CN112497815A - 一种辅助粉末压力机成型的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辅助粉末压力机成型的装置，包括压力机和控制面板还包括液压装置、支架、拨料装置、螺旋升降器、物料节流阀、小电机、大电机、拨料装置以及压力传感器，其中控制面板设置于支架上，液压装置上方设有大电机，大电机、物料节流阀和小电机都设置于拨料装置上，螺旋升降器设置于支架和压力机之间，压力传感器设置于螺旋升降器的下方，控制面板既通过控制物料节流阀的开启和关闭实现投料工序，也通过控制液压装置的升降、大电机和小电机的旋转实现拨料工序，还通过控制螺旋升降器的升降和压力传感器的监测压力实现预压工序，最后还通过控制压力机完成最后的成型。

Description

一种辅助粉末压力机成型的装置

技术领域

本发明涉及粉末制片领域，特别提供了一种辅助粉末压力机成型的装置。

背景技术

粉末压力机也称粉末压制压力机，是粉末压制的主要设备。粉末压制压力机分为3大类:粉末压制液压机、粉末压制机械压力机和由机械、液压和气动组合而成的综合式压力机。粉末机械压力机按其传动机构又可分为:偏心或曲轴式压力机，肘式或曲柄连杆式压力机和凸轮式或旋转式压力机。粉末压制压力机有以下特点：

1.在所施压力范围内可使其定位精度达到±0.02mm；可输入理想的压制特性和速度程序，以达到高的重复精度；可以保压和精确地实现各种动作程序，特别是采用合适的压力泵系统可以提供低压大容量和高压小容量液体，在冲程范围内活塞可快速移动，使液压机具有与机械压力机相同数量级的生产率。

2.粉末机械压力机可以配置辅助的气动装置和液压装置，以实现粉末机械压机多动作的功能，同时采用液压过载装置，可以调节施加在机械压力机冲头的最大压力，可防止由于装料过满而出现的过载。这就是由机械、液压和气动组合而成的综合式压力机。它溶机械压力机和液压机于一体，兼有液压机的速度行程可调和机械压力机高效率两者优点；

3.可配置高精度模架，模具、模架更换方便；上冲头有延缓回程装置，脱模时可避免压坯开裂，采用拉下式模架，可用于压制复杂形状、密度均匀、高精度的压坯；同时还配置有自动送粉、反射式光电保护、超负荷显示和粉末单重控制等装置。

4.粉末压制压力机向高效率、高精度、多动作、微机控制方向发展。吨位200kN以下的机械压力机的最大生产率每分钟可达100件以上，1000kN粉末压力机的最大生产率每分钟可达25件，旋转压力机具有更高的生产率。然而，多数压力机都带有变速装置，一般不在最大速度下操作。因为在最大速度下操作难于保证装料均匀，实际生产速度低于压力机的最大速度。瑞士ESSA公司制造的微机控制的粉末液压机CA-NC系列，它的液压缸的定位精度为0.01mm，重复精度为小于0.01mm，模座的定位精度为0.1mm。

如中国专利公开号为CN106142637A的一种自动粉末成型压力机，包括机架、料斗、冲压装置、模板、进料板、下模、支撑架；冲压装置可升降地布设于模板上方；模板的中间设有模孔，下模与模孔成密封配合且可在模孔内上下运动；进料板可水平滑动地安装于模板上方，料斗通过软管连通至进料板的料腔；模板固定于支撑架上方，支撑架由安装有装料凸轮和脱模凸轮的转轴控制升降；支撑架包括立柱、固定于立柱的上横板和下横板。本发明的下模位置固定，通过模板相对于下模的升降实现装料和脱模，而模板的升降分别由装料凸轮和脱模凸轮控制，结构简单，脱模力强且能保证装料和脱模的精度，减小主电机的负荷，增强设备的使用寿命。其不具备辅助上料、拨料和预压的功能，不能彻底解放人力，无法保证成品质量均匀。

又如中国专利公开号为CN109774229A一种粉末压力成型装置，包括该种粉末压力成型装置包括机身，入料口，导向板，控制开关，上连接层，导轨，凸起，滑块，滑槽，进料桶，移动弹簧，顶块，疏通液压缸，疏通杆，限位层，电磁阀，按压开关，旋转电机，液压缸，弹性挡板，回位弹簧，活塞杆，压力辊，连接层，高压弹簧，压力块,成型模板；机身的顶部固定安装有入料口，入料口底部的左右两端均固定安装有导向板，机身的右侧固定安装有控制开关，机身内部的左右两端均无缝焊接有上连接层，上连接层的内侧均固定安装有导轨。本发明的送料结构送在堵塞时，可自动对堵塞处进行快速疏通，且压制的过程中容易导致压坯密度分布更加均匀，增强了成型装置的灵活性成型效果与实用性。其仍然不具备辅助成型装置。

