CN113561557A - 一种粉末压制模具及其粉末压制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉末压制模具及其粉末压制方法，包括模筒，所述的模筒由上模、下模和外围套组成，上模和下模的内径相等，上模和下模的端面相抵接；上模由可沿径向分离的两个或多个上模瓣组成；外围套套接于上模的径向外侧，上模上方设有上压杆，上压杆可在外部施加力的作用下于上模和下模中移动，下模的底部端口中设有用于实现下模底部密封的圆台，圆台下方设有下推杆，下推杆和圆台可在外部施加力的作用下于下模中移动。取模过程通过先取出上模再取压坯，压坯只需移动下模长度距离便可从模筒中取出，避免因长距离移动取出而影响被压制部件表面光滑度，还能有效降低取模时，对于模压机的开口高度和油缸行程需求。

Description

一种粉末压制模具及其粉末压制方法

技术领域

本发明涉及一种粉末压制模具，尤其是涉及一种使用于压制棒材或柱状部件的粉末压制模具及其粉末压制方法。

背景技术

粉末压制成型是以粉末颗粒作为原料，将粉末颗粒填充于模具模腔中，通过施加压力于模具中压制成型，经脱模以制取各种类型制品的工业技术，通常应用于不能热加工成型的部件。

在粉末压制作业中，例如压制棒材或柱状部件，现有压制方法通常直接将粉末置于管状模具中进行压制，由于压制初始粉末松散，粉末间本身具有大的间隙，从而使得压制初始需要压坯所占的体积往往高出压制后成型压坯所占的体积的数倍，造成模筒的高度也需要相应高出压制后成型压坯所占的体积的高度的数倍；由此由于模筒其自身高度的限制，压制成型后的压坯在模筒内需要经长距离从模筒中推出，然而压坯外表面也会因长距离移动而与模筒内壁发生摩擦而导致部分残留于壁面上，进而破坏压坯外表面的光滑度。

另外由于模筒自身高度的限制，在压制初始和取模初始这两个时间点上都需要模压机具有高的开口高度用于容纳压杆和模筒或是推杆和模筒；在压制过程中，虽然粉末具有较大的可压缩性，但压缩后的压坯仍具有一定的体积高度，压杆的高度往往可小于模筒的高度，而在取模过程中，需要压坯从模筒中完全推出，推杆的高度往往需大于模筒的高度，因此在取模过程中，尤其是在具有外部施加力作用的推杆刚抵接于压坯底部时，此时对于模压机的开口高度和油缸行程需求最大，但即便模压机拥有高的开口高度和长的油缸行程，仍具有压制过程中压制耗时长久和取模时被压制部件从模具中经长距离移动取出而影响被压制部件表面光滑度的问题。

发明内容

本发明为解决现有棒材或柱状部件压制作业中，需要具有较大尺寸高度的模筒和推杆用于容纳填充的粉末和将压制成型后的粉末棒材压坯推出，具有较大尺寸高度的模筒和推杆同时需要位于模筒中的压坯经长距离移动才能取出；另外压坯外表面也会因长距离移动而与模筒内壁发送碰撞或粘连而部分残留于壁面上，进而破坏压坯外表面的光滑度，且在取模中推杆刚抵接于压坯底部时，由推杆和模筒间的装配而产生的最大尺寸需求还会带来模压机等设备采购成本增加问题等现状而提供的一种可更好避免压制后成型的棒材或柱状零部件外表面因长距离移动取出而影响被压制部件表面光滑度的问题，同时也降低取模中可能出现最大尺寸需求点的所需高度尺寸的粉末压制模具及其粉末压制方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种粉末压制模具，包括模筒，所述的模筒由上模、下模和外围套组成，上模和下模的内径相等，上模和下模的端面相抵接；上模由可沿径向分离的两个或多个上模瓣组成；外围套套接于上模的径向外侧，上模上方设有上压杆，上压杆可在外部施加力的作用下于上模和下模中移动，下模的底部端口中设有用于实现下模底部密封的圆台，圆台下方设有下推杆，下推杆和圆台可在外部施加力的作用下于下模中移动。模具壳体结构的设计配合上压杆与下推杆等结构压制执行，压制后上模能够与下模相分离并从外围套中取出，下模中的压坯在下推杆的推动下途经下模长度距离而移动推出，可更好避免棒材或柱状零部件外表面因长距离移动取出而影响被压制部件表面光滑度的问题，同时也降低取模中可能出现最大尺寸需求点的所需高度尺寸。

