CN113894284B - 一种水冷式粉末冶金成形模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水冷式粉末冶金成形模具，具体涉及粉末冶金模具技术领域，包括固定框、下模和上模，所述下模外端设有两个对称的弧形活动框，所述弧形活动框内端固定设有导热板，所述弧形活动框与导热板之间形成冷却腔，所述固定框外端设有水冷机构。本发明可以将下模固定的较为牢固，避免了其在压制过程中出现晃动的现象，有效的提高了压制产品的质量，使用效果较好，且下模与固定框之间非固定连接，便于对下模进行更换，提高了工作的效率，且可以使得下模保持在一个恒定的低温状态，大大的减小了热胀冷缩对下模的影响，便于下模的脱模，使得脱模较为简单方便，也避免了脱模时损坏毛坯产品的情况发生。

Description

一种水冷式粉末冶金成形模具

技术领域

本发明涉及粉末冶金模具技术领域，具体涉及一种水冷式粉末冶金成形模具。

背景技术

粉末冶金成形是粉末冶金生产中的基本工序之一，目的是将松散的(金属，陶瓷，或其他材料)粉末在模具中通过压力制成具有预定几何形状、尺寸、密度和强度的半成品，然后通过脱模得到半成品毛坯。模压(钢模)成形是粉末冶金生产中采用最广泛的成形方法。粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如齿轮等，粉末冶金是一种少或无切削加工压制出来的产品工艺，粉末冶金在压制过程中会产生热量，这使得毛坯温度可达80-100度，这会使得模具的温度较高，模具容易产生热胀冷缩的现象。

目前，粉末冶金成形模具在实际使用时，由于无法对模具进行及时的降温，这样模具受热胀冷缩的影响会导致毛坯较为难以脱模，甚至在脱模时对毛坯产品造成损坏，且现有模具在压制过程中不够稳定，会产生轻微晃动，这样会使得压制产品的质量下降，使用效果不够好。

因此，发明一种水冷式粉末冶金成形模具来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种水冷式粉末冶金成形模具，以解决无法对模具进行及时的降温导致的脱模困难和易破坏产品的问题和模具不稳定导致的产品质量不好的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水冷式粉末冶金成形模具，包括固定框、下模和上模，所述下模设在固定框内部底端，所述上模设在下模顶端，所述下模外端设有两个对称的弧形活动框，所述弧形活动框内端固定设有导热板，所述弧形活动框与导热板之间形成冷却腔，所述弧形活动框外端设有第一螺纹杆，所述第一螺纹杆一端穿过固定框外端并与固定框之间螺纹连接，所述第一螺纹杆另一端与弧形活动框外端之间通过轴承转动连接，所述第一螺纹杆一端固定设有转把，所述转把设在固定框外侧，所述固定框外端设有水冷机构，所述弧形活动框顶端设有润滑机构。

优选的，所述水冷机构包括环形进水管和环形出水管，所述环形进水管和环形出水管均设在固定框外端，所述环形出水管设在环形进水管顶部，所述环形进水管内端固定设有两个进水软管，两个所述进水软管一端穿过固定框外端和弧形活动框外端并分别与两个冷却腔内部相连通，所述环形出水管内端固定设有两个出水软管，两个所述出水软管一端穿过固定框外端和弧形活动框外端并分别与两个冷却腔内部相连通，所述出水软管设在进水软管前侧顶部，所述固定框后侧设有冷却水箱，所述冷却水箱和固定框之间设有水泵，所述水泵的进水端固定设有第一连接管，所述第一连接管一端与冷却水箱内部相连通，所述水泵的出水端固定设有第二连接管，所述第二连接管一端与环形进水管外端固定连接，所述第一连接管顶部设有循环管，所述循环管一端与冷却水箱内部相连通，所述循环管另一端与环形出水管外端固定连接。

优选的，所述润滑机构包括两个弧形中空框，所述弧形中空框固定设在弧形活动框顶端，所述弧形中空框内端延伸至下模顶端，所述弧形中空框内端开设有多个漏油孔，所述漏油孔设在下模顶部，所述固定框外端设有环形进油管，所述环形进油管设在环形出水管顶部，所述环形进油管内端固定设有两个进油软管，两个所述进油软管一端穿过固定框外端和弧形中空框外端并分别与两个弧形中空框内部相连通，所述进油软管外端固定设有外部连接管便于对下模进行润滑，减小其摩擦力，使得产品质量较为均匀，也便于后续的脱模。

优选的，所述固定框顶部设有固定板，所述固定板底端固定设有液压缸，所述液压缸底端固定设有连接板，所述连接板底端固定设有中空杆，所述中空杆底端固定设有连接法兰，所述连接法兰底端与上模顶端之间通过固定螺栓固定连接，便于带动上模上下运动。

优选的，所述固定框顶端固定设有四个导向定位杆，所述导向定位杆一端贯穿连接板并与固定板底端固定连接，所述液压缸设在四个导向定位杆之间，便于对连接板进行导向和限位，使得其沿竖直方向运动。

优选的，所述固定框内部底端设有两个对称的弧形夹持板，所述弧形夹持板设在弧形活动框底部，所述弧形夹持板内端固定设有弧形橡胶垫，所述弧形橡胶垫内端与下模底部外端相接触，可以对下模进行夹持固定，使得其固定的较为稳定。

