CN111283087A - 圆环状零件整形装置 - Google Patents

Abstract

一种圆环状零件整形装置，它包括底板以及固定设置于底板上的下模座，其特征是还包括设置于下模座中的内滑块和呈截圆台状的内滑块铲基，内滑块铲基与底板固定连接；在内滑块铲基的外周设置有若干铲基导路和与铲基导路对应数量的内滑块，内滑块在铲基导路的导向下在下模座中往复移动；在下模座上设置有内滑块复位机构；在内滑块顶部的内侧设置有内凹的台阶状整形工作面，台阶状整形工作面包括立面和工件承载面，工件承载面内外圆弧的间距略大于圆环状零件内外圆周的间距；立面的高度低于圆环状零件的厚度；所有内滑块上台阶状整形工作面的立面拼合后呈圆环状；在内滑块内侧的底部设置有径向凸出并延伸到内滑块铲基下方的限位挂台。

Description

圆环状零件整形装置

技术领域

本申请涉及金属粉末成型领域，具体涉及一种圆环状零件整形装置。

背景技术

金属粉末注射成型技术(Metal Powder Injection Molding，简称MIM)是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。在金属粉末注射成型工艺后的整形工序中，尤其涉及圆形零件，由于烧结收缩较大，经常会有失圆现象，根据产品大小，失圆达到0.5mm-1mm不等，整形难度不同于其他零件的整形，一般采用液压机或者手动压机结合整形模具进行整形作业，零件圆度要求比较高的产品，废品率较高，工作效率低，尤其是圆度达到0.1mm以下时圆形零件，现有技术整形工具难以达到，生产实践中我们偶然发现传统2个半圆外滑块内挤型结构整形后圆度在0.2-0.5mm范围内。

发明内容

目前，迫切需要一种操作简单、工作效率高的整形装置能够修正失圆现象达到圆度0.1mm以下且兼顾平面度的圆环状零件整形装置。针对上述问题，本方案提出了一种圆环状零件整形装置。

本方案所采用的技术方案为，一种圆环状零件整形装置，它包括底板以及固定设置于底板上的下模座，其特征是还包括设置于下模座中的内滑块和呈截圆台状的内滑块铲基，内滑块铲基与底板固定连接；在内滑块铲基的外周设置有若干铲基导路和与铲基导路对应数量的内滑块，内滑块在铲基导路的导向下在下模座中往复移动；在下模座上设置有内滑块复位机构；在内滑块顶部的内侧设置有内凹的台阶状整形工作面，台阶状整形工作面包括立面和工件承载面；所有内滑块上台阶状整形工作面的立面拼合后呈圆环状；在内滑块内侧的底部设置有径向凸出并延伸到内滑块铲基下方的限位挂台。

本方案的具体特点还有，工件承载面径向尺寸略大于圆环状零件内外圆周的间距；立面的高度略低于圆环状零件的厚度。

所述铲基导路是指在内滑块铲基外周设置有若干纵向分布的齿状凸出部，相邻的齿状凸出部之间形成铲基导路；每个内滑块的内侧面设置有纵向延伸的滑块突出部，滑块突出部插入到对应的铲基导路内并相对于铲基导路滑动；内滑块沿铲基导路移动的方向与内滑块铲基的中心轴线夹角为3-10度。此处夹角设计要综合考虑内滑块的径向行程S1和竖直方向的行程S2，主要是径向行程S1必须要大于圆环状零件的变形量，保证圆环状零件能够正确的放置的工作承载面上，包覆在内滑块铲基的外侧面的所有内滑块从最高位置呈现略微张开的状态滑动至最低极限位置过程中逐渐向内收缩。

内滑块由八块组成，每个内滑块的上端面包含内滑块顶面，立面，工件承载面和滑块突出部，立面的顶边与内滑块顶面衔接，立面底边与工件承载面衔接，工件承载面与滑块凸出部的顶部衔接。

