CN107377728A - 旋压钼坩埚快速脱模模芯装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于难熔金属器材制备领域，具体涉及旋压钼坩埚快速脱模模芯装置。所述装置包括：主轴、主轴固定盘、冷却组件、连接件、芯模体、顶出杆、顶出组件；其中，所述冷却组件，设置于所述主轴、所述主轴箱固定盘中以及所述主轴与所述主轴固定盘之间，用于向所述钼坩埚的模型的内部供给冷却液以冷却所述模型。本发明内设有冷却组件，解决了现有钼坩埚在加热旋压完成后，由于芯模体热膨胀系数比钼的大，热状态下单独采用机械顶出机构难以脱模的问题，并且避免了热状态下使用机械顶出机构容易造成钼坩埚开裂的问题。

Description

旋压钼坩埚快速脱模模芯装置

技术领域

本发明属于难熔金属器材制备领域，具体涉及旋压钼坩埚快速脱模模芯装置。

背景技术

钼坩埚为大长径比小锥度薄壁回转体，属难脱模旋压件。同时钼坩埚在旋压过程中，因需要对坯料加热，所以坩埚与芯模体贴紧后，芯模体受热膨胀，而芯模体材料一般为钢，且钢比钼的热膨胀系数大，旋压完成后因热膨胀系数不同，钼坩埚会箍在芯模体上不易取下。因此，热状态下单独使用机械顶出机构很难使钼坩埚脱模，必须等待芯模完全冷却才能脱模；所以生产效率低，并且热状态下使用机械顶出机构容易造成钼坩埚开裂等质量问题。

因此，在钼坩埚的旋压生产中，需要研发出一种可快速有效地将钼坩埚从芯模上取下脱模、结构简单的装置。

发明内容

本发明提供了旋压钼坩埚快速脱模模芯装置，该芯模装置设有冷却组件，能够快速降低热旋压钼坩埚后芯模体的温度，使钼坩埚易于脱模、避免顶出时开裂。

本发明是通过以下的技术方案实现的：

旋压钼坩埚快速脱模模芯装置，所述装置包括：主轴、主轴固定盘、冷却组件、连接件、芯模体、顶出杆、顶出组件；其中，所述主轴，一端与旋压设备传动机构连接；所述主轴固定盘，套设于所述主轴外部，用于固定所述主轴；所述连接件，固定于所述主轴的另一端，用于连接所述主轴和所述芯模体；所述顶出杆，套设于所述主轴的中空腔体内，用于顶出所述顶出组件；所述芯模体，内部套设有所述顶出组件，所述顶出组件的顶端部与所述芯模体共同形成所述钼坩埚的模型；所述冷却组件，设置于所述主轴、所述主轴箱固定盘中以及所述主轴与所述主轴固定盘之间，用于向所述钼坩埚的模型的内部供给冷却液以冷却所述模型。

在优选的实施方式中，所述主轴固定盘上设有通孔，所述冷却组件包括：进液接管嘴、两个密封圈、内部通路、出液接管嘴、出液管；其中，所述进液接管嘴，设置于所述通孔中；两个所述密封圈，分别套设于所述主轴外壁上，并位于所述主轴与所述主轴固定盘之间且位于所述进液接管嘴的两侧；所述内部通路，设置于所述主轴上，所述内部通路的一端设置于所述主轴的位于两个所述密封圈之间的外壁上，所述内部通路的另一端设置于所述主轴的另一端，并连接所述出液接管嘴；所述出液接管嘴连接所述出液管的一端，所述出液管的另一端伸至所述芯模体内部。

