CN111376372B - 一种粉料干压成型装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粉料干压成型装置及方法，包括机架，机架沿上下依次设置有上压机构，工作台机构及下压机构，工作台机构的一侧设置有刮平机构；上压机构包括能够上下运动的上滑块，上滑块底部设置有上模冲；工作台机构包括中模座，中模座上方固定有工作台，中模座内部具有中模，中模内部穿过有芯棒，下压机构包括能够上下运动的下滑块，下滑块顶端固定有下模冲，下模冲能够伸入芯棒与中模之间的压实空间内；刮平机构包括与刮平驱动机构连接，能够沿工作台运动的推头，推头具有能够与压实空间相连通的进料通道，进料通道能够与设置在机架的料筒连通，本发明的干压成型装置自动化程度高，能够对粉料进行刮平，加工效果好。
Description
技术领域
本发明涉及氧化铝陶瓷加工成型技术领域，具体涉及一种粉料干压成型装置及方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
陶瓷加工中，最常见的就是氧化铝材料。氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(Al 2O3)为主体的陶瓷材料，用于厚膜集成电路。氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。需要注意的是需用超声波进行洗涤。氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷，因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能的需要。
氧化铝陶瓷分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99.9％以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1650—1990℃，透射波长为1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚；利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时Al2O3含量在80％或75％者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。
氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。
1、干压成型：氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过1mm，长度与直径之比不大于4∶1的物件。成型方法有单轴向或双向。压机有液压式、机械式两种，可呈半自动或全自动成型方式。压机最大压力为200Mpa。产量每分钟可达15～50件。由于液压式压机冲程压力均匀，故在粉料充填有差异时压制件高度不同。而机械式压机施加压力大小因粉体充填多少而变化，易导致烧结后尺寸收缩产生差异，影响产品质量。因此干压过程中粉体颗粒均匀分布对模具充填非常重要。充填量准确与否对制造的氧化铝陶瓷零件尺寸精度控制影响很大。粉体颗粒以大于60μm、介于60～200目之间可获最大自由流动效果，取得最好压力成型效果。
2、注浆成型法：注浆成型是氧化铝陶瓷使用最早的成型方法。由于采用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形复杂的部件。注浆成型的关键是氧化铝浆料的制备。通常以水为熔剂介质，再加入解胶剂与粘结剂，充分研磨之后排气，然后倒注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分的吸附，浆料遂固化在模内。空心注浆时，在模壁吸附浆料达要求厚度时，还需将多余浆料倒出。为减少坯体收缩量、应尽量使用高浓度浆料。
3、热压铸成型：热压铸成型是生产特种陶瓷的较为广泛的一种生产工艺，其基本原理是利用石蜡受热熔化和遇冷凝固的特点，将无可塑性的瘠性陶瓷粉料与热石蜡液均匀混合形成可流动的浆料，在一定压力下注入金属模具中成型，冷却待蜡浆凝固后脱模取出成型好的坯体。坯体经适当修整，埋入吸附剂中加热进行脱蜡处理，然后再脱蜡坯体烧结成最终制品。
发明人发现，应用最广泛的传统干压成型设备，存在结构复杂，操作不便的缺点。传统的螺旋压力机靠飞轮系统冲击动能压制成型，压制速度过快，升压不均匀，造成粉料各部分实际压强不均匀，造成胚体的密度均匀性较差，严重时造成开裂、变形较大。传统的液压成型机充分利用了液压传动的特点，能得到很大的压力，容易产生直线运动，实现调速和自动控制，应用通用标准化元件，主要问题是升压慢操作复杂加工成本高。