所有内滑块上台阶状整形工作面的立面拼合后呈圆环状，其圆度为0.01mm。

所述内滑块铲基与底板固定连接是指内滑块铲基通过内滑块铲基连接套与底板固定连接，即内滑块铲基与内滑块铲基连接套一端固定连接，底板与内滑块铲基连接体的另一端固定连接。

内滑块铲基与内滑块铲基连接套一端固定连接是指在内滑块铲基中部设置轴向贯穿的内滑块铲基台阶孔，内滑块铲基台阶孔分成头部、颈部和尾部三段，头部和尾部的内径大于颈部的内径；内滑块铲基台阶孔的头部和颈部为圆形供螺栓插入，在内滑块铲基台阶孔的尾部内侧面上设置凸出部，内滑块铲基连接套上部外缘部分凹陷形成与内滑块铲基台阶孔尾部凸出部配合的上止转面，内滑块铲基连接套上部插入到内滑块铲基台阶孔的尾部并周向限位。螺栓自头部和颈部插入与内滑块铲基连接套螺纹连接，使内滑块铲基与内滑块铲基连接套固定连接在一起。

底板与内滑块铲基的另一端固定连接是指在底板上设置有垂向贯穿布置的底板台阶孔，底板台阶孔分成头部、颈部和尾部三段，头部和尾部的内径大于颈部的内径；底板台阶孔的尾部和颈部为圆形供螺栓插入，在底板台阶孔的头部内侧面上设置凸出部，内滑块铲基连接套下部外缘部分凹陷形成与底板台阶孔头部凸出部配合的下止转面，内滑块铲基连接套下部插入到底板台阶孔头部并周向限位，螺栓自底板的底面插入与内滑块铲基连接套螺纹连接，使底板与内滑块铲基连接套固定连接在一起。

底板台阶孔的头部与内滑块铲基连接套配合间隙0.01mm以内，内滑块铲基台阶孔的尾部与内滑块铲基连接套配合间隙0.01mm以内，使内滑块铲基的中心轴线垂直于下模座。

下模座上部设置一倒锥形圆孔，倒锥形圆孔中插入内滑块与内滑块铲基，倒锥形圆孔侧面上的母线与垂向成3-10度夹角。倒锥形圆孔，内滑块和内滑块铲基三者配合间隙0.01mm以内。

内滑块复位机构包括在下模座下部设置一柱形孔，柱形孔的轮廓大于倒锥形圆孔下端开口，在柱形孔中设置垫板，垫板装入到下模板的柱形孔中并在柱形孔的中上下移动；在垫板上设置有容纳内滑块铲基连接套8的垫板圆形通孔，内滑块铲基连接套与垫板圆形通孔之间间隙配合。在垫板的底部固定设置有若干复位弹簧，复位弹簧位于垫板与底板之间。待油压机复位后，垫板在复位弹簧的作用下顶出内滑块，内滑块上升并径向松开圆环状零件。垫板9的行程S2等于柱形孔的高度减去垫板9的厚度，同时S2=S1/tan A, 此处S1为滑块径向行程,为0.2-3mm。

垫板为四棱柱或多棱柱。柱形孔的形状与垫板一致。

在下模座的上方设置上模板，上模板上固定设置导柱，在下模座上设置导套，导柱插入到导套中使上模板相对于下模座上下移动。将上模板通过面板固定安装于油压机上，圆形零件放入台阶状整形工作面的工件承载面上，面板与底板在导柱和导套的导向下分别挤压上模板及下模座上的圆环状零件，上模板挤压圆环状零件的同时驱动内滑块，内滑块沿内滑块铲基和下模座的倒锥形圆孔下移过程中，圆环状零件受到上模板压力使内滑块沿内滑块铲基下降过程中，台阶状整形工作面的立面从外向内对圆环状零件径向加力完成圆环状零件圆度整形。当内滑块继续运动到行程下死点时，上模板与内滑块的工件承载面对圆环状零件上下加力完成圆环状零件平面度整形，修正内滑块对圆环状零件内挤造成的变形。此处上模板到达下死点时压紧圆环状零件但并不接触滑块顶面。滑块顶面要低0.03-0.05mm。整形后，油压机复位，上模板上移，垫板在复位弹簧的作用下均匀顶出内滑块并释放圆环状零件。

