CN113084170B - 一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于粉末冶金摩擦材料制备领域，提供一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具及使用方法，包括底板，压板，盖板，槽框；所述底板沿水平方向设置，所述烧结压板设置在底板上方，且压板与底板平行设置；所述盖板设置在压板上侧，且盖板与压板平行设置；所述压板上设有若干槽框；所述底板、压板、盖板为一个最小使用单元，既可单套使用，也可多套组合使用。本发明烧结模具可保证所有烧结摩擦块受力一致，烧结后摩擦块高度一致，保证摩擦块的产品质量以及产品一致性；本发明结构简单，功能易行，便于装模和脱模，特别适用于机器人自动装模和脱模，满足自动化生产的需求。

Description

一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具及使用方法

技术领域

本发明涉及粉末冶金摩擦材料制备领域，具体涉及一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具及使用方法。

背景技术

粉末冶金摩擦材料加压烧结是制动闸片摩擦块制备的特殊和关键工序，通过高温加压烧结使得粉末生坯获得具有一定形状、尺寸同时又具备合适的物理力学性能和良好的摩擦磨损性能。

目前，现有技术中摩擦块烧结模具主要有以下几种：

种类A，在烧结隔板两侧分别设置上压板和下压板，采用垂直加压方式对摩擦块进行烧结，批量生产时下层摩擦块不仅承受烧结模具重量还要承受上层多个摩擦块的重量，高温烧结时，材料的抗压能力下降对压力比较敏感，导致烧结后同一批次的摩擦块的密度、硬度和摩擦性能不一致。

种类B，为解决烧结摩擦块层数增加时，摩擦块性能不一致，而设计了另外一种摩擦块压制模具，在烧结隔板两侧平行设置压板，压板和烧结隔板上均设置限位柱及与限位柱相适配的容置槽，通过限位柱作用使得上层和下层摩擦块高度保持一致。种类B存在三方面缺点：首先，该压制装置仅约束了烧结时摩擦块高度，未约束烧结时摩擦块对边的膨胀和收缩，摩擦块密度不能保证一致从而影响摩擦磨损性能稳定统一；其次，装模时，限位柱需与容置槽相配合，不便于机器人装模自动化生产；最后，大批量生产时，一方面限位柱不同程度磨损则石墨模具会塌陷，摩擦块高度很难保证统一，另一方面限位柱和容置槽的存在占用模具较多空间，生产效率低下。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是克服现有的摩擦块烧结模具生产的摩擦块的摩擦性能不一致，且不适于自动化生产的问题。

本发明所采用的技术方案是：

本发明一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具，包括底板，压板，盖板，槽框；所述底板沿水平方向设置，所述烧结压板设置在底板上方，且压板与底板平行设置；所述盖板设置在压板上侧，且盖板与压板平行设置；所述压板上设有若干槽框；所述底板、压板、盖板为一个最小使用单元，既可单套使用，也可多套组合使用。

优选的，压板为一体成型，压板上设置多个用来嵌入待烧结生坯摩擦块的槽框，槽框的形状为待烧结生坯摩擦块外形形状，且槽框的内径尺寸不小于待烧结生坯摩擦块的外径尺寸；所述压板的厚度与待烧结生坯摩擦块烧结时的限位高度一致。

优选的，底板、压板和盖板侧面均设置有一个定位槽。

优选的，底板、压板和盖板的投影面积相同。

优选的，底板、压板和盖板为高强度石墨材质。

优选的，槽框数量为5-25个。

优选的，底板、压板和盖板的形状为圆形、方形、矩形或不规则形状，底板、压板和盖板的形状相同。

一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具的使用方法，包括如下步骤：

a：单套模具装入生坯

首先，装模机器人抓取底板放到烧舟的下压坨上，再抓取压板放到底板上，依次抓取待烧结生坯摩擦块放入压板的槽框内，最后抓取盖板放到压板上，完成单套模具装模。

b：组装多套模具

重复步骤a操作，多套装载生坯摩擦块的烧结模具沿着竖直方向叠加，装载模具套数依据炉门高度设定，且留出安全余量。

c：加压烧结

将烧舟推入还原气氛烧结炉，烧结温度800-1000℃，保温时间1-3h，烧结压力3.0-6.0MPa，摩擦块嵌入压板的槽框中烧结，一方面生坯摩擦块在烧结时受到横向约束，约束生坯摩擦块受热/冷却时的膨胀和收缩，另一方面压板厚度起到烧结限位作用，约束生坯摩擦块高度方向的膨胀和收缩。

d：烧结完成后脱模并取出产品

烧结结束后，烧舟出炉进入拆模位，拆模机器人将盖板取下放到平台上，机械手依次抓取位于槽框中烧结好的摩擦块放于托盘内，再抓取压板放到盖板上，最后抓取底板放到压板上，拆模结束。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

