CN107528191B - 粉末压制成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属粉末加工技术领域，公开了一种粉末压制成型装置，包括模具体和压制头，模具体内设有型腔，压制头位于型腔上方，型腔的内壁上设有薄膜层，模具体的侧壁上设有若干通气孔；模具体外设有外壳，外壳上设有进气孔和出气孔，进气孔上连接有鼓风机，出气孔上连接有负压风机；还包括导电线圈，导电线圈包括两个导电部和两个绝缘部，且两个导电部连接分别连接在鼓风机和负压风机上；外壳上设有导轨，外壳上还设有电源，电源上连接有导电片，导电片滑动连接在导电线圈上，导轨上设有驱动件。本发明解决了现有技术在粉末压制的过程中，通过人工进行粉末摇平，效果不好，会使得压制成型的碳刷内存在气孔的问题。

Description

粉末压制成型装置

技术领域

本发明属于金属粉末加工领域，具体涉及粉末压制成型装置。

背景技术

碳刷，是一种滑动接触件，以石墨粉、铜粉、铝粉、铅粉等作为原材料，并对其进行精确的配比，再进行压制成型。碳刷一般呈方块状，使用时主要是卡接在金属支架上，再利用弹簧将其紧压在转轴上，在电机转动时，将电能通过换向器输送给线圈。

现目前碳刷加工制造工艺主要包括以下步骤：人工称量配料、粉末压制成型、成型后的坯件精加工。在粉末压制时，通常使用压制模具进行压制，包括模具体，模具体内设有型腔，模具体上型腔的上方设有压头，使用时，人工将粉末装填入型腔内，再进行摇平，最后利用压头压制成型。

现目前的碳刷在粉末压制阶段还存在以下技术问题：

1、通过人工对粉末进行摇平，会使得摇动不均匀，导致压制成型的碳刷存在气孔，使得碳刷加工的次品率高；

2、在装入粉末的过程中，粉末会出现扬尘，影响工作的环境，同时会使得工作人员吸入粉末，影响健康；

3、粉末扬尘易导致原料浪费，从而增加碳刷生产的成本。

发明内容

本发明意在提供一种粉末压制成型装置，以解决现有技术在粉末压制的过程中，通过人工进行粉末摇平，效果不好，会使得压制成型的碳刷内存在气孔的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，粉末压制成型装置，包括模具体和压制头，模具体内沿纵向设置有型腔，压制头位于型腔上方，型腔的内壁上设有薄膜层，薄膜层的上下两端均与型腔的内壁粘接，薄膜层与型腔的内壁之间形成混匀空间，模具体的侧壁上设有若干通气孔；模具体外设有包裹模具体的外壳，外壳与模具体的外壁之间形成进气空间，外壳上设有进气孔和出气孔，进气孔上连接有鼓风机，出气孔上连接有负压风机；还包括导电线圈，导电线圈包括两个导电部和两个绝缘部，导电部和绝缘部交叉设置，且两个导电部分别连接在鼓风机和负压风机上；外壳上鼓风机与负压风机之间设有环形的导轨，导轨的直径与导电线圈直径大小一致；外壳上还设有电源，电源上连接有导电片，导电片包括导电端，导电端滑动连接在导电线圈上，导电端的下部固定连接有连接环，导轨上设有驱动件，驱动件沿导轨做圆周运动，驱动件与连接环固定连接。

本方案技术特征的技术效果：

型腔用于容纳粉末，压制头用于对粉末进行压制。通气孔用于向混匀空间内通入气体或将混匀空间内的气体抽出，鼓风机用于向进气空间内充入气体，气体再通入混匀空间内；负压风机将进气空间内的气体抽出，从而通过通气孔将混匀空间内的气体抽出，通过对混匀空间内充入气体和抽出气体，使得薄膜层发生抖动，从而对型腔内的粉末进行抖动混匀，使得粉末将空隙填充，避免压制成型的碳刷内存在气泡。

导电线圈用于将鼓风机或负压风机与电源连通，导电片用于将电源与导电线圈连通。驱动件带动导电片与导电线连接的一端做圆周运动，从而间断的实现将电源与负压风机或鼓风机连通；当导电片与连接在鼓风机上的导电部接触时，将鼓风机与电源连通，使得鼓风机向进气空间内充入气体，随着驱动件带动导电片转动，导电片与连接在负压风机上的导电部接触，此时，鼓风机与电源断开，导电片将电源与负压风机连通，使得负压风机将进气空间内的气体抽出，从而实现薄膜层的抖动。