本方案的有益效果是：1、本装置内滑块台阶状整形工作面的圆度为0.01-0.03mm，在内滑块铲基的导向下，内滑块的台阶状整形工作面均匀、稳定的挤压圆环状零件，使整形后圆环状零件的圆度小于0.1mm，整体结构紧凑，精准的解决了失圆问题。2、本装置中，内滑块铲基对内滑块导向，倒锥形圆孔使内滑块内挤作用于圆环状零件，上模板与下模板挤压时因导柱导套的导向作用亦不会发生偏移，由于台阶状整形工作面的圆度为0.01-0.03mm，使得修正后的圆度小于0.1mm，并且上模板与台阶状整形工作面相互作用同时起到整形圆环状零件平面度的作用，整形后能保证圆环状零件平面度在0.05mm范围内。3、修正失圆现象后，通过弹簧将产品均匀顶出，拆卸取出便捷，工作效率高。

附图说明

图1为圆环状零件整形装置的主视图与剖视图；图2为内滑块铲基主视图。图3为图2中A-A剖视图。图4为内滑块结构示意图。图5为图4中B-B剖视图。图6为内滑块铲基连接套顶面结构示意图。图7为图6中C-C剖视图。图8为圆环状零件整形装置开模状态的结构示意图。图9为圆环状零件整形装置爆炸视图。

图中：1-内滑块铲基；2-内滑块；3-铲基导路；4-齿状突出部；5-滑块突出部；6-螺栓；7-立面；8-工件承载面；9-垫板；10-下模座；11-上模板；12-导柱；13-导套；14-面板；15-底板；16-复位弹簧；17-圆环状零件；18-内滑块铲基连接套；19-倒锥形圆孔；20-柱形孔；21-螺栓；22-上止转面；23-下止转面；24-限位挂台。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本方案作进一步的描述：

实施例1：如图1—4所示，一种圆环状零件整形装置，它包括底板15以及固定设置于底板15上的下模座10，还包括设置于下模座10中的内滑块2和呈截圆台状的内滑块铲基1，内滑块铲基1与底板15固定连接；在内滑块铲基1的外周设置有若干铲基导路3和与铲基导路3对应数量的内滑块2，内滑块2在铲基导路3的导向下在下模座10中往复移动；在下模座10上设置有内滑块复位机构；在内滑块2顶部的内侧设置有内凹的台阶状整形工作面，台阶状整形工作面包括立面7和工件承载面8，工件承载面8内外圆弧的间距略大于圆环状零件17内外圆周的间距；立面7的高度略低于圆环状零件17的厚度；所有内滑块2上台阶状整形工作面的立面7拼合后呈圆环状。在内滑块2内侧的底部设置有径向凸出并延伸到内滑块铲基1下方的限位挂台24，限制内滑块2不会向上脱出内滑块铲基1。

所述铲基导路3是指在内滑块铲基1外周设置有若干纵向分布的齿状凸出部4，相邻的齿状凸出部4之间形成铲基导路3；每个内滑块2的内侧面设置有纵向延伸的滑块突出部5，滑块突出部5插入到对应的铲基导路3内并相对于铲基导路3滑动，内滑块2沿铲基导路3移动的方向与内滑块铲基1的中心轴线夹角A为3-10度，此处夹角设计要综合考虑内滑块2的径向和竖直方向的行程，主要是径向行程必须要大于圆环状零件17的变形量，保证圆环状零件17能够正确的放置的工作承载面8上，包覆在内滑块铲基1的外侧面的所有内滑块2从最高位置呈现略微张开的状态滑动至最低极限位置过程中逐渐向内收缩。所有内滑块2上台阶状整形工作面的立面7拼合后呈圆环状，其圆度为0.01mm。

内滑块2由八块组成，每个内滑块2的上端面包含内滑块顶面，立面7，工件承载面8和滑块突出部5，立面7的顶边与内滑块2顶面衔接，立面7底边与工件承载面8衔接，工件承载面8与滑块凸出部5的顶部衔接。