上海运良锻压机床有限公司的陆友荣发明了一种摩擦螺旋压力机，包括飞轮，所述飞轮通过螺旋副与滑块连接，所述飞轮上设有第一边缘、第二边缘，所述第一边缘与第一摩擦轮的第一端相对设置，所述第二边缘与第二摩擦轮的第一端相对设置，所述第一摩擦轮的第二端的中心设有转轴，所述转轴与第一缸体密封连接，所述转轴与第一缸体之间设第一回复机构，所述第一摩擦轮的第一端还设有作为第二缸体的腔室，所述第二缸体与所述第二摩擦轮的第二端密封连接，所述第二摩擦轮随第一摩擦轮转动，第二摩擦轮与第一摩擦轮之间设有第二回复机构。本发明涉及的螺旋压力机中，第一、第二摩擦轮的设计使结构紧凑，同时巧妙设计了第一、第二缸体，实现了第一、第二摩擦轮能同时旋转，而且第二摩擦轮又可相对于第一摩擦轮作轴向移动。
此装置的优点是结构简单，便于操作，充分利用了飞轮的冲击动能。但存在压制速度过快，升压不均匀，从而导致粉料各部分实际压强不均匀，造成胚体的密度均匀性较差，严重时造成开裂、变形较大的缺点。
江西省的黄静公开了一种全自动数控干粉液压机，它包括用立柱相连的上横梁、活动横梁、下横梁和送料盒，上横梁上设置有主油缸，主油缸的工作杆上设置有靠模板，靠模板上设置有上冲头，下横梁上下油缸中的活塞杆上端与模架相连，模架内设置有模具，模架上设置有下冲头，活塞杆下端具有螺纹轴段，螺纹轴段上活动设置有从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮相啮合，从动齿轮的下端面支撑在可左右相对移动的两滑块上，螺纹轴段上设置有位移数字传感器。本实用新型能使加料实现粉料下移、实现加料渐进和实现过欠量加料，改善粉料的流动性和均匀性，提高产品质量；可实现同一产品多规格的多次重复使用，减少了模具数量，降低了模具的制造费用。
此装置充分利用了液压传动的特点，能得到很大的压力，容易产生直线运动，实现调速和自动控制，但存在结构复杂，升压慢的缺点。
江苏省的陶书林发明了一种干粉压机60吨型拉杆送料装置，是一种粉末冶金行业专用全自动60吨制品成型压机压制产品时，原材粉料能够有效率的自动输送入成型模腔的装置。包括主传动轴、传动滚子轴承、送料凸轮组、送料杠杆、关节轴承一、关节轴承二、拉杆、气缸组件、送料摆臂、转轴、立式轴承座、送料杆座、送料杆、料靴支架、料靴、料靴工作台面、齿轮组和气缸安装支架。在满足原来自动送料装置所能够完成的各项送料要求的情况下，大大的简化了原来需要靠几组齿轮传送动力的机构，降低成本，而使用效率和稳定性却进一步提高的一种全新的自动送料装置
此装置结构简单、实用性强，使用效率和稳定性得到了提高，但占用空间大结构不紧凑，不能实现对进料口的刮平作用。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种粉料干压成型装置，结构紧凑、能够对进料口进行刮平，成型效果好，自动化程度高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明的实施例提供了一种粉料干压成型装置，包括机架，所述机架沿上下依次设置有上压机构，工作台机构及下压机构，所述工作台机构的一侧设置有刮平机构；
所述上压机构包括能够上下运动的上滑块，所述上滑块与上驱动机构连接，上滑块底部设置有上模冲；
所述工作台机构包括中模座，所述中模座上方固定有工作台，所述中模座内部具有中模，所述中模内部穿过有与其同轴且固定设置的芯棒，芯棒与中模之间具有容纳粉料的压实空间。
所述下压机构包括能够上下运动的下滑块，所述下滑块与下驱动机构连接，下滑块顶端固定有下模冲，所述下模冲能够伸入芯棒与中模之间的压实空间内，与上模冲共同压实粉料；
所述刮平机构包括与刮平驱动机构连接、能够沿工作台运动的推头，所述推头具有能够与压实空间相连通的进料通道，所述进料通道能够与设置在机架的料筒连通，进料通道与压实空间对齐后，下模冲向下运动，能够产生真空，将粉料吸入压实空间内。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述上滑块两端固定有第一固定座，所述第一固定座固定有第一导向柱，所述第一导向柱穿过固定在机架上的第一导向座，用于对上滑块的运动进行导向。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述上驱动机构能够主动转动的上曲轴及固定在上滑块上的两个第一触碰件，所述上曲轴的曲柄臂位于两个第一触碰件之间，上曲轴的转动能够使曲柄臂与两个第一触碰件接触，通过第一触碰件带动上滑块的上下运动。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述下滑块位于工作台机构下方的部分固定有第二固定座，所述第二固定座固定有第二导向柱，所述第二导向柱穿过固定在机架上的第二导向座，用于对下滑块的运动进行导向。