内，使待压制粉末通过进料漏斗(7)首先输送至粗套筒(302)内。
2.根据权利要求1的自动半连续粉末压制模具，其特征在于，还包括设置在一底架上的三组用于分别控制套筒(3)、细压杆(4)和粗压杆(5)沿轴向线性往复运动的第一活动机构、第二活动机构和第三活动机构；底塞(1)固定在底架一侧侧壁上；旋转进料机(6)和进料漏斗(7)与套筒(3)通过支架设置在同一活动机构上随同套筒(3)同步往复运动。
3.根据权利要求1或2的自动半连续粉末压制模具，其特征在于，底塞(1)为一自顶面开设有一环形凹槽的圆柱体，其内侧圆柱体外径与细套筒(301)内径一致，环形凹槽槽宽与细套筒(301)侧壁厚度相适应；在内侧圆柱体的侧壁上设置有1～2道密封圈(101)，使底塞(1)与套筒(3)之间形成密封。
4.根据权利要求1或2的自动半连续粉末压制模具，其特征在于，粗套筒(302)与细套筒(301)连接的端部加工有一过渡锥面；进料口设置在过渡锥面上。
5.根据权利要求1或2的自动半连续粉末压制模具，其特征在于，粗压杆(5)外径与粗套筒(302)内径一致；细压杆(4)外径与细套筒(301)内径一致，且与粗套筒(302)中心轴向通孔内径一致；在粗压杆(5)位于套筒(3)内侧的端部侧壁上设有至少两道密封圈(501)，使粗压杆(5)外壁与套筒(3)内壁之间形成密封。
6.根据权利要求1或2的自动半连续粉末压制模具，其特征在于，细套筒(301)内径与带压制成型固体的外径一致。
7.根据权利要求1或2的自动半连续粉末压制模具，其特征在于，粗压杆(5)的长度与粗套筒(302)长度一致；细压杆(4)的长度与套筒(3)的总长度一致。
8.根据权利要求2的自动半连续粉末压制模具，其特征在于，第一活动机构、第二活动机构、第三活动机构和旋转进料机(6)通过PLC控制，实现自动添加、自动压制和自动脱模。
9.一种使用权利要求8所述的自动半连续粉末压制模具实现的自动半连续粉末压制方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1、自动进料：计量泵送装置启动，依据设定的进料量和进料速度向配料罐内泵送单次压制量的粉末，并通过旋转进料机(6)将粉末输送至粗套筒(302)内；
S2、自动压制：第三活动机构启动并以不大于2cm/s的速度推动粗压杆(5)向细套筒(301)方向运动，粗压杆(5)将待压制粉末推入细套筒(301)，当粗压杆(5)运动至粗套筒(302)锥面处时，第三活动机构停止工作；第二活动机构启动并以与推动粗压杆(5)相同的速度推动细压杆(4)向细套筒(301)方向运动，细压杆(4)将待压制粉末推至底塞1处，当细压杆(4)不再运动时，第二活动机构以不超过35MPa推力进行挤压压制，且挤压压制时间不少于2min，这一推力通过细压杆(4)传递至粉末上，使其压制成型；
S3、自动脱模：第一活动机构启动并以不大于2cm/s的速度带动套筒(3)逐渐与底塞(1)分离直至粉末压制成型的固体完全脱离套筒(3)；
S4、取走压制成型固体；最后第一活动机构、第二活动机构和第三活动机构启动，带动套筒(3)、细压杆(4)和粗压杆(5)恢复至初始位置。
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