所述内滑块铲基1与底板15固定连接是指内滑块铲基1通过内滑块铲基连接套18与底板15固定连接，即内滑块铲基1与内滑块铲基连接套18一端固定连接，底板15与内滑块铲基连接体18的另一端固定连接。

内滑块铲基1与内滑块铲基连接套18一端固定连接是指在内滑块铲基1中部设置轴向贯穿的内滑块铲基台阶孔，内滑块铲基台阶孔分成头部、颈部和尾部三段，头部和尾部的内径大于颈部的内径；内滑块铲基台阶孔的头部和颈部为圆形供螺栓6插入，在内滑块铲基台阶孔的尾部内侧面上设置凸出部，内滑块铲基连接套18上部外缘部分凹陷形成与内滑块铲基台阶孔尾部凸出部配合的上止转面22，内滑块铲基连接套18上部插入到内滑块铲基台阶孔的尾部并周向限位。内滑块铲基连接套18内壁设置有螺纹，螺栓6自头部和颈部插入与内滑块铲基连接套18螺纹连接，使内滑块铲基1与内滑块铲基连接套18固定连接在一起。

底板15与内滑块铲基1的另一端固定连接是指在底板15上设置有垂向贯穿布置的底板台阶孔，底板台阶孔分成头部、颈部和尾部三段，头部和尾部的内径大于颈部的内径；底板台阶孔的尾部和颈部为圆形供螺栓21插入，在底板台阶孔的头部内侧面上设置凸出部，内滑块铲基连接套18下部外缘部分凹陷形成与底板台阶孔头部凸出部配合的下止转面23，内滑块铲基连接套18下部插入到底板台阶孔头部并周向限位。内滑块铲基连接套18内壁设置有螺纹，螺栓21自底板15的底面插入与内滑块铲基连接套18螺纹连接，使底板15与内滑块铲基连接套18固定连接在一起。

底板台阶孔的头部与内滑块铲基连接套18配合间隙0.01mm以内，内滑块铲基台阶孔的尾部与内滑块铲基连接套18配合间隙0.01mm以内，使内滑块铲基1的中心轴线垂直于下模座10。

下模座10上部设置一倒锥形圆孔19，倒锥形圆孔19中插入内滑块2与内滑块铲基1，倒锥形圆孔19侧面上的母线与垂向成3-10度夹角A。倒锥形圆孔19，内滑块2与内滑块铲基1三者的配合间隙0.01mm以内。

内滑块复位机构包括在下模座10下部设置一柱形孔20，柱形孔20的轮廓大于倒锥形圆孔19下端开口，在柱形孔20中设置垫板9，垫板9装入到下模板10的柱形孔20中并在柱形孔20的中上下移动；在垫板9上设置有容纳内滑块铲基连接套18的垫板圆形通孔，内滑块铲基连接套18与垫板圆形通孔之间间隙配合。在垫板9的底部固定设置有若干复位弹簧16，本实施例中复位弹簧16为4个呈矩形分布于内滑块铲基连接套18周围，在底板15上表面设置有4个与之对应的弹簧安装孔，复位弹簧16位于垫板9与底板15之间。待油压机复位后，垫板9在复位弹簧16的作用下顶出内滑块2，内滑块上升并径向松开圆环状零件17。垫板9的行程S2等于柱形孔的高度减去垫板9的厚度;同时S2=S1/tan A;此处S1为滑块径向行程,为0.2-3mm。

垫板9为四棱柱或多棱柱。柱形孔20为与垫板9一致的四棱柱或多棱柱。

在下模座10的上方设置上模板11，上模板11上固定设置4根导柱12，4根导柱12呈矩形分布于倒锥形圆孔19周围，在下模座10上对应设置4只导套13，导柱12插入到导套13中使上模板11相对于下模座10上下移动。