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述下滑块与复位驱动件的一端固定连接，复位驱动件的另一端与机架铰接，复位驱动件能够驱动下滑块向下运动，对压实空间进行抽真空。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述下驱动机构包括能够主动转动的下曲轴及设置在下滑块上的两个第二触碰件，下曲轴固定有两个第二触碰件，下曲轴的曲柄臂设置在两个第二触碰件之间，下曲轴的转动能够与两个第二触碰件发生触碰，进而带动下滑块的升降运动，下方的第二触碰件下方设置有限位块，限位块用于对下滑块向下的运动进行限位。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述芯棒顶部外周套有芯棒合金套，中模内表面固定有中模合金套，所述芯棒底端与连杆的顶端固定连接，所述连杆穿过中模座及下压机构后底端与机架固定连接。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述刮平驱动机构包括能够转动且近休止段设有波浪结构的凸轮及能够与凸轮接触的连接件，所述连接件包括垂直设置的第一连接部和第二连接部，第一连接部的端部与凸轮接触，第一连接部和第二连接部的相交位置处与机架转动连接，第二连接部的一端与第一连接部连接，另一端通过弹性件与机架连接，所述第二连接部与中间件的一端万向连接，中间件的另一端与设置在转轴外周面的转动件万向连接，所述转轴能够转动，其端部与拉杆一端固定连接，拉杆的另一端设置有卡板，所述卡板与第一连接轴卡接固定，第一连接轴的两端分别与连接板的一端固定连接，两个连接板的另一端铰接在推头的两个侧面。
连接件的转动能够通过中间件带动转轴转动，转轴能够带动拉杆转动，拉杆通过第一连接轴带动推头沿工作台运动。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，两个所述连接板之间固定有第二连接轴，所述第二连接轴与U型架的底部铰接，U型架的顶端与压紧气缸的一端固定连接，压紧气缸的另一端与固定在机架上的铰接座铰接，压紧气缸能够使推头始终与工作台贴合。
第二方面，本发明的实施例提供了一种粉料干压成型方法，推头运动，将送料通道与压实空间对齐，下模冲向下运动，对压实空间抽真空，粉料进入压实空间内，推头沿压实空间上方的工作台部分往复运动，对粉料进行刮平，上模冲向下运动，下模冲向上运动，对粉料进行双向压制，形成胚料。
本发明的有益效果：
1.本发明的粉料干压成型装置，结构紧凑，具有刮平机构，刮平机构具有凸轮、连接件、中间件等元件，为纯机械传动，各部位调节方便，且凸轮的近休止段就有波浪结构，能够驱动推头在中模上方的工作台上做小范围的往复运动，从而对粉料进行刮平。
2.本发明的粉料干压成型装置，具有上压机构及下压机构，可实现对粉料双向同时或非同时加压，胚件密度均匀，成型效果好。
3.本发明的粉料干压成型装置，上驱动机构及下驱动机构均采用曲轴，对粉料施加的压力分多次并且由轻到重。曲轴传递的扭矩一定，在压制过程中，上滑块在上曲轴带动下往下运动，力臂缓慢减小，上模冲冲压制力缓慢增大；同理下滑块在下曲轴带动下上行，下模冲冲压制力缓慢增大。改善了胚件密度不均匀，开裂，较大变形等问题。
4.本发明的粉料干压成型装置，压制成型的胚料能够利用下模冲顶出压实空间，从而完成脱模，减少了人工干预，自动化程度高。
5.本发明的粉料干压成型装置，具有复位气缸，能够带动下模冲向下运动，从而在压实空间内形成真空，将粉料吸入压实空间，从而减小粉料内部空隙，具有较高的成型质量。
6.本发明的粉料干压成型装置，中模内部采用合金套，芯棒外侧采用合金套，可以保证模壁有较高的光洁度、几何精度、尺寸精度，以及较高的表面硬度，可以适应各种磨蚀性大的粉料，且抗磨性大、寿命长、脱模容易、产品规格一致。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例1整体结构示意图一；
图2为基本发明实施例1整体结构示意图二；
图3为本发明实施例1第一固定座Ⅰ结构示意图；
图4为本发明实施例1图3的爆炸示意图；
图5为本发明实施例1第一固定座Ⅱ结构示意图；
图6为本发明实施例1图5的爆炸示意图；
图7为本发明实施例1上滑块结构示意图一；
图8为本发明实施例1上滑块结构示意图二；
图9为本发明实施例1第一导向座结构示意图；
图10为本发明图9中的C向示意图；
图11为本发明第一导向座结构示意图；
图12为本发明实施例1垫圈螺母结构示意图；
图13为本发明实施例1图12的爆炸示意图；