作为优选，所述的上模和下模相互之间通过凹槽与凸缘的匹配实现彼此间的定位与连接。提高上模和下模相互之间定位与连接的稳定可靠性。

作为优选，所述的多个上模瓣均呈扇环形状，每个上模瓣的大小均一致，且每个上模瓣间紧密相贴合。使得取模过程中，取模力小，便于上模从模筒中脱离取出。

作为优选，所述的圆台底部设有凹槽，所述的圆台和下推杆相互之间通过凹槽与杆端的匹配实现彼此间的定位与连接，提高下推杆与圆台相互之间定位与连接的稳定可靠性。

作为优选，所述的圆台外侧设有多个弧形台，弧形台直接与下模的底部相抵接，每个弧形台的大小和形状均一致，每个弧形台间具有间隙且互不相连。避免圆台在压制初始时完全没入下模中。

作为优选，所述的上压杆包括上压杆体、压台和上顶板，其中上顶板和上压杆体间固定连接，压台顶部设有凹槽，上压杆体与压台相互之间通过杆端与凹槽的匹配实现彼此间的定位与抵接。提高外部施加力作用于上压杆上，并经由上压杆体将力传导至压台上的可靠性。

作为优选，所述的下推杆包括下推杆体和下底板，下推杆体和下底板间相固定连接。提高外部施加力作用于下推杆上，并经由下推杆体将力向上传导的可靠性。

作为优选，所述的下模的外径尺寸大于上模的外径尺寸。更好实现下模同时与外围套和上模间的连接有效性。

作为优选，所述的外围套采用具有大小不同内径尺寸的阶梯内径结构。提高上模或压制后压坯取出的便捷性。

本发明的另一个发明目的在于提供一种粉末压制模具压制方法，包括如下执行步骤：A1.将上述技术方案之一所述的上模、下模和外围套装配相连；

A2.对下模底部进行密封与支撑；

A3.将待压制粉末从上模上方处填入上模和下模内的空间中，直至上下模中填充有所需额定量的粉末；

A4.使用上述技术方案所述的上压杆从上模上方伸入装有待压制粉末的上模和下模内部空间中，外部施加力施加于上压杆上并推动上压杆使其从上模至下模的方向上移动；

A5.当上压杆移动一定预期距离后，所述一定预期距离至少使得上压杆下端推入于下模内的空间中，外部施加力停止；

A6.将上述技术方案所述的弧形台取出，外部施加力继续作用于上压杆，直至下模底部与圆台底部齐平，完成粉末压制，外部施加力停止；

A7.将上压杆和上模分别从粉末压制模具中取出，下推杆安装在圆台底部，外部施加力施加于外围套上并推动外围套和下模向下推杆中的下底板所在位置方向移动，将压制后的粉末棒材压坯逐渐从下模中脱出；

A8.直至上述技术方案所述的圆台部分或完全高于下模顶部，外部施加力停止，将外围套取出，将压制后的粉末棒材压坯取出。

模筒采用上下分模式方案，上下模共同用于容纳松散状态的粉末，但在压制完成后，压坯只容纳于下模中，能够避免在压制成型后的棒材表面出现或留下因分体的模具未完全贴合而存有的凸起缝线，取模过程中，通过先取出上模，再取压坯，压坯只需移动下模长度距离便可从模筒中取出，避免因长距离移动取出而影响被压制部件表面光滑度的问题，还能有效降低取模时，尤其是推杆刚抵接于压坯底部时，对于模压机的开口高度和油缸行程需求。

本发明的有益效果是：模筒采用上下分模式结构，上下模共同用于容纳松散状态的粉末，但在压制完成后，压坯只容纳于下模中，能够避免在压制成型后的棒材表面出现或留下因分体的模具未完全贴合而存有的凸起缝线。

模筒采用上下分模式结构，还能够减轻单件模具重量，方便操作模具，尤其是体积及质量较大的大型模具，而且上模和下模可根据所需压制粉末的容量和成型压坯的尺寸来自由选择搭配，能够有效的满足对于不同尺寸大小的制件需求。

上模由多个呈扇环形状的上模瓣构成，取模过程中，取模力小，便于上模从模筒中脱离取出。

取模过程中，通过先取出上模，再取压坯，压坯只需移动下模长度距离便可从模筒中取出，避免因长距离移动取出而影响被压制部件表面光滑度的问题，还能有效降低取模时，尤其是推杆刚抵接于压坯底部时，对于模压机的开口高度和油缸行程需求。