在优选的实施方式中，所述连接件包括：主轴连接盘，固定于所述主轴的另一端且部分伸出所述主轴；以及法兰盘，一端固定于所述主轴连接盘上，另一端与所述芯模体连接。

在优选的实施方式中，所述主轴连接盘上伸出所述主轴的部分设置有排液排气通孔，用于排出所述芯模体内多余的冷却液和气体。

在优选的实施方式中，所述法兰盘的内环壁比所述主轴连接盘的内环壁更靠近所述主轴的中轴线，所述法兰盘的内环壁比所述芯模体的底端部的内环壁更靠近所述主轴的中轴线。

在优选的实施方式中，所述内部通路呈L型。

在优选的实施方式中，所述顶出组件为空心圆柱体，且所述空心圆柱体的底端部中心具有向所述空心圆柱体外侧且沿所述空心圆柱体的轴向伸出的突出部，所述突出部与所述顶出杆水平对齐，所述空心圆柱体的周壁和所述空心圆柱体的底端部上具有长槽型空心结构。

在优选的实施方式中，所述突出部向所述空心圆柱体内侧且沿所述空心圆柱体的轴向延伸至所述空心圆柱体的顶端部。

在优选的实施方式中，所述内部通路为多个，更优选为3个。

本发明相比现有技术具有以下有益效果：

1、本发明是旋压钼坩埚快速脱模模芯装置，内设有冷却组件，解决了现有钼坩埚在加热旋压完成后，由于芯模体热膨胀系数比钼的大，热状态下单独采用机械顶出机构难以脱模的问题，并且避免了热状态下使用机械顶出机构容易造成钼坩埚开裂的问题。

2、本发明结构简单，容易实现，能有效解决旋压钼坩埚的难脱模问题，并提高旋压钼坩埚的生产效率和质量。

3、本发明适用于多种型号的旋压钼坩埚，均能取得理想的效果，提高了钼坩埚脱模效率，保证了钼坩埚质量。

附图说明

图1为旋压钼坩埚快速脱模模芯装置结构的主视示意图；

图2为图1的剖面示意图；

图3为图1的俯视示意图(半剖)；

其中：1-主轴固定盘；2-密封圈；3-主轴；4-进液接管嘴；5-主轴连接盘；51-排液排气通孔；52-主轴连接盘的内环壁；6-法兰盘；61-法兰盘的内环壁；7-出液接管嘴；8-出液管；9-芯模体；91-芯模体的底端部的内环壁；10-顶出杆；11-顶出组件；111-顶出组件的顶端部111；112-顶出组件的底端部；113-顶出组件的突出部；12-内部通路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明。

如图1-3所示，旋压钼坩埚快速脱模模芯装置，包括：主轴3、主轴固定盘1、冷却组件、连接件、芯模体9、顶出杆10、顶出组件11；主轴3的外部套有主轴箱固定盘1，用于固定主轴3；主轴3通过连接件与芯模体9连接；主轴3内部套设有顶出杆10，芯模体内部套有顶出组件11；冷却组件设置于主轴3和主轴箱固定盘5中以及主轴3与主轴固定盘1之间。下面对各个部件一一进行说明。

主轴3，一端(即图2和3所示的左端，也可称为第一端)与旋压设备传动机构连接，主轴3为空心轴，其内部形成有轴向中空腔体，中空腔体内套设有顶出杆10，顶出杆10可在主轴3内沿主轴轴向滑动，从而使顶出杆10的顶端接触到顶出组件11，由此将顶出组件11推出芯模体内腔，即将钼坩埚脱模。为了便于顶出杆10接触到顶出组件11，顶出杆10的顶端优选为伸出所述主轴3的中空腔体。

为了保证主轴3的稳定性，在主轴3的外部套有主轴固定盘1，其为凸型环状体，分为窄外径部和宽外径部，该主轴固定盘1的窄外径部的环壁上设有与主轴固定盘1轴向垂直的通孔，该通孔用于固定冷却组件中的部分部件，比如下方提到的进液接管嘴4。主轴固定盘1不随主轴3同步转动，即设置在其上的进液接管嘴4保持不动。