本方案的技术原理是：

将粉末放置在型腔内，同时，启动驱动件，驱动件带动导电片的导电端沿着导电线圈转动，当导电片与连接在鼓风机上的导电部接触时，鼓风机与电源连通，向进气空间内充入气体，气体通过通气孔进入混匀空间，将薄膜层鼓起；随着驱动件带动导电片持续转动，导电端与连接在负压风机上的导电部接触，使得负压风机与电源连通，将进气空间内的气体抽出，同时将混匀空间内的气体抽出，实现薄膜层的抖动，使得粉末混匀，同时将粉末间的间隙进行填充；此时关闭驱动件，使得负压风机持续负压，使得薄膜层紧贴在型腔内壁，再利用压制头进行碳刷压制成型。

本方案能产生的技术效果是：1、通过薄膜层的抖动，能够实现型腔内的粉末的抖动，从而实现粉末内的间隙填充，以及粉末摇匀，不需人工操作，避免工人吸入粉末影响健康；

2、通过将导电线圈设置为两个导电部和两个绝缘部，并使得导电部和绝缘部交叉设置，能实现鼓风机和负压风机自动的间隔启动，从而实现薄膜层的抖动；

3、本技术方案中薄膜层抖动时会带动粉末大面积的翻动，因此能将粉末内存在的间隙全部填充，与现有技术相比，能使得压制成型的碳刷内部不存在气泡，从而降低碳刷压制成型的次品率。

以下是基于上述方案的优选方案：

优选方案一：基于基础方案，还包括安装外壳侧壁上的支撑块，所述压制头包括压头和L形的压制杆，压制杆包括竖杆和固定连接在竖杆一端的横杆，竖杆与横杆连接处铰接在支撑块的顶部，压头固定连接在横杆的下表面；竖杆的底部设有液压缸。

有益效果：以压制杆作为杠杆，支撑块作为支点，根据杠杆原理，液压缸带动竖杆横向移动，因此横杆带动压头向下移动，从而实现粉末的压制，同时通过液压缸控制，能实现自动化，减少工人的劳动强度。

优选方案二：基于优选方案一，所述型腔沿纵向贯穿模具体，且型腔的下部滑动连接有挡料板；所述压制头有两个，下方的压制头的压头与挡料板的下表面连接，两个压制头的竖杆的端部铰接。

有益效果：通过两个压制头同时移动进行碳刷压制，能够提高碳刷压制的效果，并且通过两个压制头相向移动，能使得粉末双向受力，从而提升碳刷压制的效率及均匀度。

优选方案三：基于优选方案二，所述模具体的上方设有纵截面呈倒锥形的导料筒，导料筒上端封闭，且导料筒的顶部设有进料口和供压头通过的压制口。导料筒能对粉末进行导向，便于粉末进入型腔内，同时导料筒的上端封闭，能避免粉末进料过程中扬尘，避免粉末的浪费。

优选方案四：基于优选方案三，所述导料筒与模具体可拆卸连接。能方便将导料筒取下，便于碳刷脱模。

优选方案五：基于优选方案四，所述通气孔均倾斜设置，且相邻通气孔的倾斜角度不同。从通气孔内进入混匀空间内的气体的进入方向不同，因此会使得气体在混匀空间内进行撞击，从而使得薄膜层发生抖动，从而进一步提升消除粉末间间隙的效果。附图说明

图1为本发明粉末压制成型装置的结构示意图；

图2为图1中导电线圈的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：模具体1、型腔11、挡料板12、薄膜层13、通气孔14、外壳2、进气孔21、出气孔22、导轨23、鼓风机3、负压风机4、导电线圈5、导电部51、绝缘部52、驱动件6、导电片7、压制头8、压制杆81、竖杆811、横杆812、压头82。

如图1所示，粉末压制成型装置，包括机架、模具体1、压制头8和外壳2，外壳2安装在机架上，模具体1内沿纵向设有型腔11，型腔11的横截面呈矩形，型腔11的底部滑动连接挡料板12。型腔11的内壁上设有薄膜层13，薄膜层13的上、下两端与型腔11的内壁粘接，且薄膜层13与型腔11的内壁之间形成混匀空间。

外壳2包裹在模具体1外，且外壳2与模具体1之间形成进气空间，外壳2上设有与进气空间连通的进气口和出气口，进气口位于出气口上方，进气口上连接有鼓风机3，出气口上连接有负压风机4。模具体1的侧壁上设有若干将进气空间与混匀空间连通的通气孔14，通气孔14均倾斜设置，且相邻通气孔14的倾斜方向不同。

还包括导电线圈5，如图2所示，导电线圈5包括两个导电部51和两个绝缘部52，导电部51和绝缘部52交叉设置，且两个导电部51分别连接在鼓风机3和负压风机4上。外壳2上还设有与导电线圈5平行的环形的导轨23，导轨23的直径与导电线圈5的直径一致，导轨23上设有驱动件6，驱动件6为驱动电机，驱动电机上连接有连接环。导轨23的中部设有电源，电源上连接有导电片7，导电片7未与电源连接的一端为导电端，导电端滑动连接在导电线圈5的内圈上，导电端的下部与连接环固定连接；驱动件6驱动导电片7的导电端做圆周运动。