使用时，将上模板11通过面板固定安装于油压机上，圆形零件放入台阶状整形工作面的工件承载面8上，面板14与底板15在导柱12和导套13的导向下分别挤压上模板11及下模座10上的圆环状零件17，上模板11挤压圆环状零件17的同时驱动内滑块2，内滑块2沿内滑块铲基1和下模座10的倒锥形圆孔19下移过程中，圆环状零件17受到上模板11压力使内滑块2沿内滑块铲基1下降过程中，台阶状整形工作面的立面7从外向内对圆环状零件17径向加力完成圆环状零件17圆度整形。当内滑块2继续运动到行程下死点时，上模板11与内滑块2的工件承载面8对圆环状零件17上下加力完成圆环状零件17平面度整形，修正内滑块2对圆环状零件17内挤造成的变形。整形后，油压机复位，上模板11上移，垫板9在复位弹簧16的作用下均匀顶出内滑块2并释放圆环状零件17。

本实施例整形产品为托管止动垫片单个产品，使用测绘仪测量圆度和平面度，整形前圆度为0.8mm，内滑块2台阶状整形工作面的立面7的圆度为0.01mm，将托管止动垫片放置于台阶状整形工作面的工件承载面8上，通过上模板11与下模座10均匀、稳定的挤压，内滑块2沿内滑块铲基1和下模座10上的倒锥形圆孔19下移过程中，上模板11和下模座10上的台阶状整形工作面的立面7对托管止动垫片进行挤压整形，整形后托管止动垫片的圆度为0.08mm，平面度为0.05mm。

实施例2:本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：内滑块2沿铲基导路3移动的方向与内滑块铲基1的中心轴线夹角为15度。所有内滑块2上的台阶状整形工作面的立面7拼合后呈圆环状，其圆度为0.03mm。

本实施例整形产品为托管止动垫片单个产品，使用测绘仪测量圆度和平面度，整形前圆度为0.8mm，将托管止动垫片放置于台阶状整形工作面的工件承载面8上，通过上模板11与下模座10均匀、稳定的挤压，对托管止动垫片进行挤压整形，托管止动垫片整形后的圆度为0.09mm，平面度为0.04mm。

实施例3

本次整形产品为托管止动垫片批量产品，材质为不锈钢，抽取数量36件，整形前圆度和平面度如下表所示，所有内滑块2上的台阶状整形工作面的立面7拼合后呈圆环状，其圆度为0.03mm，将托管止动垫片放置于台阶状整形工作面的工件承载面8上，通过上模板11与下模座10均匀、稳定的挤压，对托管止动垫片进行挤压整形，托管止动垫片整形后使用测绘仪测量圆度数据以及平面度数据，所得数据如下表：（单位：毫米）

结果显示整形后产品圆度都在0.1mm以内，平面度都在0.05mm以内。

Claims (13)

1.一种圆环状零件整形装置，它包括底板以及固定设置于底板上的下模座，其特征是还包括设置于下模座中的内滑块和呈截圆台状的内滑块铲基，内滑块铲基与底板固定连接；在内滑块铲基的外周设置有若干铲基导路和与铲基导路对应数量的内滑块，内滑块在铲基导路的导向下在下模座中往复移动；在下模座上设置有内滑块复位机构；在内滑块顶部的内侧设置有内凹的台阶状整形工作面，台阶状整形工作面包括立面和工件承载面；所有内滑块上台阶状整形工作面的立面拼合后呈圆环状；在内滑块内侧的底部设置有径向凸出并延伸到内滑块铲基下方的限位挂台。

2.根据权利要求1所述的圆环状零件整形装置，其特征是，工件承载面径向尺寸大于圆环状零件内外圆周的间距；立面的高度低于圆环状零件的厚度。

3.根据权利要求1所述的圆环状零件整形装置，其特征是所述铲基导路是指在内滑块铲基外周设置有若干纵向分布的齿状凸出部，相邻的齿状凸出部之间形成铲基导路；每个内滑块的内侧面设置有纵向延伸的滑块突出部，滑块突出部插入到对应的铲基导路内并相对于铲基导路滑动；内滑块沿铲基导路移动的方向与内滑块铲基的中心轴线夹角为3-10度。

