CN111823632A - 一种杯形粉末制品的压制成型装置及压制成型方法 - Google Patents
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Abstract
一种杯形粉末制品的压制成型装置，包括：双单向阻尼阀、柱塞、柱塞缸、活塞、液压缸、底座、顶杆、芯棒、上压头、料车、阴模、下压头。柱塞缸安装在顶出柱塞尾部，其下端与双单向阻尼阀相连，以替代传统粉末压制所需要的复杂模具及带复合液压缸才能实现的杯形粉末制品压制装置。还公开了一种杯形粉末制品的压制成型方法，采用该压制成型装置对粉末予以压制。使用本发明所述粉末压制杯形制品的先进装置具有自动化程度高、能耗省、速度快、结构简单紧凑的优点。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域杯形粉末制品的成型原理及装置，特别涉及金刚石、立方氮化硼及其复合超硬材料高压合成所需要的叶蜡石杯、氧化镁杯、白云石杯、石墨杯等特种杯形粉末制品的压制成型装置及压制成型方法。
背景技术
一般杯形粉末制品的压制成型装置中通常需采用辅助的气动装置和液压装置，以实现叶蜡石粉末压制液压机多动作的功能；同时采用液压过载装置，调节施加在液压机冲头的最大压力，以防止叶蜡石装料过满而出现的过载。由于杯形粉末制品压制属于盲孔压制，压制过程中存在着装料空间不一致的问题。盲孔压制有两个装料空间，一个是孔壁，一个是孔底。为了实现孔壁装料(装料只有一个空间)，芯棒必须提前升高一定的距离，以满足装料的需求。同时传统杯形叶蜡石制品的压制是通过复杂模具及带复合液压缸的压机才能实现。由于上述原因使其制造成本昂贵、生产中能耗大、工作效率低，且压制成品率低，在一定程度上限制了其推广使用。
发明内容
为解决上述问题，特别发明一种杯形粉末制品的压制成型装置及压制成型方法，其主要结构是在顶出粉末制品的液压缸的活塞杆尾部设计了一个柱塞缸和柱塞，在柱塞缸底部安装了一个双单向阻尼阀，还包括模具部分的排料底座以及调整模具芯棒所用到的柱形顶杆。
本发明是一种新颖的粉末制品压制成型装置，目的是使用简易装置就能达到原来需复杂的模具及带复合缸的液压机才能压制的粉末盲孔零件，从而简化了液压设备及模具工装，保证装料空间一致性要求，节省了投资、降低了能耗，并提高了杯形粉末制品的压制成型成品率。
本发明提供了一种杯形粉末制品的压制成型装置，实现了粉末盲孔零件压制设备的优化设计。具体的讲，所述装置包括：双单向阻尼阀8、柱塞6、柱塞缸7、活塞9、液压缸10、芯棒1、顶杆2、底座5、上压头13、料车14、阴模16、下压头17；其中，所述阴模16内侧面上设有芯棒1，所述芯棒1的下端与所述顶杆2相连；所述下压头17包裹着芯棒1与顶杆2，并固定于所述底座5上；所述液压缸10内部匹配设置活塞9，所述活塞9与所述底座5下端相连，并在活塞9尾部设计了一个柱塞6和柱塞缸7，所述柱塞6 上端与所述顶杆2下端相连，所述柱塞缸7的下端与所述双单向阻尼阀8相连。
其有益效果是：采用柱塞缸、柱塞、双单向阻尼阀、排料底座、芯棒、顶杆作为装置的主要结构，在顶出液压缸的活塞退回时利用液压缸上腔的回程液压油的油压使柱塞缸浮起；装料时浮动的柱塞缸可通过顶杆推动芯棒运动至最高位置，使盲孔孔壁料腔空间不断增大，从而使所述成型装置装料充足、布料一致均匀。利用上述装置的配合实现原来需复杂的模具及带复合液压缸的液压机才能实现的盲孔零件的粉末压制成型生产简易化。
优选的，所述顶杆2与所述底座5以螺钉3相连。
其有益效果是：杯形制品既能承受一定的压制力，又能调整装粉高度。
优选的，所述底座5用螺丝固定在所述液压缸10的活塞9上。
其有益效果是：通过改进活塞和底座的结构，进而便于柱塞和柱塞缸的安装，利用螺丝将分体设计的活塞和底座相连，便于安装维护。
优选的，所述底座5中心上开有直孔，并预装有顶杆2；在底座5上端和侧面开有贯通的斜向漏料孔4。其有益效果是：通过漏料孔与顶杆配合设计，便于排除多余物料。
