CN111112606A - 一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具及方法，模具包括上模冲、下模冲和阴模，其中：所述下模冲安装在压机的下连接板上，所述阴模的模腔与下模冲配合安装，所述上模冲安装在压机的上连接板上，所述上模冲、下模冲和阴模的模腔中心线重合；所述阴模在液压油缸的驱动下可沿下模冲上升。与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明提供的一种粉末冶金摩擦体与背板的一体化压制模具及方法，能有效解决摩擦体和背板的装配错位、效率低等问题。

Description

一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具及方法
技术领域
本发明涉及一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具及方法。
背景技术
随着我国高速铁路的发展，动车组列车的保有量不断增加，作为动车制动系统的核心部件粉末冶金闸片的需求量也不断增加。而粉末冶金闸片主要的摩擦、磨损部件为摩擦块，是其主要的消耗部件。摩擦块由粉末冶金摩擦体和金属背板高温烧结组成。摩擦体由摩擦材料和粘接材料压制而成。金属背板由低碳钢材料冲压而成。粉末冶金摩擦体与金属背板的组装需要先经过装配再进行烧结，效率较低，且摩擦体与背板装配时易发生错位现象，导致摩擦体与背板粘接失效。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出了一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具及方法，主要解决的技术问题在于克服闸片摩擦块的粉末冶金摩擦体和金属背板的装配错位、效率低等问题，从而提供一种摩擦体与背板的一体化压制模具及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具，包括上模冲、下模冲和阴模，其中：所述下模冲安装在压机的下连接板上，所述阴模的模腔与下模冲配合安装，所述上模冲安装在压机的上连接板上，所述上模冲、下模冲和阴模的模腔中心线重合；所述阴模在液压油缸的驱动下可沿下模冲上升。
本发明还提供了一种粉末冶金闸片摩擦块压制方法，包括如下步骤：
步骤一、压制模具的装配：
首先，将下模冲安装在压机的下连接板上，再将阴模的模腔与下模冲配合安装，使阴模的上端面和下模冲成形段的上端面平齐，最后再通过阴模中心定位，将上模冲安装在压机的上连接板上；
步骤二、液压油缸驱动阴模上升3mm，在阴模的模腔内放入背板；
步骤三、液压油缸驱动阴模继续上升1mm-3mm，填入粘接材料粉末，确保粘接材料粉末面与阴模的上端面平齐；
步骤四、液压油缸驱动阴模继续上升40mm-60mm，填入摩擦材料粉末，确保摩擦材料粉末面与阴模的上端面平齐；
步骤五、液压油缸向下加压驱动上模冲进入阴模的模腔，将粘接材料、摩擦材料和背板一体化压制成形；
步骤六、压制完成后脱模并取出产品。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
本发明提供的一种粉末冶金摩擦体与背板的一体化压制模具及方法，能有效解决摩擦体和背板的装配错位、效率低等问题，具体表现如下：
1)本发明提供了一种粉末冶金摩擦体与金属背板的一体化压制模具。
2)本发明的一体化模具将金属背板的定位设计在下模冲，可以实现金属背板快速、准确定位。
3)本发明的一体化压制模具可以实现自动化压制，保证产品的批量化生产，具有良好的经济效益。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为本发明的模具的结构示意图；
图2为本发明的模具将粘接材料、摩擦材料和背板一体化压制成形后的示意图；
图3为上模冲1的结构示意图；
图4为下模冲2的结构示意图；
图5为阴模3的结构示意图。
具体实施方式
一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具，如图1所示，包括：上模冲1、下模冲2和阴模3，其中：
1)上模冲1的结构如图3所示，总长度约125mm，包括成形段1-1、减薄段1-2和底座1-3。上模冲整体采用合金工具钢或轴承钢材料，通过热处理、电火花加工、车加工、磨加工和抛光等工序制成。成形段长度约20mm，外形与摩擦块形状一致，上端面与粉末接触，侧面与阴模配合，上端面与侧面均应保证粗糙度Ra0.4以内。减薄段长度约30mm，外形比成形段尺寸减薄约0.2mm，主要起排气、排粉的作用，避免粉末堆积出现模具卡粉变形问题。底座长度约75mm，主要起安装和加强模具强度的作用。
2)下模冲2的结构如图4所示，长度约125mm，包括成形段2-1、减薄段2-2、底座2-3、仿形凹槽2-4和中心通孔2-5。下模冲整体采用合金工具钢或轴承钢材料，通过热处理、电火花加工、线切割、车加工、磨加工和抛光等工序制成。成形段长度约20mm，外形与摩擦块形状一致，上端面与背板接触，侧面与阴模配合，上端面与侧面均应保证粗糙度Ra0.4以内。减薄段长度约80mm，外形比成形段尺寸减薄约0.2mm，主要起排气、排粉的作用，避免成形段与阴模产生夹粉、堆积，导致模具变形。底座长度约25mm，主要起安装和加强模具强度的作用。仿形凹槽主要用于压制过程中金属背板的定位，轮廓与金属背板一致。中心通孔贯穿整个下模冲，主要用于压制过程中的排气、排粉，避免粉末堆积出现模具卡粉变形问题。
3)阴模3的结构如图5所示，总高度约80mm，包括脱模段3-1和成形段3-2。阴模采用硬质合金材料，通过车加工、热处理、线切割、电火花加工、研磨、抛光等工序制成。脱模段长度约10mm，脱模角度约1°-2°，用于摩擦块的脱模。成形段长度约70mm，主要用于摩擦块外轮廓的的成形。阴模整个模腔粗糙度应保证Ra0.4以内，避免压制过程中的粉末摩擦力过大。
4)所述一体化压制模具将金属背板的定位设计在下模冲，利用背板的自重实现自定位，不需要外加模具夹紧装置进行背板的固定。该下模冲根据金属背板的形状进行了仿形凹槽设计，用于压制过程中金属背板的定位，保证背板定位快速、准确。同时，下模冲进行了中心通孔设计，可以将压制过程中产生的多余粉末向下导出，避免粉末堆积出现模具卡粉变形问题。
5)所述一体化压制模具的阴模采用硬质合金材料，所述上模冲和下模冲均采用合金工具钢或轴承钢材料。阴模模腔的粗糙度Ra0.4以内，避免压制过程中的粉末摩擦力过大。
6)压制方法：
步骤一、压制模具的装配：
首先，将下模冲安装在压机下连接板上，再将阴模模腔与下模冲配合安装，阴模面与下模冲成形段上端面平齐，最后再通过阴模中心定位，将上模冲安装在压机上连接板上(如图1所示)。
步骤二、阴模升起一定高度，放入背板6：
压机程序控制液压油缸驱动阴模上升约3mm高度，放入背板6。
步骤三、阴模再升起一定高度，填入粘接材料5：
阴模继续由液压油缸驱动上升约1mm-3mm，填入粘接材料5，保证粘接材料粉末面与阴模端面平齐。
步骤四、阴模再升起一定高度，填入摩擦材料4：
阴模继续由液压油缸驱动上升40mm-60mm，填入摩擦材料4，保证摩擦材料粉末面与阴模面平齐。
步骤五、上模冲向下加压进入阴模，将粘接材料、摩擦材料和背板一体化压制成形：
上模冲由压机液压油缸驱动向下加压进入阴模的模腔，上模冲进入阴模约25mm处、压力到达120吨-140吨时开始保压，保压时间约20秒，粘接材料、摩擦材料和背板完成一体化成形(如图2所示)。
步骤六、压制完成后脱模并取出产品：
压制完成后，首先，上模冲泄压至压力为0；然后，阴模向下运动，直至下模冲成形段上端面与阴模端面平齐，摩擦块完全脱出阴模；最后，取出产品。