连接件固定于主轴3的另一端(即图2和3所示的右端，也可称为第二端)，用于连接主轴3和芯模体9；连接件可以是任何将主轴和芯模体连接固定的部件，在本发明的实施例中，连接件包括：主轴连接盘5和法兰盘6。主轴连接盘5固定于主轴3的另一端(即主轴连接盘5安装在主轴3上的远离主轴固定盘1的一端)且部分伸出主轴3，其也为凸型环状体，分为窄外径部和宽外径部，其中宽外径部的部分伸出主轴3，主轴连接盘5中伸出主轴3的部分上设置有垂直于主轴连接盘5轴向的排液排气通孔51，用于将芯模体内多余的冷却液和降温过程中产生的蒸汽排出。法兰盘6，一端固定于主轴连接盘5上，另一端与芯模体9连接。另外，为了控制芯模体9内留有足够量的冷却液，法兰盘的内环壁61比主轴连接盘的内环壁52更靠近主轴3的中轴线，这样，只有在芯模体内的液位到达法兰盘的内环壁61所在的位置时，芯模体内多余的冷却液才可以漫过法兰盘的内环壁61，流到排液排气通孔51并从其中排出。另外，主轴3、主轴连接盘5、法兰盘6、芯模体9的依次连接，可以保证主轴连接盘5、法兰盘6、芯模体9全部随连接旋压设备传动机构的主轴3同步转动。

该冷却组件用于向芯模体的内腔中提供冷却液。在本发明的优选实施例中，冷却组件包括：进液接管嘴4、两个密封圈2、内部通路、出液接管嘴7、出液管8；主轴固定盘1设有进液接管嘴4，具体地，为了加工通孔方便，主轴固定盘1的窄外径部上设有与主轴固定盘1轴向垂直的通孔，该通孔中设置进液接管嘴4。两个密封圈2，分别套设于主轴3的外壁面上，并位于主轴3与主轴固定盘1之间的位置(即位于主轴3与主轴固定盘1之间形成的空隙处，两个密封圈2与主轴3和主轴固定盘1均是密封接触)，且两个密封圈2分别位于进液接管嘴4的两侧，也就是说，沿主轴3和主轴固定盘1的周向，两个密封圈2、主轴3上被两个密封圈2限定的外壁面以及主轴固定盘1上被两个密封圈2限定的内壁面形成了一个缓冲容器；主轴3的轴体内设有内部通路12，内部通路12的一端设置于主轴3的位于两个密封圈2之间(即被两个密封圈2限定)的外壁上，所述内部通路12的另一端设置于主轴3的另一端(图2所示的右端，也即第二端)，并连接出液接管嘴7；出液接管嘴7连接出液管8的一端，出液管8的另一端伸至芯模体9的内部(或内部腔体)，由此，该冷却组件可以将外部的冷却液引入芯模体9内。为了保证密封性及出于对主轴轴体的保护，主轴3轴体内部的内部通路12中可以套设管道，管道的出水口位置连接有出液接管嘴7，管道的进液口位置也设置于主轴3的位于两个密封圈2之间(即被两个密封圈2限定)的外壁上，出液接管嘴7连接出液管8。冷却组件的作用为：在旋压的过程中将冷却液注入芯模体中使其降温，因此使旋压完成的坩埚易于脱模，该冷却组件可以在旋压状态下对芯模体进行冷却，可以节省冷却液的用量、减少冷却时间，并增强冷却效果。为了保证水流畅通，内部通路优选呈L型。在本发明的实施例中，内部通路12仅为1个，而在实际使用中，为了增加进入芯模体9内腔中的冷却液，可以在主轴轴体上设置多个内部通路12，优选为3个。

芯模体9为中空的锥型体，且顶端部和底端部均为开口，其中空的腔体部为圆柱形，在本发明的实施例中，芯模体9通过法兰盘6固定在主轴3上。顶出组件的顶端部111与芯模体9共同形成钼坩埚的模型。

顶出组件11为空心圆柱体，且底端部112的中心具有向空心圆柱体外侧且沿其轴向伸出的突出部113，突出部113与顶出杆10水平对齐，空心圆柱体的周壁和底端部112上具有长槽型空心结构，即空心圆柱体的周壁和底端部并不是完全封闭的，而是具有长条形开口，这样，便于冷却液流入顶出组件11内，使冷却液与芯模体9的内侧壁接触，确保有足量的冷却液进入芯模体9，保证快速的冷却效果。为了延长顶出组件11的寿命，突出部113向空心圆柱体内侧且沿空心圆柱体的轴向延伸至空心圆柱体的顶端部111。为了将芯模体内留有足够量的冷却液，法兰盘的内环壁61比芯模体的底端部的内环壁91更靠近主轴轴线。