通过在上模外侧套有与下模相连接的外围套，使得在取出上模后再进行取压坯的过程中下模与外部施加力间的力传递件，外围套具有比上模更低的高度和比下模与外部施加力相接的更大的接触面积，降低模筒和推杆相配合所形成的最大尺寸，降低模筒与模压机间的装配难度。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

图1是本发明粉末压制模具的结构示意图。

图2是本发明粉末压制模具的剖视结构示意图。

图3是本发明粉末压制模具中上模、下模和外围套间的装配结构示意图。

图4是本发明粉末压制模具中圆台和弧形台间的装配结构示意图。

图5是本发明粉末压制模具与模压机压制过程的装配结构示意图。

图6是本发明粉末压制模具与模压机取模过程的装配结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

图1、图2、图3、图4、图5、图6所示的实施例中，一种粉末压制模具，包括模筒1，模筒1由上模11、下模12和外围套6组成，上模11和下模12的内径相等，上模11和下模12的端面相抵接；上模11由可沿径向分离的两个或多个上模瓣111组成，多个上模瓣111均呈扇环形状，每个上模瓣111的大小均一致，且每个上模瓣111间紧密相贴合；外围套6套接于上模11的径向外侧，上模11上方设有上压杆3，上压杆3可在外部施加力的作用下于上模11和下模12中移动，下模12的底部端口中设有用于实现下模12底部密封的圆台4，圆台4下方设有下推杆7，下推杆7和圆台4可在外部施加力的作用下于下模12中移动。上模11和下模12相互之间通过凹槽与凸缘的匹配实现彼此相互间的定位与连接。圆台底部设有凹槽41，圆台和下推杆相互之间通过凹槽与下推杆杆顶端的匹配实现彼此间的定位与连接(见图2)。圆台4外侧连接设置有多个弧形台5(见图4)，多个弧形台5环绕间隔分布设置于圆台4外侧处，弧形台5直接与下模12的底部相抵接。上压杆3包括上压杆体31、压台32和上顶板33，其中上顶板33和上压杆体31间固定连接，压台32顶部设有凹槽321(见图2)，上压杆体31与压台32相互之间通过杆端与凹槽的匹配实现彼此相互间的定位与抵接。下推杆7包括下推杆体71和下底板72，下推杆体71和下底板72间相固定连接。每个弧形台5的大小和形状均一致，每个弧形台5间具有间隙且互不相连。下模12的外径尺寸大于上模11的外径尺寸。外围套6采用具有大小不同内径尺寸的阶梯内径结构。

上述图1～4实施例里采用如下更具体的实施方案：粉末压制模具包括模筒1，模筒1由上模11、下模12和外围套6组成，上模11和下模12的内径相等，上模11和下模12的端面相抵接；上模11中其与下模12正对的上模端口内侧设有上模凹槽111a，下模12中其与上模11正对的下模端面121上具有与下模12保持同一中轴线的凸缘部122，通过上模凹槽111a和凸缘部122实现上模11和下模12的定位和连接，上模11上侧设有上压杆3，上压杆3可伸入上模11和下模12内侧并可在外部施加力的作用下于上述两者中移动，上模11外侧设有外围套6，凸缘部122可选为具有若干级阶梯结构，更具体的，如图3所示，凸缘部122可选为具有二级阶梯结构，具有二级阶梯结构的凸缘部122由上侧凸缘122a和下侧凸缘122b两部分构成，通过上模凹槽111a和上侧凸缘122a实现上模11和下模12间的定位和连接，通过外围套6中相对靠近下模端面121一侧的外围套端口61和下侧凸缘122b实现外围套6和下模12间的定位和连接，外部施加力能够经由外围套6向下模12传导，下模12的底部端口中设有用于实现下模12底部密封的圆台4，圆台4外侧设有多个弧形台5，每个弧形台5的大小、形状一致，每个弧形台5间可具有间隙互不相连，弧形台5直接与下模12的底部相抵接，用于避免圆台4在压制初始时完全没入下模12中，圆台4下侧设有下推杆7，圆台4底部设有凹槽，下推杆7与圆台4间可通过杆端与凹槽的匹配实现彼此间的定位和抵接，下推杆7和圆台4可在外部施加力的作用下于下模12中移动。