又如中国专利公开号为CN110722154A一种精密数控粉末成型压力机，涉及粉末冶金精密制造技术领域。该一种精密数控粉末成型压力机，所述机器本体的顶部设置有直驱电机，所述直驱电机的输出端固定连接有上压轴。通过支撑架上的控制柜的控制，将料筒底部的料管将料筒内的粉末导出至机器本体一侧的上料架上，与此同时，安装在料管上的电容传感器检测供粉情况，防止出现无粉或粉不足的情况下压制工件，之后供粉伺服机构通过带动传动杆逆时针转动，使上料架在连接块上转动，同时启动驱动气缸，驱动气缸随着传动杆与上料架的转动而转动，其上的活塞杆也同时上升，便于使上料架在接料的过程中保持稳定，从而使粉末稳定的落入下模板内，避免了粉末材料的浪费。其粉末避免了浪费，仍然无法保证模具中的粉末的均匀。

发明内容

本发明的要解决的技术问题在于提供一种辅助粉末压力机成型的投料、拨料及预压的装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种辅助粉末压力机成型的装置，包括压力机和控制面板还包括液压装置、支架、拨料装置、螺旋升降器、物料节流阀、小电机、大电机、拨料装置以及压力传感器；

所述控制面板设置于支架上；

所述液压装置上方设有大电机，大电机、物料节流阀和小电机都设置于拨料装置上；

所述螺旋升降器设置于支架和压力机之间，压力传感器设置于螺旋升降器的下方。

上述的辅助粉末压力机成型的装置，所述控制面板包括触摸屏和主控板；所述触摸板位于所述主控板的上方。

上述的辅助粉末压力机成型的装置，还包括物料斗、导料槽和模具，所述物料斗呈倒立的圆锥形，位于所述导料槽的上方，所述模具位于所述导料槽的下方。

上述的辅助粉末压力机成型的装置，所述物料节流阀位于所述物料斗的下方，用于控制物料开始投放和停止投放。

上述的辅助粉末压力机成型的装置，所述液压装置呈圆柱体结构，用于控制所述拨料装置的升降。

上述的辅助粉末压力机成型的装置，所述大电机与所述液压装置为一体式结构，可通过给电旋转和失电停止来控制所述拨料装置的旋转和停止。

上述的辅助粉末压力机成型的装置，所述拨料装置包括圆盘、链条、齿轮以及拨料棒，所述圆盘下方设置有所述拨料棒，上方中间设有所述齿轮；所述链条一端设置于所述齿轮上，另一端设置于所述小电机的下方；所述齿轮用于带动所述圆盘旋转；所述拨料棒为三个呈等边三角形的金属圆柱体。

上述的辅助粉末压力机成型的装置，所述螺旋升降器包括升降舱、螺旋杆、预压头，所述升降舱内部设置有所述螺旋杆，为一个密闭的空间结构；所述螺旋杆位于所述预压头的上方。

上述的辅助粉末压力机成型的装置，所述压力传感器设置于所述预压头的下方。

上述的辅助粉末压力机成型的装置，所述压力机包括压力头和成品出口，所述压力头位于所述压力机的压力室内；所述成品出口设置于所述压力机的侧下方。

与现有技术相比，本发明一种辅助粉末压力机成型的装置，通过控制面板来控制既通过控制物料节流阀的开启和关闭实现投料工序，也通过控制液压装置的升降、大电机和小电机的旋转实现拨料工序，还通过控制螺旋升降器的升降和压力传感器的监测压力实现预压工序，最后还通过控制压力机完成最后的成型，避免了人工繁重的重复性工作，解放了人们的双手，同时也很好的解决了手工上料、拨料的误差，避免了压制的成品，有气孔，质量不均匀，浪费物料和人力，所有的工序均可以通过编程来实现。