本申请所述冷却液可以为常规冷却液，也可以为水。

采用本发明的装置的操作流程为：将冷却液接入进液接管嘴4，冷却液流入主轴固定盘1、两个密封圈2、主轴3形成的密封空间内(即缓冲容器内)；冷却液再通过主轴3的L型的内部通路，流经出液接管嘴7和出液管8，最后注入芯模体9内。之后，主轴连接盘5、法兰盘6、芯模体9、顶出组件11全部随连接旋压设备传动机构的主轴3同步转动。冷却液与芯模体9产生热传导，芯模体9与顶出组件11组成的内部空腔中的冷却液液面高过法兰盘的内环壁61后，多余的冷却液与冷却液因受热产生的蒸汽，均通过主轴连接盘5带有的排液排气通孔排出；待芯模体9冷却至100℃以下后，推动顶出杆10贴紧顶出组件的突出部113，并逐渐加压推动顶出杆，使钼坩埚脱模。

使用本发明后，钼坩埚旋压后均可顺利快速的脱模，操作方便，同时避免了钼坩埚开裂的质量问题，有效保证了工作效率和产品质量。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.旋压钼坩埚快速脱模模芯装置，其特征在于：

所述装置包括：主轴、主轴固定盘、冷却组件、连接件、芯模体、顶出杆、顶出组件；其中，

所述主轴，一端与旋压设备传动机构连接；

所述主轴固定盘，套设于所述主轴外部，用于固定所述主轴；

所述连接件，固定于所述主轴的另一端，用于连接所述主轴和所述芯模体；

所述顶出杆，套设于所述主轴的中空腔体内，用于顶出所述顶出组件；

所述芯模体，内部套设有所述顶出组件，所述顶出组件的顶端部与所述芯模体共同形成所述钼坩埚的模型；

所述冷却组件，设置于所述主轴、所述主轴箱固定盘中以及所述主轴与所述主轴固定盘之间，用于向所述钼坩埚的模型的内部供给冷却液以冷却所述模型。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述主轴固定盘上设有通孔，所述冷却组件包括：进液接管嘴、两个密封圈、内部通路、出液接管嘴、出液管；其中，

所述进液接管嘴，设置于所述通孔中；

两个所述密封圈，分别套设于所述主轴外壁上，并位于所述主轴与所述主轴固定盘之间且位于所述进液接管嘴的两侧；

所述内部通路，设置于所述主轴上，所述内部通路的一端设置于所述主轴的位于两个所述密封圈之间的外壁上，所述内部通路的另一端设置于所述主轴的另一端，并连接所述出液接管嘴；所述出液接管嘴连接所述出液管的一端，所述出液管的另一端伸至所述芯模体内部。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：

所述连接件包括：

主轴连接盘，固定于所述主轴的另一端且部分伸出所述主轴；以及

法兰盘，一端固定于所述主轴连接盘上，另一端与所述芯模体连接。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述主轴连接盘上伸出所述主轴的部分设置有排液排气通孔，用于排出所述芯模体内多余的冷却液和气体。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述法兰盘的内环壁比所述主轴连接盘的内环壁更靠近所述主轴的中轴线，所述法兰盘的内环壁比所述芯模体的底端部的内环壁更靠近所述主轴的中轴线。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述内部通路呈L型。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述顶出组件为空心圆柱体，且所述空心圆柱体的底端部中心具有向所述空心圆柱体外侧且沿所述空心圆柱体的轴向伸出的突出部，所述突出部与所述顶出杆水平对齐，所述空心圆柱体的周壁和所述空心圆柱体的底端部上具有长槽型空心结构。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述突出部向所述空心圆柱体内侧且沿所述空心圆柱体的轴向延伸至所述空心圆柱体的顶端部。

9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述内部通路为多个。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述内部通路为3个。