本发明申请技术方案工作原理如下：

将上模11、下模12和外围套6装配相连，在下模12底部设有圆台4和多个弧形台5用于实现下模12底部的密封与支撑，使用粉末从上模11上侧填充上模11和下模12内的空间；

当上下模填充有所需额定量的粉末后，使用上压杆3从上模11上侧伸入装有粉末的上模11和下模12内的空间中；可选的，上压杆3由上压杆体31、压台32和上顶板33三部分构成，压台32下端与上模11中装有的粉末相直接接触，并且压台32具有与上模11和下模12的内径相等大小的直径，用于保证压台32向下压制过程中，粉末不会从压台32与上模11或下模12之间的空隙中逸出，所述外部施加力由模压机提供，且外部施加力施加于上顶板33上并推动上压杆体31和压台32以从上模11至下模12的方向上移动；

当上顶板33与上模11顶部相接后，外部施加力停止，上压杆3在外部施加力下于此间过程中所移动的距离至少使得压台32压入于下模12内的空间中；

通过将弧形台5取出，外部施加力继续施加于上顶板33上，用于进一步压制下模12内的粉末棒材压坯和推动上模11和下模12向下移动，直至下模12底部与圆台4底部齐平，完成粉末压制，外部施加力停止；

先将上压杆3从粉末压制模具中取出，再将用于构成上模11的多个上模瓣111从粉末压制模具中取出，圆台4下侧安装抵接有下推杆7，下推杆中7的下底板72具有较大的支撑面积，下底板72能够更好的稳定支撑起压制模具，下推杆7的下推杆体71顶部与圆台4底部相抵接，外部施加力施加于外围套6上并推动外围套6和下模12向下底板72中的下底板72所在位置方向移动，压制后的粉末棒材压坯逐渐从下模12中脱出，压坯只需移动下模11长度距离便可从模筒中取出，避免因长距离移动取出而影响被压制部件表面光滑度的问题，直至圆台4部分或完全高于下模12顶部，外部施加力停止，将外围套6取出，将压制后的粉末棒材压坯取出。

实施例2：

图1、图2、图3、图4、图5、图6所示的实施例中，一种粉末压制模具压制方法，包括如下执行步骤

A1.将实施例1中所述的上模11、下模12和外围套6装配相连；

A2.对下模12底部进行密封与支撑；

A3.将待压制粉末从上模上方处填入上模和下模12内的空间中，直至上下模中填充有所需额定量的粉末；

A4.使用实施例1中所述的上压杆3从上模11上方伸入装有待压制粉末的上模11和下模12内部空间中，外部施加力施加于上压杆3上并推动上压杆3使其从上模11至下模12的方向上移动；

A5.当上压杆3移动一定预期距离后，所述一定预期距离至少使得上压杆3下端推入于下模12内的空间中，外部施加力停止；

A6.将实施例1中所述的弧形台5取出，外部施加力继续作用于上压杆3，直至下模12底部与圆台4底部齐平，完成粉末压制，外部施加力停止；

A7.将上压杆3和上模11分别从粉末压制模具中取出，下推杆7安装在圆台底部，外部施加力施加于外围套6上并推动外围套6和下模12向下推杆7中的下底板72所在位置方向移动，将压制后的粉末棒材压坯逐渐从下模12中脱出；

A8.直至实施例1中所述的圆台4部分或完全高于下模12顶部，外部施加力停止，将外围套6取出，将压制后的粉末棒材压坯取出。

其他实施方式：

图3示出了一种上模、下模和外围套装配实施例，外围套6内侧设置为具有尺寸大小不同的内径，更具体的，所述尺寸变化的内径呈上大下小的变化形式，所述尺寸不同的内径可通过设置阶梯结构实现内径尺寸大小变化，减小外围套6内侧与上模11外侧间存有相互接触的部分，提高上模或压制后压坯取出的便捷性。

图5示出了一种本发明装置与模压机压制过程中装配实施例，所述模压机包括第一上侧板101和第一下侧板102，第一上侧板101和上压杆3的上顶板33相固定连接，第一下侧板102上固定有定位筒103，所述定位筒103的中心轴线和上压杆3中的上压杆体31的中心轴线配置成两处中心轴线共线，定位筒103与第一下侧板102的底部设有开口104，所述开口104具有与弧形台5个数相等的数量，定位筒103内径尺寸略大于模筒1外径尺寸，装有圆台4的模筒1可直接插入于定位筒103中，弧形台5从开口104中进入定位筒103中并安装在模筒1底部，使得模筒1与模压机装配时能快速完成压紧固定，从模筒1中的上模11上侧填充所需额定量的粉末，第一上侧板101带动上压杆3下移，从上摸11中逐渐推动粉末下压至下模12中，完成粉末压制。