优选的，所述活塞9的上端开有柱塞缸7，所述柱塞缸7内装有柱塞6，柱塞6与底座5上的顶杆2相连。其有益效果是：通过柱塞缸与柱塞匹配配合，实现结构稳定性，柱塞的浮起高度由其下方缸体内的液压油油压大小来控制。
优选的，所述柱塞缸7通过油管道经双单向阻尼阀8然后回到液压缸有杆腔。
其有益效果是：通过双单向阻尼阀，保障柱塞缸的正常平稳工作。
优选的，所述双单向阻尼阀8设置在活塞9内部，所述双单向阻尼阀8包括节流阀11和两个单向阀12，两个单向阀12油路相反，通过管路并联布置，节流阀11位于其中一个单向阀12所在油路上，液压缸上腔的回程液压油经一侧单向阀12、节流阀11流向柱塞缸7，并联管路交汇主管与液压缸10的上油腔经进油口P相连。
其有益效果是：顶出液压缸在顶出制品时柱塞缸不动作，只有回程时压力油在一定的压力下才可打开单向阀，经阻尼节流阀进入柱塞缸。随着液压油的增加，活塞受到的压力不断升高，致使柱塞浮出。同时压制杯形制品时，与其并联的单向阀保持一定的背压托着模具芯棒下行，使其运动平稳，从而起到安全阀的作用，保证了柱塞缸的正常平稳工作。
优选的，所述料车14与阴模16相连，料车14内壁呈台阶装，与阴模16结构相匹配，料车14腔体与上压头13结构相匹配。
其有益效果是：通过料车与上压头、阴模匹配设计，保障压制不漏料，结构简单紧凑。
一种杯形粉末制品的压制成型方法，利用料粉15，采用上述任一项所述的杯形粉末制品的压制成型装置进行压制，制得杯形制品19，采用如下步骤实施：
(1)装料：将料粉15均匀布置于料车14中。在料车14装料粉15时，浮动柱塞6通过顶杆2推动模具芯棒1逐渐到达最高位置，从而使盲孔孔壁料腔空间也不断增大，以实现装料充足，并使下压头17与阴模16、芯棒1之间的空隙漏下的多余料粉经漏料孔4排除。
(2)压制：在压制杯形制品19时，芯棒1受到盲孔孔底压力，开始压缩回来，缩回的同时其孔壁也被压制成型。
(3)顶出：将液压缸10的无杆腔通入压力油，活塞9向上运动，顶出脱模，液压缸在顶出制品时柱塞缸不动作，顶出压制好的杯形制品19，让制品与模具分离，盲孔制品压制完成，出模。
(4)回程：当液压缸10有杆腔通入压力油时，活塞9向下运动，模具复位。在退回的同时，液压缸10 有杆腔的液压油从进油口P，经由单向阀11和节流阀12串联的双单向阻尼阀8向浮动的柱塞缸7的缸体内补油，随着油液的不断增加，其压力不断增大，当压力增大到一定数值推动柱塞6向上运动，同时压制杯形制品时，与其并联的单向阀保持一定的背压托着模具芯棒下行，使其运动平稳，从而起到安全阀的作用，保证了柱塞缸的正常平稳工作。柱塞6向上运动的同时，通过推动底座5的心轴使其推动螺钉3从而带动顶杆2将芯棒1送到最高位置，料车14装料粉15，从而为下一杯形制品19的压制做好准备。
本发明的技术效果：
本发明针对传统杯形粉末制品的压制成型装置制造成本昂贵、生产中能耗大、工作效率低，且压制成品率低的缺陷，采用双单向阻尼阀结构构建杯形粉末制品的压制成型装置，从而替代传统粉末压制所需要的复杂模具及带复合液压缸才能实现的杯形粉末制品压制装置。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明采用特定的配合方式，利用活塞、底座、柱塞缸、柱塞、顶杆、液压缸等结构相互配合，使活塞在退回时利用液压缸上腔的回程液压油的油压使柱塞缸浮起；装料时浮动的柱塞缸可通过顶杆推动芯棒运动至最高位置，使盲孔孔壁料腔空间不断增大，从而使所述成型装置装料充足、布料一致均匀。
(2)本发明采用双单向阻尼阀结构，通过与柱塞缸相配合，使液压缸在顶出制品时柱塞缸不动作，只有回程时压力油在一定的压力下才可打开单向阀，经阻尼节流阀进入柱塞缸，随着液压油的增加，活塞受到的压力不断升高，致使柱塞浮出。同时压制杯形制品时，与其并联的单向阀保持一定的背压托着模具芯棒下行，使其运动平稳，从而起到安全阀的作用，保证了柱塞缸的正常平稳工作。