另外本发明采用液压装置和螺旋升降器同时满足不同用途的升降作用，液压装置升降速度较慢，但承重力强，因拨料装置上的物料斗填满物料的同时，控制其升降，需要承重力较强的液压装置，而螺旋升降器上升下降速度快，但承重力不足，可以很好的用在预压工序的短时间快速升降，两种装置的选择，使得本发明更加实用性更高，避免了错误的利用导致器件损坏和器件使用寿命的缩短，都不利于本发明的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种辅助粉末压力机成型的装置示意图；

图2为一种辅助粉末压力机成型的装置的细节部分示意图；

图3为一种辅助粉末压力机成型的装置控制部分示意图；

图4为一种辅助粉末压力机成型的装置工作流程示意图。

附图标记说明：

控制面板1、液压装置2、支架3、螺旋升降器4、物料斗5、物料节流阀6、导料槽7、小电机8、模具9、拨料棒10、压力头11、大电机12、升降舱13、链条14、拨料装置15、压力机16、成品出口17、圆盘18、齿轮19、螺旋杆20、预压头21、压力传感器22。

具体实施方式

本发明一种辅助粉末压力机成型的装置，如图1所示，包括物料斗5，物料斗5的下方设有物料节流阀6，物料节流阀6的下方设有导料槽7，导料槽7的下方设有模具9，控制面板1安装在支架3上，先将事先准备好的粉状物料投放到物料斗5中，物料斗5形似锥形，便于物料受重力的作用下滑，可根据实际情况改变物料斗5的大小，可以随意拆卸更换，物料节流阀6用于控制物料的投放，控制面板1向物料节流阀6发出开始投料的指令，然后物料节流阀6接收到开始投料的指令后就会打开阀门，开始投料，接着物料就会从物料斗5的下方顺着导料槽7进入到模具9中，模具9中的物料满了之后，接着控制面板1再给出停止投料的指令给物料节流阀6，然后物料节流阀6接收到停止投料的指令后就会关闭阀门，停止投料，投料工序结束。控制面板1可以设定好程序，包括物料具体投放的时间，以及物料节流阀6打开的开度，均可以根据实际情况进行修改和调试。

物料投放的工序完成后，接着开始下一道工序拨料，包括液压装置2，液压装置2底部安装在支架3的底部，液压装置2的上方设有大电机12，大电机12的上方设有拨料装置15，拨料装置15中含有小电机8、链条14和拨料棒10，如图2所示，拨料棒10由三个同尺寸的金属圆柱体，呈等边三角形排列在圆盘18上，圆盘18的中间设有齿轮19与圆盘18同轴固定，当物料投放完毕后，接着控制面板1会发送开始旋转的指令给大电机12，大电机12接收到开始旋转的指令后会按照事先设定好的旋转程序开始旋转，其旋转的同时会顺势带动拨料装置15旋转，直到拨料装置15与模具9处于平行位置，然后控制面板1会发送停止旋转的指令给大电机12，大电机12接收到停止旋转的指令后会停止旋转，使得拨料装置15保持在与模具9平行的位置，然后控制面板1会发送开始下降的指令给液压装置2，液压装置2接收到开始下降的指令后会按照事先设定好的升降程序开始下降，其下降也顺势带动拨料装置15下降，直到拨料装置15上的拨料棒10完全进入到模具9中，然后控制面板1会发送停止下降的指令给液压装置2，液压装置2接收到停止下降的指令后会停止下降，使得拨料棒10始终保持在模具9中，然后控制面板1会发送另一条开始旋转指令给小电机8，小电机8接收到开始旋转指令后开始旋转，小电机8的旋转会带动链条14移动，链条14的移动会带动齿轮19转动，齿轮19的转动会带动圆盘18转动，接着拨料棒10也会随着圆盘18一起转动，然后就可以充分的将模具9里的物料搅拌均匀，直至物料颗粒平铺于模具9中，才算搅拌工序的完成，搅拌工序完成之后，接着控制模板1会再次发送停止旋转的指令给小电机8，小电机8接收到停止旋转的指令后会停止旋转，然后控制面板1会发送开始上升指令给液压装置2，液压装置2接收到开始上升的指令后会上升，会顺势带动拨料装置15回到最开始的高度，接着控制面板1会发送停止上升的指令给液压装置2，液压装置2接收到停止上升的指令后会停止上升，使得拨料装置保持在最开始的高度，然后控制面板1会发送开始旋转的指令给大电机12，大电机12接收到开始旋转的指令后会旋转，会顺势带动拨料装置15回到最开始的角度，接着控制面板会1会发送停止旋转的指令给大电机12，大电机12接收到停止旋转的指令后会停止旋转，使得拨料装置回到最开始的位置，拨料工序结束。控制面板1可以设定好程序，包括液压装置2升降的高度和速度，大电机12旋转的角度和速度，小电机8旋转的时间和速度，均可根据实际情况进行修改和调节。