图14为本发明实施例1对开螺母结构示意图；
图15为本发明图14的爆炸示意图；
图16为本发明实施例1上模冲结构示意图；
图17为本发明实施例1上摸头剖视图；
图18为本发明实施例1上摸头俯视图；
图19为本发明实施例1中模结构示意图；
图20为本发明实施例1图19的爆炸示意图；
图21为本发明实施例1中模剖视图；
图22为本发明实施例1中模座结构示意图；
图23为本发明实施例1中模座爆炸示意图；
图24为本发明实施例1工作台结构示意图；
图25为本发明实施例1下模冲结构示意图；
图26为本发明实施例1下模冲剖视图；
图27为本发明实施例1第二固定座结构示意图；图28为本发明图27的爆炸示意图；
图29为本发明实施例1第二导向座结构示意图；
图30为本发明实施例1限位块结构示意图；
图31为本发明实施例1限位块俯视图；
图32为本发明实施例1限位块侧视图；
图33为本发明实施例1芯棒结构示意图；
图34为本发明图33爆炸示意图；
图35为本发明实施例1芯棒剖视图；
图36为本发明整体结构主视图；
图37为本发明图36的A处放大示意图；
图38为本发明图37的A处放大示意图；
图39为本发明实施例1下滑块结构示意图；
图40为本发明实施例1连杆结构示意图；
图41为本发明实施例1刮平机构结构示意图；
图42为本发明实施例1刮平机构主视图；
图43为本发明实施例1凸轮结构示意图；
图44为本发明实施例1凸轮俯视图；
图45为本发明图44中的A处放大示意图；
图46为本发明实施例1连接件结构示意图；
图47为本发明实施例1连接件与基座固定轴装配示意图；
图48为本发明实施例1第一推杆与滚轮装配示意图；
图49为本发明实施例1固定杆示意图；
图50为本发明实施例1固定杆固定示意图；
图51为本发明实施例1L型套筒、T型套筒与转轴装配示意图；
图52为本发明图51的爆炸示意图；
图53为本发明实施例1拉杆机构示意图；
图54为本发明实施例1卡板装配示意图；
图55为本发明实施例1推头与刮平驱动机构装配示意图；
图56为本发明实施例1推头结构示意图；
图57为本发明实施例1送料通道结构示意图；
图58为本发明铰接座结构示意图；
其中，1.机架，2.上压机构，3.工作台机构，4.下压机构，5.芯棒，6.连杆，7.复位气缸，8.刮平机构,9.照明灯；
2-1.上滑块，2-2.第一固定座Ⅰ，2-2-1.第一固定部，2-2-2.第二固定部，2-2-3.第三固定部，2-3.第一固定座Ⅱ，2-3-1.第四固定部，2-3-2.第五固定部，2-4.第一导向座Ⅰ，2-5.第一导向座Ⅱ，2-6.第一导向柱Ⅰ，2-7.第一导向柱Ⅱ，2-8.垫圈螺母，2-8-1.右叶垫圈部，2-8-2.左叶垫圈部，2-8-3.垫圈螺母紧固螺钉，2-9.对开螺母，2-9-1.右叶对开螺母部，2-9-2.左叶对开螺母部，2-9-3.紧定螺钉，2-9-4.对开螺母紧固螺钉，2-10.上模冲，2-11.上曲轴；
3-1.中模体，3-2.中模合金套，3-3.凸台，3-4.中模座，3-4-1.中模支撑座，3-4-2.中模嵌套筒，3-4-3.中模嵌套紧定螺钉，3-4-4.内螺纹紧固套筒，3-5.工作台，3-5-1.螺纹连接杆，3-5-2.导向条螺钉，3-5-3.导向条；
4-1.下滑块，4-2.下模冲，4-3.第二固定座，4-3-1.第六固定部，4-3-2.第七固定部，4-4.第二导向座，4-5.下曲轴，4-6.第二触碰件，4-7.限位块，4-8.限位板；
5-1.芯棒体，5-2.芯棒合金套；
8-1.推头，8-1-1.送料通道，8-2.凸轮，8-3.连接件，8-3-1.第一推杆，8-3-2.第二推杆，8-3-3.滚轮，8-3-4.滚轮限位盖，8-3-5.连接柱，8-3-6.内六角拉伸弹簧用支柱8-3-6，8-3-7.内六角拉伸弹簧用支柱利用紧固螺母，8-4.弹簧，8-5.固定杆，8-6.双头螺纹连接杆，8-7.关节轴承，8-8.关节轴承紧固螺母，8-9.关节轴承紧固螺栓，8-10.关节轴承连接螺栓，8-11.L型套筒，8-12.转轴，8-13.立式带座轴承，8-14.内六角平端紧定螺钉，8-15.T型套筒，8-15-1.紧固盖，8-15-2.T型套筒紧固螺母，8-16.拉杆，8-16-1.卡板，8-17.拉杆锁紧螺母，8-18.螺纹杆固定板，8-19.压紧气缸，8-20.铰接座，8-20-1.耳板，8-21.基座固定轴，8-22.端盖，8-23.销轴，8-24.料筒，8-25.料筒架，8-26.第一连接轴，8-27.连接轴紧固螺母，8-28.支点螺钉，8-29.连接板，8-30.第二连接轴，8-31.U型架，8-32.关节轴承锁紧螺母。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，现有的粉料干压成型装置部具有粉料进料口刮平作用，且胚体的密度均匀性较差，严重时具有开裂、变形的缺陷，针对上述问题，本申请提出了一种粉料干压成型装置。