本发明所述杯形粉末制品的压制成型装置具有自动化程度高、能耗省、速度快、结构简单紧凑的优点，其应用前景广泛。
附图说明
图1.杯形粉末制品压制成型装置主视图；
图2.双单向阻尼阀及柱塞缸示意图；
图3.粉末压制液压机装料示意图；
图4.粉末压制液压机压制示意图；
图5.粉末压制液压机顶出杯形制品示意图；
图6.粉末压制液压机杯形制品脱模示意图。
图中，1-芯棒；2-顶杆；3-螺钉；4-漏料孔；5-底座；6-柱塞；7-柱塞缸；8-双单向阻尼阀；9-活塞； 10-液压缸；11-节流阀；12-单向阀；13-上压头；14-料车；15-料粉；16-阴模；17-下压头；18-下压头端盖； 19-杯形制品
具体实施方式
如图1、2所示，一种杯形粉末制品的压制成型装置，包括双单向阻尼阀8、柱塞6、柱塞缸7、活塞 9、液压缸10、芯棒1、顶杆2、底座5、上压头13、料车14、阴模16、下压头17；其中，所述阴模16 内侧面上设有芯棒1，所述芯棒1的下端与所述顶杆2相连；所述下压头17包裹着芯棒1与顶杆2，并固定于所述底座5上；所述液压缸10内部匹配设置活塞9，所述活塞9与所述底座5下端相连，并在活塞9 尾部设计了一个柱塞6和柱塞缸7，所述柱塞6上端与所述顶杆2下端相连，所述柱塞缸7的下端与所述双单向阻尼阀8相连。
作为优选实施例，所述顶杆2与所述底座5以螺钉3相连。
作为优选实施例，所述底座5用螺丝固定在所述液压缸10的活塞9上。
作为优选实施例，所述底座5中心上开有直孔，并预装有顶杆2；在底座5上端和侧面开有贯通的斜向漏料孔4。
作为优选实施例，所述活塞9的上端开有柱塞缸7，所述柱塞缸7内装有柱塞6，柱塞6与底座5上的顶杆2相连。
作为优选实施例，所述柱塞缸7通过油管道经双单向阻尼阀8然后回到液压缸有杆腔。
作为优选实施例，所述双单向阻尼阀8设置在活塞9内部，所述双单向阻尼阀8包括节流阀11和两个单向阀12，两个单向阀12油路相反，通过管路并联布置，节流阀11位于其中一个单向阀12所在油路上，液压缸上腔的回程液压油经一侧单向阀12、节流阀11流向柱塞缸7，并联管路交汇主管与液压缸10 的上油腔经进油口P相连。
作为优选实施例，所述料车14与阴模16相连，料车14内壁呈台阶装，与阴模16结构相匹配，料车 14腔体与上压头13结构相匹配。
具体操作时，顶杆2用来调整料腔的高低，其高低由螺钉3来控制；芯棒1用来固定杯形粉末制品19 的杯壁内径，顶杆比芯棒的外径小0.3～0.5mm。
如图3-6所示，一种杯形粉末制品的压制成型方法，采用如下步骤实施：
(1)装料、(2)压制、(3)顶出、(4)回程。
具体的，(1)装料：将料粉15均匀布置于料车14中。在料车14装料粉15时，浮动柱塞6通过顶杆 2推动模具芯棒1逐渐到达最高位置，从而使盲孔孔壁料腔空间也不断增大，以实现装料充足，并使下压头17与阴模16、芯棒1之间的空隙漏下的多余料粉经漏料孔4排除。
(2)压制：在压制杯形制品19时(如图4所示)，芯棒1受到盲孔孔底压力，开始压缩回来，缩回的同时其孔壁也被压制成型。
(3)顶出：将液压缸10的无杆腔通入压力油，活塞9向上运动，顶出脱模，液压缸在顶出制品时柱塞缸不动作，顶出压制好的杯形制品19，让制品与模具分离，盲孔制品压制完成，出模。
(4)回程：当液压缸10有杆腔通入压力油时，活塞9向下运动，模具复位。在退回的同时，液压缸 10有杆腔的液压油从进油口P，经由单向阀11和节流阀12串联的双单向阻尼阀8向浮动的柱塞缸7的缸体内补油，随着油液的不断增加，其压力不断增大，当压力增大到一定数值推动柱塞6向上运动，同时压制杯形制品时，与其并联的单向阀保持一定的背压托着模具芯棒下行，使其运动平稳，从而起到安全阀的作用，保证了柱塞缸的正常平稳工作。柱塞6向上运动的同时，通过推动底座5的心轴使其推动螺钉3从而带动顶杆2将芯棒1送到最高位置，料车14装料粉15，从而为下一杯形制品19的压制做好准备。
Claims (10)