拨料工序完成后，接着下一道工序预压，包括升降舱13，升降舱13固定在支架3和压力机16的一侧，升降舱13的内部设有螺旋升降器4，螺旋升降器4包括螺旋杆20和预压头21，预压头21设置于螺旋杆20下方，预压头21下方设有压力传感器22，当拨料工序完成后，控制面板1会发送开始下降指令给螺旋升降器4，螺旋升降器4接收到开始下降的指令后，会开始由螺旋杆20的转动推动预压头21向下移动，直至预压头21可以压到模具9里的物料，这时压力传感器22会感应到压力值，并将压力值实时反馈至控制面板1，达到指定的压力值时，控制面板1会发送停止下降，开始上升的指令给螺旋升降器4，螺旋升降器4接收到停止下降，开始上升的指令后会停止下降，开始上升，当其上升到压力传感器22监测出来的压力值为0，控制面板1得到来自压力传感器22的反馈后，就会发送停止上升，开始下降指令给螺旋升降器4，螺旋升降器4接收到停止上升，开始下降的指令后，会停止上升，开始下降，然后重复以上的工作过程，大概2-3次升降过程，最后会由控制面板1发送上升至原始高度后停止的指令给螺旋升降器4，螺旋升降器4接收到上升至原始高度后停止的指令后，其会开始上升至原始高度，然后停止，预压工序结束。控制面板1可以设定好程序，包括螺旋升降器4升降的高度和速度，压力传感器22的压力值反馈，均可根据实际情况进行修改和调节。

预压工序完成后，接着下一道工序压制成型，包括压力机16，压力机16包括压力头11和成品出口17，压力头11在压力机16的压力室内，当预压工序完成后，控制面板1发送开始按压指令给压力机16，压力机16接收到开始按压的指令，就会让压力头11向下移动，压制完成后，压力头11会自动复位，压制好的成品会从成品出口17出来，具体的压制过程会随压力机16的不同，工序步骤也不同，现有的压力机16技术已经很成熟，在此不做具体的介绍。

所述控制面板1为核心部件，整个装置的运行都离不开控制面板1的指令操控，控制面板1具有可编辑性，所有的部件运行状态都可通过编程来实现，其包括触摸屏和控制板，触摸屏也称触控屏，是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。控制板可为STM32系列单片机的控制板，其主要为编程的载体和处理器；

所述物料节流阀6可通过控制面板1进行控制，其装设有步进电机，控制面板1通过控制电机的正反转来控制其关闭和开启，而开启和关闭的开度取决于步进电机转动的角度大小，均可通过编写程序来实现，这样简单的物料投放省去了人工辅助，机械化和智能化替代了人工，设计更趋向于人性化的潮流；

所述模具9主要是盛放粉状物料，主要多为压制汽车刹车片，是汽车刹车片制片成型的重要器具；

所述液压装置2可通过控制面板1进行控制，液压装置2也为液压升降机，液压升降机是通过液压泵加压油液、电磁阀打开通往液压缸通路，关闭回液通路，加压油液驱动液压缸中的柱塞顶出而升起的，下降时关闭电磁阀通往液压缸通路，打开回液通路，液压缸中的油液返回油箱，柱塞回缩，以此来实现液压装置2带动拨料装置15的上下运动，此处使用液压装置2是因为液压装置2的称重力较强，当物料填满物料斗5时，整个拨料装置15会很重，如用螺旋升降器4，可能无法称重过大，损坏器件；

所述大电机12为步进电机，该步进电机是由控制面板1给出电脉冲信号，然后将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机的工作原理为当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场，该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动；

所述小电机8为直流电机，用于带动拨料棒10转动来实现拨料的目的，直流电机通过控制面板1给出信号来控制其得电运转，其工作原理为电刷在换向器的作用下，会改变电刷的极性，以此来改变电机的转动方向，给电刷提供电能会产生电场力，线圈在电场力的作用下产生感应电动势，感应电动势在磁场中会带动整个绕组进行转动，转动的速度随电场力的增强而增大，从而使得直流电机快速转动，其主要是将电能转化成机械能；