本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1-2所示，一种粉料干压成型装置，包括机架1，所述机架上安装有上下依次设置的上压机构2、工作台机构3及下压机构4，所述工作台机构的一侧设置有刮平机构8，刮平机构用于对粉料进行刮平。
如图3-11所示，所述上压机构包括圆柱状的上滑块2-1，上滑块的中间部分设置有螺纹段，底端设置有阶梯状夹头，所述上滑块的上、下两端分别固定有第一固定座Ⅰ2-2和第一固定座Ⅱ2-3。
所述第一固定座Ⅰ包括第一固定部2-2-1、第二固定部2-2-2及第三固定部2-2-3，所述第一固定部及第二固定部通过两颗六角圆柱头紧固螺钉固定连接，并夹紧上滑块的端部，所述第二固定部同第三固定部通过三颗六角圆柱头紧固螺钉固定连接，并夹紧第一导向柱Ⅰ2-6的顶端。
所述第一固定座Ⅱ包括第四固定部2-3-1和第五固定部2-3-2，所述第四固定部和第五固定部通过六角圆柱头紧固螺钉固定连接，并夹紧上滑块的下端的阶梯状夹头，阶梯状夹头能够限制上滑块与第一固定座Ⅱ的相对运动，所述第四固定部中穿过有第一导向柱Ⅱ2-7，所述第一导向柱Ⅱ的端部设置有螺纹柱段，螺纹柱段小于光杆柱段的直径，形成阶梯轴结构，所述第一导向柱Ⅱ的螺纹柱段穿过第四固定部，并旋紧固定螺母和垫片，实现第一导向柱Ⅱ与第四固定部的固定连接。
所述第一导向柱Ⅰ和第一导向柱Ⅱ分别通过导向孔穿过第一导向座Ⅰ2-4和第一导向座Ⅱ2-5，所述第一导向座Ⅰ和第一导向座Ⅱ通过六角圆柱头螺钉固定在机架上，用于对上滑块的运动进行导向。上滑块也通过导向孔穿过第一导向座Ⅰ和第一导向座Ⅱ，第一导向柱、上滑块与导向孔的配合均为间隙配合。
所述上滑块与上驱动机构连接，上驱动机构能够驱动上滑块做上下运动，所述上驱动机构包括上曲轴及固定设置在上滑块螺纹段部分的两个第一触碰件，所述第一触碰件包括垫圈螺母2-8和对开螺母2-9，两个第一触碰件的垫圈螺母靠近设置。
如图12-13所示，垫圈螺母由右叶垫圈部2-8-1，左叶垫圈部2-8-2，垫圈螺母紧固螺钉2-8-3组成，右叶垫圈部与左叶垫圈部通过垫圈螺母紧固螺钉进行连接，且垫圈螺母内部设有内螺纹。
如图14-15所示，对开螺母由右叶对开螺母部2-9-1，左叶对开螺母部2-9-2，紧定螺钉2-9-3，对开螺母紧固螺钉2-9-4组成，右叶对开螺母部与左叶对开螺母部之间通过两颗对开螺母紧固螺钉进行连接，且对开螺母内部设有内螺纹，在右叶对开螺母部，左叶对开螺母部中部分别设有紧定螺钉，用于将左叶对开螺母部和右叶对开螺母部与上滑块锁紧固定。
所述上曲轴2-11的两个曲柄臂设置在两个第一触碰件之间，曲轴的主轴轴颈与设置在机架内部的动力机构连接，动力机构能够带动上曲轴在设定的角度范围内转动，上曲轴的曲柄臂能够与垫圈螺母发生触碰，通过垫圈螺母带动上滑块做上、下运动。
采用对开螺母和螺母垫圈，可以改变上滑块相对于上曲轴的位置，进而改变上模冲的下压行程。
所述下滑块的底端固定有上模冲2-10，如图16-18所示，上模冲底端设有凸头，顶端设有外凸台，且上模冲中部沿轴向设有圆形通孔，其直径略大于芯棒，在其侧面靠近外凸台的位置设有泄气孔。
所述工作台机构包括上下设置的工作台3-5及中模座3-4。所述中模座的顶端设置有与上模冲同轴设置的中模。
如图19-21所示，所述中模包括中模体3-1，所述中模体内嵌入有中模合金套3-2，干压模具是成型的主要组成部分，它所接触的是磨蚀性很大的粉料，胚体与模壁间又是在很大的正压力下相对运动，故模壁不但要求有较高的光洁度、几何精度、尺寸精度、特别具有较高的表面硬度，以便抗磨性大、寿命长、脱模容易、产品规格一致，所以在中模体，内部设有光洁度、几何精度、尺寸精度、特别是具有较高的表面硬度的中模合金套，其与中模体之间为过盈连接。中模体外侧面中部设有凸台3-3。
如图22-23所示，所述中模座3-4包括中模支撑座3-4-1及通过中模嵌套紧定螺钉3-4-3固定在中模支撑座中部位置的中模嵌套筒3-4-2，所述中模钳套筒设置有阶梯型通孔，包括上下设置的第一孔段、第二孔段及第三孔段，第一孔段的直径大于第二孔段的直径，第二孔段直径大于第三孔段直径，第一孔段的直径等于中模体外周面凸台的外径，深度略小于凸台的轴线高度，所述第二孔段直径大于中模体下侧边缘的外径，孔深略大于中模体底端到凸台下端面的轴向距离。第三孔段孔径略大于下述的下滑块的外径。
所述中模置入所述中模嵌套筒的阶梯孔中，凸台的下端面放置在第一孔段和第二孔段形成的阶梯面上。
所述中模支撑座四个角处通过阶梯型通孔嵌入内螺纹紧固套筒3-4-4，内螺纹紧固套筒与所述的阶梯型通孔间隙配合，能够自由转动。