1.一种杯形粉末制品的压制成型装置，实现了粉末盲孔零件压制设备的优化设计，其特征在于，所述装置包括：双单向阻尼阀(8)、柱塞(6)、柱塞缸(7)、活塞(9)、液压缸(10)、芯棒(1)、顶杆(2)、底座(5)、上压头(13)、料车(14)、阴模(16)、下压头(17)；其中，所述阴模(16)内侧面上设有芯棒(1)，所述芯棒(1)的下端与所述顶杆(2)相连；所述下压头(17)包裹着芯棒(1)与顶杆(2)，并固定于所述底座(5)上；所述液压缸(10)内部匹配设置活塞(9)，所述活塞(9)与所述底座(5)下端相连，并在活塞(9)尾部设计了一个柱塞(6)和柱塞缸(7)，所述柱塞(6)上端与所述顶杆(2)下端相连，所述柱塞缸(7)的下端与所述双单向阻尼阀(8)相连。
2.根据权利要求1所述杯形粉末制品的压制成型装置，其特征在于，所述顶杆(2)与所述底座(5)以调整螺钉(3)相连。
3.根据权利要求1所述杯形粉末制品的压制成型装置，其特征在于，所述底座(5)用螺丝固定在所述液压缸(10)的活塞(9)上。
4.根据权利要求1所述杯形粉末制品的压制成型装置，其特征在于，所述底座(5)中心上开有直孔，并预装有顶杆(2)；在底座(5)上端和侧面开有贯通的斜向漏料孔(4)。
5.根据权利要求1所述杯形粉末制品的压制成型装置，其特征在于，所述活塞(9)的上端开有柱塞缸(7)，所述柱塞缸(7)内装有柱塞(6)，柱塞(6)与底座(5)上的顶杆(2)相连。
6.根据权利要求5所述杯形粉末制品的压制成型装置，其特征在于，所述柱塞缸(7)通过油管道经双单向阻尼阀(8)然后回到液压缸有杆腔。
7.根据权利要求1所述杯形粉末制品的压制成型装置，其特征在于，所述双单向阻尼阀(8)设置在活塞(9)内部，所述双单向阻尼阀(8)包括节流阀(11)和两个单向阀(12)，两个单向阀(12)油路相反，通过管路并联布置，节流阀(11)位于其中一个单向阀(12)所在油路上，液压缸上腔的回程液压油经一侧单向阀(12)、节流阀(11)流向柱塞缸(7)，并联管路交汇主管与液压缸(10)的上油腔经进油口P相连。
8.根据权利要求1所述杯形粉末制品的压制成型装置，其特征在于，所述料车(14)与阴模(16)相连，料车(14)腔体呈台阶装，与阴模(16)结构相匹配。
9.一种杯形粉末制品的压制成型方法，其特征在于，利用料粉(15)，采用权利要求1-8任一项所述的杯形粉末制品的压制成型装置进行压制，制得杯形制品(19)，采用如下步骤实施：(1)装料、(2)压制、(3)顶出、(4)回程。
10.根据权利要求9所述的一种杯形粉末制品的压制成型方法，其特征在于，(1)装料：将料粉15均匀布置于料车14中。在料车14装料粉15时，浮动柱塞6通过顶杆2推动模具芯棒1逐渐到达最高位置，从而使盲孔孔壁料腔空间也不断增大，以实现装料充足，并使下压头17与阴模16、芯棒1之间的空隙漏下的多余料粉经漏料孔4排除。
(2)压制：在压制杯形制品19时，芯棒1受到盲孔孔底压力，开始压缩回来，缩回的同时其孔壁也被压制成型。
(3)顶出：将液压缸10的无杆腔通入压力油，活塞9向上运动，顶出脱模，液压缸在顶出制品时柱塞缸不动作，顶出压制好的杯形制品19，让制品与模具分离，盲孔制品压制完成，出模。
(4)回程：当液压缸10有杆腔通入压力油时，活塞9向下运动，模具复位。在退回的同时，液压缸10有杆腔的液压油从进油口P，经由单向阀11和节流阀12串联的双单向阻尼阀8向浮动的柱塞缸7的缸体内补油，随着油液的不断增加，其压力不断增大，当压力增大到一定数值推动柱塞6向上运动，同时压制杯形制品时，与其并联的单向阀保持一定的背压托着模具芯棒下行，使其运动平稳，从而起到安全阀的作用，保证了柱塞缸的正常平稳工作。柱塞6向上运动的同时，通过推动底座5的心轴使其推动螺钉3从而带动顶杆2将芯棒1送到最高位置，料车14装料粉15，从而为下一杯形制品19的压制做好准备。
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