所述拨料棒10为三个金属圆柱体，其表面光滑无任何凹凸部分，下底部与粉末直接接触，有助于搅拌均匀，避免粉料残留。在多次实验下，最终得出金属圆柱的尺寸为长15厘米，圆柱的直径为6毫米，在此尺寸下拨料效果极佳，搅拌均匀，且装置稳定，设备使用寿命长；

所述升降舱13为螺旋升降器4的容器，用于给螺旋升降器4提供一个封闭的空间，使得螺旋杆20在其内部上下活动；所述螺旋升降器4通过控制面板1给出信号来控制其上下运动，实现升降和预压的作用，这里不用与液压装置2相同装置来替代螺旋升降器4的原因，是因为液压装置2的升降速度较慢，无法快速实现上下运动和短时间多次预压的功能，螺旋升降器4是由蜗轮、蜗杆、箱体、轴承、丝杠等零部件组成。其工作原理为电机驱动蜗杆旋转，蜗杆驱动蜗轮减速旋转，蜗轮内腔加工为内螺纹，驱动丝杠上下移动，由于内部有蜗轮、蜗杆和丝杠的减速作用，达到放大推力的作用；

所述预压头21形状与压力头11相同，用于在压力机16工作之前使得模具9里的物料提前定型，工艺水平达到更高的水准；

所述压力传感器22为压电传感器，通过感受预压头21和物料之间的压力从而实现压力监测和压力控制的目的，达到人性化和智能化的机械结构，而压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器。所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变(包括弯曲和伸缩形变)时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。压电材料它可分为压电单晶、压电多晶和有机压电材料。压电式传感器中用得最多的是属于压电多晶的各类压电陶瓷和压电单晶中的石英晶体。其他压电单晶还有适用于高温辐射环境的铌酸锂以及钽酸锂、镓酸锂、锗酸铋等。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种辅助粉末压力机成型的装置，其特征在于：包括压力机和控制面板还包括液压装置、支架、拨料装置、螺旋升降器、物料节流阀、小电机、大电机、拨料装置以及压力传感器；

所述控制面板设置于支架上；

所述液压装置上方设有大电机，大电机、物料节流阀和小电机都设置于拨料装置上；

所述螺旋升降器设置于支架和压力机之间，压力传感器设置于螺旋升降器的下方。

2.根据权利要求1所述的辅助粉末压力机成型的装置，其特征在于：所述控制面板包括触摸屏和主控板；

所述触摸板位于所述主控板的上方。

3.根据权利要求2所述的辅助粉末压力机成型的装置，其特征在于：还包括物料斗、导料槽和模具，所述物料斗呈倒立的圆锥形，位于所述导料槽的上方，所述模具位于所述导料槽的下方。

4.根据权利要求3所述的辅助粉末压力机成型的装置，其特征在于：所述物料节流阀位于所述物料斗的下方，用于控制物料开始投放和停止投放。

5.根据权利要求4所述的辅助粉末压力机成型的装置，其特征在于：所述液压装置呈圆柱体结构，用于控制所述拨料装置的升降。

6.根据权利要求5所述的辅助粉末压力机成型的装置，其特征在于：所述大电机与所述液压装置为一体式结构，可通过给电旋转和失电停止来控制所述拨料装置的旋转和停止。

7.根据权利要求6所述的辅助粉末压力机成型的装置，其特征在于：所述拨料装置包括圆盘、链条、齿轮以及拨料棒，所述圆盘下方设置有所述拨料棒，上方中间设有所述齿轮；所述链条一端设置于所述齿轮上，另一端设置于所述小电机的下方；所述齿轮用于带动所述圆盘旋转；所述拨料棒为三个呈等边三角形的金属圆柱体。

8.根据权利要求7所述的辅助粉末压力机成型的装置，其特征在于：所述螺旋升降器包括升降舱、螺旋杆、预压头，所述升降舱内部设置有所述螺旋杆，为一个密闭的空间结构；所述螺旋杆位于所述预压头的上方。

9.根据权利要求8所述的辅助粉末压力机成型的装置，其特征在于：所述压力传感器设置于所述预压头的下方。

10.根据权利要求9所述的辅助粉末压力机成型的装置，其特征在于：

所述压力机包括压力头和成品出口，所述压力头位于所述压力机的压力室内；

所述成品出口设置于所述压力机的侧下方。

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