所述内螺纹紧固套筒能够与工作台底面设置的螺纹连接杆3-5-1螺纹连接，所述工作台设置有直径大于中模体外径，小于中模体上凸台外径的通孔，通过旋转内螺纹紧固套筒，工作台能够下降，工作台的下表面与中模体的凸台上端面接触，将中模压紧在中模嵌套筒的阶梯孔内。
如图24所示，所述工作台的上表面通过导向条螺钉3-5-2设置有两条导向条3-5-3，所述导向条对称设置在工作台通孔的两侧。
所述下压机构4包括圆柱筒结构的下滑块4-1，所述下滑块顶端穿过中模支撑座伸入中模嵌套筒的第三孔段内，所述下滑块的顶端固定有下模冲4-2，所述下模冲与上模冲同轴设置，所述下模冲中部设置有通孔，通孔的孔径略大于芯棒的外径。
如图25-26所示，所述下模冲包括上下设置的第一下模冲段及第二下模冲段，第一下模冲端的外径大于第二下模冲段的外径，第二下模冲端的底端设置有外凸台。下模冲通过外凸台及压环与下滑块顶端固定连接。
如图39所示，所述下滑块的外周面设置有螺纹段，所述下滑块上固定有第二固定座4-3，如图27-28所示，所述第二固定座设置在中模座下方的下滑块部分上，包括第六固定部4-3-1及第七固定部4-3-2，第六固定部和第五固定部能够通过两个内六角圆柱头螺钉固定，并夹紧下滑块。
如图29所示，所述第二固定座与中模支撑座之间设置有第二导向座4-4，第二导向座用于对下滑块的上下运动进行导向。
所述下滑块与下驱动机构连接，下驱动机构能够驱动下滑块做升降运动，所述下驱动机构包括下曲轴4-5及设置在下滑块螺纹段上的两个第二触碰件4-6，所述第二触碰件的结构与第一触碰件的结构相同，区别在于下方的第二触碰件不设置垫圈螺母，其具体结构在此不进行详细叙述。
如图30-32所示，下方的第二触碰件下方设置有限位块4-7，所述限位块上端面设置有两个限位板4-8，两个限位板之间的距离小于对开螺母的外径，限位板能够与下方第二触碰件的对开螺母接触，对下滑块向下运动的位置进行限位。
所述限位块上还设置有直径略大于下滑块的通孔，用于下滑块通过所述通孔穿过限位块。
所述下曲轴的主轴轴颈与设置在机架内部的动力机构连接，所述下曲轴的曲柄臂设置在两个第二触碰件之间，下曲轴的转动能够通过第二触碰件带动下滑块的上下运动。
如图33-35所示，所述中模的内部同轴设置有芯棒5，所述芯棒包括阶梯轴状的芯棒体5-1，芯棒体直径较小的部分外周套有芯棒合金套5-2，且芯棒合金套与芯棒体采用过盈配合连接，芯棒合金套具有设定的较高的光洁度、几何精度及尺寸精度，特别是具有设定的较高的表面硬度。适应各种磨蚀性大的粉料，且抗磨性大、寿命长、脱模容易、产品规格一致。
如图36-38所示，所述芯棒合金套的外周面与中模合金套的内周面形成用于容纳粉料的压实空间，所述芯棒能够通过下模冲中部的通孔穿过下模冲，使得下模冲能够伸入压实空间中，芯棒也能够穿过上模冲中部的通孔，使得上模冲伸入压实空间中，利用上模冲和下模冲对压实空间中的粉料进行压实。
所述芯棒体直径较大部分的端部设置有外凸台，并通过压环和螺钉与连杆6的顶端固定连接，如图40所示，所述连杆的底端设置有螺纹杆，连杆穿过中模支撑座、第二导向座、下滑块后底端与连杆固定板固定连接，具体的连杆底端的螺纹杆穿过连杆固定板，并在连杆固定板两侧旋紧固定螺母，利用固定螺母将连杆固定，松开固定螺母，能够调节连杆的竖向位置，进而调节芯棒的竖向位置。
所述下滑块还通过第二固定座与复位驱动件连接，复位驱动件能够带动下滑块向上运动。
所述复位驱动件采用两个对称设置在下滑块两侧的复位气缸7，所述复位气缸的活塞杆与第二固定座固定连接，复位气缸的缸体与气缸座铰接，气缸座固定在机架上。
复位气缸能够带动下模冲在压实空间内向下运动，从而对压实空间进行抽真空操作。
如图41-58所示，所述刮平机构8包括推头8-1，所述推头与工作台滑动连接，能够沿工作台运动，并利用工作台上的导向条进行导向。
所述推头内部设置有送料通道8-1-1，所述送料通道能够通过送料管与料筒8-24连通，所述料筒通过销轴8-23与料筒架8-25铰接，所述料筒架通过内六角圆柱头螺钉与机架固定连接，所述料筒的底端设置有外螺纹管，外螺纹管能够与送料管螺纹连接。
当推头运动至送料通道与压实空间连通时，复位气缸驱动下模冲向下运动，能够对压实空间进行抽真空，进而料筒内的粉料进入压实空间。
所述推头一端端面为弧形面，推头的中部位置与刮平驱动机构连接，刮平驱动机构能够驱动推头在工作台上的运动。
所述刮平驱动机构包括与机架内的动力机构连接的凸轮8-2，所述凸轮的近休止段表面设置有波浪结构，所述凸轮的外轮面与连接件8-3的一端接触。