1.摩擦块嵌入压板槽框中烧结，生坯摩擦块在烧结时受到横向约束，类似于等静压烧结，约束生坯摩擦块受热/冷却时的膨胀和收缩，在烧结时，摩擦体受高温和压力双重作用，沿横向膨胀，摩擦体对边膨胀到压板槽框尺寸后，不再受压膨胀，从而保证所有摩擦块对边尺寸一致，以保证摩擦块的产品质量以及产品一致性；

2.压板厚度设计为一定厚度，起到烧结限位作用，加压烧结时，约束生坯摩擦块高度方向的膨胀和收缩，在烧结时，压力均匀分布在石墨模具横截面上，摩擦体沿高度方向收缩，摩擦体高度降低，当高度与压板厚度一致时，摩擦块不再受压，从而保证所有烧结摩擦块受力一致，烧结后摩擦块高度一致，以保证摩擦块的产品质量以及产品一致性；

3.本发明烧结模具生产的所有摩擦块密度一致，摩擦磨损性能一致；

4.本发明烧结模具结构简单，功能易行，便于装模和脱模，特别适用于机器人自动装模和脱模，满足自动化生产的需求；

5.烧结模具可多套叠加使用，可以在一次摩擦体高温加压烧结工序中生产出更多数量的摩擦块，从而提高摩擦块的生产效率，适用于摩擦块大批量生产；

6.烧结时，烧结模具材质优选为高强度石墨，石墨具有良好的导热能力，摩擦块多个面与石墨模具接触，温度传导更加均匀，不同位置摩擦块受热更加均匀；7.烧结模具结构简单，抗折强度高，使用寿命长，生产成本低，若发生损坏，便于更换。

附图说明

图1是本发明摩擦块烧结模具结构示意图；

图2是本发明摩擦块烧结模具多套组合使用示意图；

图3是本发明摩擦块烧结模具底板示意图；

图4是本发明摩擦块烧结模具压板示意图；

图5是本发明摩擦块烧结模具盖板示意图；

图6是现有技术种类A烧结模具示意图；

图7是现有技术种类B烧结模具示意图；

其中：

1-底板，2-压板，3-盖板，4-槽框，5-定位槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

本发明一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具，包括底板1，压板2，盖板3，槽框4；所述底板1沿水平方向设置，所述烧结压板设置在底板1上方，且压板2与底板1平行设置；所述盖板3设置在压板2上侧，且盖板3与压板2平行设置；所述压板2上设有若干槽框4；所述底板1、压板2、盖板3为一个最小使用单元，既可单套使用，也可多套组合使用。

优选的，压板2为一体成型，压板2上设置多个用来嵌入待烧结生坯摩擦块的槽框4，槽框4的形状为待烧结生坯摩擦块外形形状，且槽框4的内径尺寸不小于待烧结生坯摩擦块的外径尺寸；所述压板2的厚度与待烧结生坯摩擦块烧结时的限位高度一致。

优选的，底板1、压板2和盖板3侧面均设置有一个定位槽5。

优选的，底板1、压板2和盖板3的投影面积相同。

优选的，底板1、压板2和盖板3为高强度石墨材质。

优选的，槽框4数量为5-25个。

优选的，底板1、压板2和盖板3的形状为圆形、方形、矩形或不规则形状，底板1、压板2和盖板3的形状相同。

一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具的使用方法，包括如下步骤：

a：单套模具装入生坯

首先，装模机器人抓取底板1放到烧舟的下压坨上，再抓取压板2放到底板1上，依次抓取待烧结生坯摩擦块放入压板2的槽框4内，最后抓取盖板3放到压板2上，完成单套模具装模。

b：组装多套模具

重复步骤a操作，多套装载生坯摩擦块的烧结模具沿着竖直方向叠加，装载模具套数依据炉门高度设定，且留出安全余量。

c：加压烧结

将烧舟推入还原气氛烧结炉，烧结温度800-1000℃，保温时间1-3h，烧结压力3.0-6.0MPa，摩擦块嵌入压板2的槽框4中烧结，一方面生坯摩擦块在烧结时受到横向约束，约束生坯摩擦块受热/冷却时的膨胀和收缩，另一方面压板2厚度起到烧结限位作用，约束生坯摩擦块高度方向的膨胀和收缩。

d：烧结完成后脱模并取出产品

烧结结束后，烧舟出炉进入拆模位，拆模机器人将盖板3取下放到平台上，机械手依次抓取位于槽框4中烧结好的摩擦块放于托盘内，再抓取压板2放到盖板3上，最后抓取底板1放到压板2上，拆模结束。