模具体1的顶端螺纹连接有导料筒，导料筒的纵截面呈倒锥形，且导料筒的顶端封闭，导料筒的顶部设有进料口和压制口。外壳2上安装有支撑块，支撑块的长度大于模具体1的高度。压制头8有两个，且关于模具体1的径向线对称，压制头8包括压头82和呈L形的压制杆81，压制杆81包括竖杆811和横杆812，两个压制头8的竖杆811的端部相连接，两个压制头8的竖杆811与横杆812的连接处分别铰接在支撑块的上、下两端上；横杆812的右端均设有压头82。机架上还设有液压缸，液压缸的推杆连接在两个竖杆811相连接的位置。上方的压制头8的压头82的宽度大于下方的压制头8的压头82的宽度，且上方的压制头8的横截面长、宽与型腔11的横截面的长、宽大小一致。

使用本实施例时，首先将粉末通过进料口倒入型腔11内，通过导料桶对粉末进行导向，并且避免粉末扬尘；在加入粉末的过程中，启动驱动件6，驱动件6带动导电片7的导电端做圆周运动；当导电端与连接在鼓风机3上的导电线圈5的导电部51连接时，鼓风机3与电源连通，鼓风机3向进气空间内充入气体，气体再通过通气口进入混匀空间内，由于通气孔14的角度不同，会使得气体通过不同角度进入混匀空间内，对薄膜层13进行撞击，使得粉末在型腔11内发生移动。

随着驱动件6带动导电片7持续的转动，当导电片7的导电端与连接在负压风机4上的导电线圈5的导电部51接触时，负压风机4与电源连通，负压风机4将混匀空间和进气空间内的气体抽出，随着气体持续的充入、抽出，使得薄膜层13发生抖动，从而使得粉末在型腔11内混匀，使得粉末内的间隙被填满，从而避免压制成型的碳刷内存在气孔。

当压制一个碳刷的粉末全部加入型腔11内后，当导电片7的导电端与连接在负压风机4上的导电线圈5的导电部51接触时，关闭驱动件6，使得负压风机4与电源连通，对进气空间和混匀空间进行负压，将进气空间和混匀空间内的空气抽出，使得薄膜层13紧贴在型腔11的内壁；再启动液压缸，液压缸带动压制杆81的竖杆811向左移动，根据杠杆原理，两个横杆812分别带动压头82相向移动，从而实现碳刷的压制。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.粉末压制成型装置，包括模具体和压制头，模具体内沿纵向设置有型腔，压制头位于型腔上方，其特征在于：型腔的内壁上设有薄膜层，薄膜层的上下两端均与型腔的内壁粘接，薄膜层与型腔的内壁之间形成混匀空间，模具体的侧壁上设有若干通气孔；模具体外设有包裹模具体的外壳，外壳与模具体的外壁之间形成进气空间，外壳上设有进气孔和出气孔，进气孔上连接有鼓风机，出气孔上连接有负压风机；还包括导电线圈，导电线圈包括两个导电部和两个绝缘部，导电部和绝缘部交叉设置，且两个导电部分别连接在鼓风机和负压风机上；外壳上鼓风机与负压风机之间设有环形的导轨，导轨的直径与导电线圈直径大小一致；外壳上还设有电源，电源上连接有导电片，导电片包括导电端，导电端滑动连接在导电线圈上，导电端的下部固定连接有连接环，导轨上设有驱动件，驱动件驱动导电片的导电端做圆周运动，驱动件与连接环固定连接。

2.根据权利要求1所述的粉末压制成型装置，其特征在于：还包括安装外壳侧壁上的支撑块，所述压制头包括压头和L形的压制杆，压制杆包括竖杆和固定连接在竖杆一端的横杆，竖杆与横杆连接处铰接在支撑块的顶部，压头固定连接在横杆的下表面；竖杆的底部设有液压缸。

3.根据权利要求2所述的粉末压制成型装置，其特征在于：所述型腔沿纵向贯穿模具体，且型腔的下部滑动连接有挡料板；所述压制头有两个，下方的压制头的压头与挡料板的下表面连接，两个压制头的竖杆的端部铰接。

4.根据权利要求3所述的粉末压制成型装置，其特征在于：所述模具体的上方设有纵截面呈倒锥形的导料筒，导料筒上端封闭，且导料筒的顶部设有进料口和供压头通过的压制口。

5.根据权利要求4所述的粉末压制成型装置，其特征在于：所述导料筒与模具体可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的粉末压制成型装置，其特征在于：所述通气孔均倾斜设置，且相邻通气孔的倾斜角度不同。