图6示出了一种本发明装置与模压机取模过程中装配实施例，所述模压机可选为不同于图4实施例中所已选用的模压机，图5所示的模压机包括第二上侧板131和第二下侧板132，第二下侧板132和下推杆7的下底板72相固定连接，完成压制后压坯和压制模具一并插入下推杆7的下推杆体71上，第二上侧板131下压抵接外围套6上并推动外围套6和下模12向下底板72所在位置方向移动，完成压制后的粉末棒材压坯从下模12中脱模取出，通过设置两台不同用途的模压机，加快和方便粉末棒材压坯的制取。

在本发明位置关系描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系的为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者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。

以上内容和结构描述了本发明产品的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种粉末压制模具，包括模筒，其特征在于：所述的模筒由上模、下模和外围套组成，上模和下模的内径相等，上模和下模的端面相抵接；上模由可沿径向分离的两个或多个上模瓣组成；外围套套接于上模的径向外侧，上模上方设有上压杆，上压杆可在外部施加力的作用下于上模和下模中移动，下模的底部端口中设有用于实现下模底部密封的圆台，圆台下方设有下推杆，下推杆和圆台可在外部施加力的作用下于下模中移动。

2.按照权利要求1所述的粉末压制模具，其特征在于：所述的上模和下模相互之间通过凹槽与凸缘的匹配实现彼此间的定位与连接。

3.按照权利要求1所述的粉末压制模具，其特征在于：所述的多个上模瓣均呈扇环形状，每个上模瓣的大小均一致，且每个上模瓣间紧密相贴合。

4.按照权利要求1所述的粉末压制模具，其特征在于：所述的圆台底部设有凹槽，所述的圆台和下推杆相互之间通过凹槽与杆端的匹配实现彼此间的定位与连接。

5.按照权利要求1所述的粉末压制模具，其特征在于：所述的圆台外侧设有多个弧形台，弧形台直接与下模的底部相抵接，每个弧形台的大小和形状均一致，每个弧形台间具有间隙且互不相连。

6.按照权利要求1所述的粉末压制模具，其特征在于：所述的上压杆包括上压杆体、压台和上顶板，其中上顶板和上压杆体间固定连接，压台顶部设有凹槽，上压杆体与压台相互之间通过杆端与凹槽的匹配实现彼此间的定位与抵接。

7.按照权利要求1所述的粉末压制模具，其特征在于：所述的下推杆包括下推杆体和下底板，下推杆体和下底板间相固定连接。

8.按照权利要求1所述的粉末压制模具，其特征在于：所述的下模的外径尺寸大于上模的外径尺寸。

9.按照权利要求1所述的粉末压制模具，其特征在于：所述的外围套采用具有大小不同内径尺寸的阶梯内径结构。

10.一种粉末压制模具压制方法，其特征在于，包括如下执行步骤：

A1.将权利要求1～9之一所述的上模、下模和外围套装配相连；

A2.对下模底部进行密封与支撑；

A3.将待压制粉末从上模上方处填入上模和下模内的空间中，直至上下模中填充有所需额定量的粉末；

A4.使用权利要求1～9之一所述的上压杆从上模上方伸入装有待压制粉末的上模和下模内部空间中，外部施加力施加于上压杆上并推动上压杆使其从上模至下模的方向上移动；

A5.当上压杆移动一定预期距离后，所述一定预期距离至少使得上压杆下端推入于下模内的空间中，外部施加力停止；

A6.将权利要求1～9之一所述的弧形台取出，外部施加力继续作用于上压杆，直至下模底部与圆台底部齐平，完成粉末压制，外部施加力停止；

A7.将上压杆和上模分别从粉末压制模具中取出，下推杆安装在圆台底部，外部施加力施加于外围套上并推动外围套和下模向下推杆中的下底板所在位置方向移动，将压制后的粉末棒材压坯逐渐从下模中脱出；

A8.直至权利要求1～9之一所述的圆台部分或完全高于下模顶部，外部施加力停止，将外围套取出，将压制后的粉末棒材压坯取出。

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