使用时，生坯摩擦块经全自动压机压制成形，进入烧结准备位等待装模，装模机器人先抓取底板1放入烧舟内，再抓取压板2放到底板1上，依次抓取生坯摩擦块放入压板2的槽框4内，最后抓取盖板3放到压板2上。重复以上步骤，烧舟内，多套烧结模具沿着竖直方向叠加起来，装载模具套数依据炉门高度来定，且留出一定安全余量。

入炉烧结，摩擦块嵌入压板2的槽框4中烧结，一方面生坯摩擦块在烧结时受到横向约束，约束生坯摩擦块受热/冷却时的膨胀和收缩，另一方面压板2厚度起到烧结限位作用，约束生坯摩擦块高度方向的膨胀和收缩，烧结后，摩擦块高度、对边一致，密度均匀，摩擦磨损性能稳定、统一，且生产效率提升。

烧结结束后，烧舟出炉进入拆模位，拆模机器人将盖板3取下放到平台上，机器人依次抓取位于槽框4中烧结好的摩擦块放于托盘内，再抓取压板2放到盖板3上，最后抓取底板1放到压板2上，拆模结束。

以上所述的仅是本发明专利的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明专利的保护范围。

Claims (7)

1.一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具，包括底板(1)，压板(2)，盖板(3)，槽框(4)；底板(1)为一定厚度的平板；盖板(3)设计为一定厚度板，且盖板(3)上设置多个通孔和凹槽，通孔和凹槽的位置与槽框(4)相对应；压板(2)上设置多个用来嵌入待烧结生坯摩擦块的槽框(4)，槽框(4)的形状为待烧结生坯摩擦块外形形状，且槽框(4)的内径尺寸不小于待烧结生坯摩擦块的外径尺寸，所述压板(2)的厚度与待烧结生坯摩擦块烧结时的限位高度一致；所述底板(1)沿水平方向设置，所述压板(2)设置在底板(1)上方，且压板(2)与底板(1)平行设置；所述盖板(3)设置在压板(2)上侧，且盖板(3)与压板(2)平行设置；所述压板(2)上设有若干槽框(4)；所述底板(1)、压板(2)、盖板(3)为一个最小使用单元，既可单套使用，也可多套组合使用。

2.如权利要求1所述的一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具，其特征在于，所述底板(1)、压板(2)和盖板(3)侧面均设置有一个定位槽(5)。

3.如权利要求1所述的一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具，其特征在于，所述底板(1)、压板(2)和盖板(3)的投影面积相同。

4.如权利要求1所述的一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具，其特征在于，所述底板(1)、压板(2)和盖板(3)为高强度石墨材质。

5.如权利要求1所述的一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具，其特征在于，所述槽框(4)数量为5-25个。

6.如权利要求1所述的一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具，其特征在于，所述底板(1)、压板(2)和盖板(3)的形状为圆形、矩形或不规则形状，底板(1)、压板(2)和盖板(3)的形状相同。

7.如权利要求1所述的一种适于自动化生产用摩擦块烧结模具的使用方法，包括如下步骤：

a：单套模具装入生坯

首先，装模机器人抓取底板(1)放到烧舟的下压坨上，再抓取压板(2)放到底板(1)上，依次抓取待烧结生坯摩擦块放入压板(2)的槽框(4)内，最后抓取盖板(3)放到压板(2)上，完成单套模具装模；

b：组装多套模具

重复步骤a操作，多套装载生坯摩擦块的烧结模具沿着竖直方向叠加，装载模具套数依据炉门高度设定，且留出安全余量；

c：加压烧结

将烧舟推入还原气氛烧结炉，烧结温度800-1000℃，保温时间1-3h，烧结压力3.0-6.0MPa，摩擦块嵌入压板(2)的槽框(4)中烧结，一方面生坯摩擦块在烧结时受到横向约束，约束生坯摩擦块受热/冷却时的膨胀和收缩，另一方面压板(2)厚度起到烧结限位作用，约束生坯摩擦块高度方向的膨胀和收缩；

d：烧结完成后脱模并取出产品

烧结结束后，烧舟出炉进入拆模位，拆模机器人将盖板(3)取下放到平台上，机械手依次抓取位于槽框(4)中烧结好的摩擦块放于托盘内，再抓取压板(2)放到盖板(3)上，最后抓取底板(1)放到压板(2)上，拆模结束。

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