Claims (10)

1.一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具，其特征在于：包括上模冲、下模冲和阴模，其中：所述下模冲安装在压机的下连接板上，所述阴模的模腔与下模冲配合安装，所述上模冲安装在压机的上连接板上，所述上模冲、下模冲和阴模的模腔中心线重合；所述阴模在液压油缸的驱动下可沿下模冲上升。
2.根据权利要求1所述的一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具，其特征在于：所述上模冲包括成形段、减薄段和底座，其中：所述成形段长度为20mm，外形与摩擦块形状一致，所述成形段的上端面与侧面的粗糙度均在Ra0.4以内；所述减薄段长度为30mm，外形比成形段尺寸减薄0.2mm；所述底座长度为75mm。
3.根据权利要求1所述的一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具，其特征在于：所述上模冲整体采用合金工具钢或轴承钢材料，通过热处理、电火花加工、车加工、磨加工和抛光工序制成。
4.根据权利要求1所述的一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具，其特征在于：所述下模冲包括成形段、减薄段和底座，其中：所述成形段长度为20mm，外形与摩擦块形状一致，所述成形段的上端面与侧面的粗糙度均在Ra0.4以内；所述减薄段长度为80mm，外形比成形段尺寸减薄0.2mm；所述底座长度为25mm；在整个下模冲内部贯穿设置中心通孔，在下模冲顶端设置仿形凹槽，所述仿形凹槽的轮廓与金属背板一致。
5.根据权利要求1所述的一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具，其特征在于：所述下模冲整体采用合金工具钢或轴承钢材料，通过热处理、电火花加工、线切割、车加工、磨加工和抛光工序制成。
6.根据权利要求1所述的一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具，其特征在于：所述阴模包括脱模段和成形段，其中：所述脱模段长度为10mm，脱模角度为1°-2°；所述成形段长度为70mm，外形与摩擦块外轮廓形状一致；所述阴模的整个模腔粗糙度在Ra0.4以内。
7.根据权利要求1所述的一种粉末冶金闸片摩擦块压制模具，其特征在于：所述阴模采用硬质合金材料，通过车加工、热处理、线切割、电火花加工、研磨、抛光工序制成。
8.一种粉末冶金闸片摩擦块压制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、压制模具的装配：
首先，将下模冲安装在压机的下连接板上，再将阴模的模腔与下模冲配合安装，使阴模的上端面和下模冲成形段的上端面平齐，最后再通过阴模中心定位，将上模冲安装在压机的上连接板上；
步骤二、液压油缸驱动阴模上升3mm，在阴模的模腔内放入背板；
步骤三、液压油缸驱动阴模继续上升1mm-3mm，填入粘接材料粉末，确保粘接材料粉末面与阴模的上端面平齐；
步骤四、液压油缸驱动阴模继续上升40mm-60mm，填入摩擦材料粉末，确保摩擦材料粉末面与阴模的上端面平齐；
步骤五、液压油缸向下加压驱动上模冲进入阴模的模腔，将粘接材料、摩擦材料和背板一体化压制成形；
步骤六、压制完成后脱模并取出产品。
9.根据权利要求8所述的一种粉末冶金闸片摩擦块压制方法，其特征在于：当上模冲进入阴模的模腔25mm深处、且压力到达120吨-140吨时开始保压，保压时间为20秒。
10.根据权利要求8所述的一种粉末冶金闸片摩擦块压制方法，其特征在于：压制完成后，首先，驱动上模冲的液压油缸泄压至压力为0；然后，阴模向下运动，直至下模冲成形段的上端面与阴模的上端面平齐，摩擦块完全脱出阴模；最后，取出产品。
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