4.根据权利要求1所述的圆环状零件整形装置，其特征是内滑块由八块组成，每个内滑块的上端面包含内滑块顶面，立面，工件承载面和滑块突出部，立面的顶边与内滑块顶面衔接，立面底边与工件承载面衔接，工件承载面与滑块凸出部的顶部衔接。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的圆环状零件整形装置，其特征是所有内滑块上台阶状整形工作面的立面拼合后呈圆环状，其圆度为0.01mm。

6.根据权利要求1所述的圆环状零件整形装置，其特征是所述内滑块铲基与底板固定连接是指内滑块铲基通过内滑块铲基连接套与底板固定连接，即内滑块铲基与内滑块铲基连接套一端固定连接，底板与内滑块铲基连接体的另一端固定连接。

7.根据权利要求6所述的圆环状零件整形装置，其特征是内滑块铲基与内滑块铲基连接套一端固定连接是指在内滑块铲基中部设置轴向贯穿的内滑块铲基台阶孔，内滑块铲基台阶孔分成头部、颈部和尾部三段，头部和尾部的内径大于颈部的内径；内滑块铲基台阶孔的头部和颈部为圆形供螺栓插入，在内滑块铲基台阶孔的尾部内侧面上设置凸出部，内滑块铲基连接套上部外缘部分凹陷形成与内滑块铲基台阶孔尾部凸出部配合的上止转面，内滑块铲基连接套上部插入到内滑块铲基台阶孔的尾部并周向限位；螺栓自头部和颈部插入与内滑块铲基连接套螺纹连接，使内滑块铲基与内滑块铲基连接套固定连接在一起。

8.根据权利要求6所述的圆环状零件整形装置，其特征是底板与内滑块铲基的另一端固定连接是指在底板上设置有垂向贯穿布置的底板台阶孔，底板台阶孔分成头部、颈部和尾部三段，头部和尾部的内径大于颈部的内径；底板台阶孔的尾部和颈部为圆形供螺栓插入，在底板台阶孔的头部内侧面上设置凸出部，内滑块铲基连接套下部外缘部分凹陷形成与底板台阶孔头部凸出部配合的下止转面，内滑块铲基连接套下部插入到底板台阶孔头部并周向限位，螺栓自底板的底面插入与内滑块铲基连接套螺纹连接，使底板与内滑块铲基连接套固定连接在一起。

9.根据权利要求7或8所述的圆环状零件整形装置，其特征是底板台阶孔的头部与内滑块铲基连接套配合间隙0.01mm以内，内滑块铲基台阶孔的尾部与内滑块铲基连接套配合间隙0.01mm以内，使内滑块铲基的中心轴线垂直于下模座。

10.根据权利要求1所述的圆环状零件整形装置，其特征是下模座上部设置一倒锥形圆孔，倒锥形圆孔中插入内滑块与内滑块铲基，倒锥形圆孔侧面上的母线与垂向成3-10度夹角；倒锥形圆孔，内滑块与内滑块铲基三者的配合间隙0.01mm以内。

11.根据权利要求1所述的圆环状零件整形装置，其特征是内滑块复位机构包括在下模座下部设置一柱形孔，柱形孔的轮廓大于倒锥形圆孔下端开口，在柱形孔中设置垫板，垫板装入到下模板的柱形孔中并在柱形孔的中上下移动；在垫板上设置有容纳内滑块铲基连接套的垫板圆形通孔，内滑块铲基连接套与垫板圆形通孔之间间隙配合；在垫板的底部固定设置有若干复位弹簧，复位弹簧位于垫板与底板之间。

12.根据权利要求11所述的圆环状零件整形装置，其特征是垫板为四棱柱或多棱柱，柱形孔的形状与垫板一致。

13.根据权利要求1所述的圆环状零件整形装置，其特征是在下模座的上方设置上模板，上模板上固定设置导柱，在下模座上设置导套，导柱插入到导套中使上模板相对于下模座上下移动。

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