所述连接件8-3包括垂直设置的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部为第一推杆8-3-1、第二连接部为第二推杆8-3-2，第一推杆和第二推杆端部通过连接柱连接，所述第一推杆端部转动连接有滚轮8-3-3，所述滚轮设置在滚轮轴上，滚轮轴端部设有滚轮限位盖8-3-4，用于对滚轮进行限位，所述滚轮与凸轮的外轮面接触。
所述第二推杆的一端与连接柱8-3-5一体式固定连接，另一端设置有内六角拉伸弹簧用支柱8-3-6，内六角拉伸弹簧用支柱利用紧固螺母8-3-7固定在第二推杆上。
所述第一推杆和第二推杆交叉部位的连接柱通过机座固定轴8-21与机架转动连接，机座固定轴端部设置有端盖8-22，用于限制连接柱沿机座固定轴轴线方向运动。
所述内六角拉伸弹簧用支柱与弹性件的一端固定连接，所述弹性件采用弹簧8-4，所述弹簧的另一端与通过拉杆端部的拉环与固定杆8-5固定连接，所述固定杆为螺纹杆，固定杆上端穿过螺纹杆固定板8-18并旋紧固定螺母，松开固定螺母，能够沿竖直方向调节拉杆的位置，进而调节弹簧的伸长量，在弹簧的作用下，滚轮始终与凸轮保持接触状态。
所述第二推杆的中部位置与中间件的一端万向连接，所述中间件采用双头螺纹连接杆8-6，双头螺纹连接杆的一端通过关节轴承8-7、关节轴承紧固螺母8-8及关节轴承紧固螺栓8-9与第二推杆的中部位置连接，双头螺纹连接杆的另一端通过关节轴承、关节轴承紧固螺母及关节轴承紧固螺栓8-10与转轴8-12一端的转动件万向连接，所述转动件为L型套筒8-11，关节轴承利用关节轴承锁紧螺母8-32与双头螺纹连接杆锁紧。
所述L型套筒具有垂直设置的连接部和套筒部，连接部与双头螺纹连接杆万向连接，套筒部通过花键与转轴的外周面连接，转轴与两个立式带座轴承8-13的内圈部分通过内六角平端紧定螺钉8-14固定连接，转轴能够自由转动，转轴的另一端通过花键与T型套筒8-15连接，T型套筒利用与转轴连接的紧固盖8-15-1及T型套筒紧固螺母8-15-2进行紧固。
所述转轴为阶梯轴，依次设置有外螺纹段，第一花键段、第一光轴段、第二花键段及第二光轴段，第一花键段用于连接T型套筒，长度略小于T型套筒的横向套筒长度，第四花键段长度略长于L型套筒的轴向长度。所述第一花键段的直径大于外螺纹段的直径，小于第一光轴段的直径，第二光轴段的直径大于第一光轴段的直径。
所述T型套筒与拉杆8-16的底端螺纹连接，并利用拉杆锁紧螺母8-17固定，拉杆的顶端固定有卡板8-16-1，所述卡板设置有卡槽，卡板通过卡槽与第一连接轴8-26固定连接，所述第一连接轴为双头螺纹连接轴，所述双头螺纹连接轴的两端分别与两个连接板8-29的一端通过连接轴紧固螺母8-27固定连接，连接板的另一端通过支点螺钉8-28与推头8-1的中部位置铰接。
凸轮的外轮面在弹簧的作用下始终与滚轮接触，凸轮转动能够带动连接件绕基座固定轴转动，第二推杆带动双头螺纹连接杆运动，双头螺纹连接杆通过L型套筒带动转轴转动，转轴通过T型套筒带动拉杆转动，拉杆通过第一连接轴和连接板带动推头沿工作台运动。
当滚轮与凸轮近休止段的波浪结构接触时，推头能够在压实空间上方的工作台一定范围内的位置做往复运动，对粉料进行刮平。
两个所述的连接板之间还固定有第二连接轴8-30，所述第二连接轴的结构及固定方式与第一连接轴相同，在此不进行详细叙述，所述第二连接轴与U型架8-31的底部转动连接，U型架的顶部与压紧气缸8-19的活塞杆固定连接，压紧气缸的缸体与铰接座8-20的耳板8-20-1铰接，所述铰接座8-20固定在机架上。压紧气缸的活塞杆伸长，能够保证推头始终贴合工作台上表面。
本实施例中，所述刮平机构、上压机构、下压机构均与控制系统连接，控制系统控制相应的元件自动工作，所述机架上设置有控制台，用于向控制系统发送指令，所述机架上还安装有照明灯9，用于提供工作时的光照条件。
实施例2：
本实施例公开了实施例1所述的粉料干压成型装置的工作方法：
在料筒中放入料粉，将料筒通过输料管与推头的送料通道连通，初始状态下，滚轮与凸轮的远休止段接触，启动凸轮转动，滚轮开始进入凸轮的近休止段，此时推头的送料通道与芯棒与中模形成的压实空间对齐，复位气缸工作，带动下模冲向下运动，压实空间内形成真空，将粉料吸入压实空间，利用粉料对压实空间进行充填，采用真空吸入粉料的方法，减小粉料内部空隙，具有较高的成型质量，凸轮继续转动，在波浪结构的作用下，推头在压实空间上方的工作台一定范围内做往复运动，对粉料进行刮平，凸轮继续转动，滚轮与凸轮的远休止段接触，此时推头回到原位，上曲轴和下曲轴转动，上模冲进入压实空间，下模冲进入压实空间，对粉料进行双向压实，当上模冲和下模冲运动到设定位置即下死点时，压制结束，上模冲向上运动复位，下模冲向上运动至极限位置(即与工作台上表面平齐的位置)，将压实的胚件顶出，凸轮转动，滚轮再次与凸轮的近休止段接触，推头将胚件顶出。同时进行压实空间内的料粉的填充，采用相同的方法往复工作。
粉料压制时，上曲轴传递的扭矩为T1 N.m，上模冲中心到上曲轴的垂直距离为L1m(力臂)，则上模冲的压制力为F1 N：
T1＝F1×L1 (1)
下曲轴传递的扭矩为T2 N.m，下模冲中心到下曲轴的垂直距离为L2 m(力臂)，则下模冲的压制力为F2 N：
T2＝F2×L2 (2)
压制成型过程中，压实空间的深度为H毫米，压制后胚体厚度h毫米，单面加压粉料压缩量δ毫米：
δ＝H-h毫米 (3)
压制时上模冲和下模冲的加压面积为A厘米2，总压力为P牛，则压制的平均压强为p帕：
曲轴传递的扭矩一定，在压制过程中，上滑块在上曲轴带动下往下运动，力臂缓慢减小，上模冲冲压制力缓慢增大；同理下滑块在下曲轴带动下上行，下模冲冲压制力缓慢增大。改善了胚件密度不均匀，开裂，较大变形等问题。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种粉料干压成型装置，其特征在于，包括机架，所述机架沿上下依次设置有上压机构，工作台机构及下压机构，所述工作台机构的一侧设置有刮平机构；
所述上压机构包括能够上下运动的上滑块，所述上滑块与上驱动机构连接，上滑块底部设置有上模冲；
所述工作台机构包括中模座，所述中模座上方固定有工作台，所述中模座内部具有中模，所述中模内部穿过有与其同轴且固定设置的芯棒，芯棒与中模之间具有容纳粉料的压实空间。
所述下压机构包括能够上下运动的下滑块，所述下滑块与下驱动机构连接，下滑块顶端固定有下模冲，所述下模冲能够伸入芯棒与中模之间的压实空间内，与上模冲共同压实粉料；
所述刮平机构包括与刮平驱动机构连接，能够沿工作台运动的推头，所述推头具有能够与压实空间相连通的进料通道，所述进料通道能够与设置在机架的料筒连通，进料通道与压实空间对齐后，下模冲向下运动，能够产生真空，将粉料吸入压实空间内；
所述上驱动机构能够主动转动的上曲轴及固定在上滑块上的两个第一触碰件，所述上曲轴的曲柄臂位于两个第一触碰件之间，上曲轴的转动能够使曲柄臂与两个第一触碰件接触，通过第一触碰件带动上滑块的上下运动。
2.如权利要求1所述的一种粉料干压成型装置，其特征在于，所述上滑块两端固定有第一固定座，所述第一固定座固定有第一导向柱，所述第一导向柱穿过固定在机架上的第一导向座，用于对上滑块的运动进行导向。
3.如权利要求1所述的一种粉料干压成型装置，其特征在于，所述下滑块位于工作台机构下方的部分固定有第二固定座，所述第二固定座固定有第二导向柱，所述第二导向柱穿过固定在机架上的第二导向座，用于对下滑块的运动进行导向。
4.如权利要求1所述的一种粉料干压成型装置，其特征在于，所述下滑块与复位驱动件的一端固定连接，复位驱动件的另一端与机架铰接，复位驱动件能够驱动下滑块向下运动，对压实空间进行抽真空。
5.如权利要求1所述的一种粉料干压成型装置，其特征在于，所述下驱动机构包括能够主动转动的下曲轴及设置在下滑块上的两个第二触碰件，下曲轴固定有两个第二触碰件，下曲轴的曲柄臂设置在两个第二触碰件之间，下曲轴的转动能够与两个第二触碰件发生触碰，进而带动下滑块的升降运动，下方的第二触碰件下方设置有限位块，限位块用于对下滑块向下的运动进行限位。
6.如权利要求1所述的一种粉料干压成型装置，其特征在于，所述芯棒顶部外周套有合金套，所述芯棒底端与连杆的顶端固定连接，所述连杆穿过中模座及下压机构后底端与机架固定连接。
7.如权利要求1所述的一种粉料干压成型装置，其特征在于，所述刮平驱动机构包括能够转动且近休止段设有波浪结构的凸轮及能够与凸轮接触的连接件，所述连接件包括垂直设置的第一连接部和第二连接部，第一连接部的端部与凸轮接触，第一连接部和第二连接部的相交位置处与机架转动连接，第二连接部的一端与第一连接部连接，另一端通过弹性件与机架连接，所述第二连接部与中间件的一端万向连接，中间件的另一端与设置在转轴外周面的转动件万向连接，所述转轴能够转动，其端部与拉杆一端固定连接，拉杆的另一端设置有卡板，所述卡板与第一连接轴卡接固定，第一连接轴的两端分别与连接板的一端固定连接，两个连接板的另一端铰接在推头的两个侧面。
8.如权利要求7所述的一种粉料干压成型装置，其特征在于，两个所述连接板之间固定有第二连接轴，所述第二连接轴与U型架的底部铰接，U型架的顶端与压紧气缸的一端固定连接，压紧气缸的另一端与固定在机架上的铰接座铰接，压紧气缸能够使推头始终与工作台贴合。
9.一种权利要求1-8任一项所述的粉料干压成型装置的方法，其特征在于，推头运动，将送料通道与压实空间对齐，下模冲向下运动，对压实空间抽真空，粉料进入压实空间内，推头沿压实空间上方的工作台部分往复运动，对粉料进行刮平，上模冲向下运动，下模冲向上运动，对粉料进行双向压制，形成胚料。
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