优选的，所述固定框内部底端开设有滑槽，所述滑槽内部设有两个滑块，所述滑块顶端与弧形夹持板底端固定连接，便于对弧形夹持板进行限位和导向，也便于其移动。

优选的，所述滑槽内部设有第二螺纹杆，所述第二螺纹杆一端穿过两个滑块和固定框外端并延伸至固定框外侧，所述第二螺纹杆一端与两个滑块之间均通过螺纹连接且螺纹方向相反，所述第二螺纹杆两端与滑槽内壁之间均通过轴承转动连接，所述第二螺纹杆一端固定设有连接块，所述连接块设在固定框前侧，便于带动滑块移动，进而带动弧形夹持板移动。

优选的，所述弧形活动框外端固定设有两个限位伸缩杆，两个所述限位伸缩杆分别设在第一螺纹杆前后侧，所述限位伸缩杆一端与固定框内壁固定连接，便于对弧形活动框进行限位，防止其发生转动。

优选的，所述下模和上模均为钢材料制成，材料强度较高，延长了其使用寿命。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

1、通过转动连接块带动第二螺纹杆转动，滑块随着第二螺纹杆的转动向内侧运动，滑块带动弧形夹持板和弧形橡胶垫对下模底端进行预固定，向下模内部加入原料粉末，启动液压缸，液压缸带动上模进入到下模内部，再通过转把带动第一螺纹杆转动，第一螺纹杆带动弧形活动框和导热板向内侧运动并对下模进行固定，通过两个弧形活动框和导热板对下模进行固定，再配合弧形夹持板和弧形橡胶垫对下模底端的夹持固定，使得下模固定的较为牢固，避免了其在压制过程中出现晃动的现象，有效的提高了压制产品的质量，使用效果较好，且下模与固定框之间非固定连接，这样便于对下模进行更换，提高了工作的效率；

2、通过水泵将冷却水箱中的冷却水抽入到环形进水管内部，再经过进水软管进入到冷却腔内部，而下模会与冷却水会产生热交换，下模的温度会下降并保持在一个恒定的低温状态，交换过热量的冷却水会经过出水软管、环形出水管和循环管回到冷却水箱内部进行冷却，通过对下模进行冷却水循环冷却，使得下模可以保持在一个恒定的低温状态，大大的减小了热胀冷缩对下模的影响，便于下模的脱模，使得脱模较为简单方便，也避免了脱模时损坏毛坯产品的情况发生。

附图说明

图1为本发明的整体西南向结构示意图；

图2为本发明的整体西北向结构示意图；

图3为本发明的整体立体剖视结构示意图；

图4为本发明的固定框立体剖视结构示意图；

图5为本发明的上模和下模立体结构示意图；

图6为本发明的弧形活动框、环形进水管和环形出水管立体结构示意图；

图7为本发明的弧形活动框立体剖视结构示意图；

图8为本发明的弧形中空框和环形进油管立体结构示意图；

图9为本发明的弧形中空框立体剖视结构示意图；

图10为本发明的固定框立体剖视结构示意图。

附图标记说明：

1固定框、2下模、3上模、4弧形活动框、5导热板、6冷却腔、7第一螺纹杆、8转把、9环形进水管、10环形出水管、11进水软管、12出水软管、13冷却水箱、14水泵、15第一连接管、16第二连接管、17循环管、18弧形中空框、19漏油孔、20环形进油管、21进油软管、22外部连接管、23固定板、24液压缸、25连接板、26中空杆、27连接法兰、28固定螺栓、29导向定位杆、30弧形夹持板、31弧形橡胶垫、32滑槽、33滑块、34第二螺纹杆、35连接块、36限位伸缩杆。

具体实施方式

本发明提供了如图1、3、4、5和10所示的一种水冷式粉末冶金成形模具，包括固定框1、下模2和上模3，所述下模2设在固定框1内部底端，所述上模3设在下模2顶端，所述下模2和上模3均为钢材料制成，这样下模2和上模3的强度较高，使得下模2和上模3的使用寿命较长，所述下模2外端设有两个对称的弧形活动框4，所述弧形活动框4内端固定设有导热板5，所述弧形活动框4与导热板5之间形成冷却腔6，所述弧形活动框4外端设有第一螺纹杆7，所述第一螺纹杆7一端穿过固定框1外端并与固定框1之间螺纹连接，所述第一螺纹杆7另一端与弧形活动框4外端之间通过轴承转动连接，所述第一螺纹杆7一端固定设有转把8，所述转把8设在固定框1外侧，所述固定框1外端设有水冷机构，所述弧形活动框4顶端设有润滑机构。

所述固定框1顶部设有固定板23，所述固定板23底端固定设有液压缸24，所述液压缸24底端固定设有连接板25，所述连接板25底端固定设有中空杆26，所述中空杆26底端固定设有连接法兰27，所述连接法兰27底端与上模3顶端之间通过固定螺栓28固定连接，便于带动上模3向下运动，可以给压制产品提供压制的压力，所述固定框1顶端固定设有四个导向定位杆29，所述导向定位杆29一端贯穿连接板25并与固定板23底端固定连接，所述液压缸24设在四个导向定位杆29之间，便于对连接板25进行限位和导向，使得上模3可以沿着竖直方向运动。

所述固定框1内部底端设有两个对称的弧形夹持板30，所述弧形夹持板30设在弧形活动框4底部，所述弧形夹持板30内端固定设有弧形橡胶垫31，所述弧形橡胶垫31内端与下模2底部外端相接触，所述固定框1内部底端开设有滑槽32，所述滑槽32内部设有两个滑块33，所述滑块33顶端与弧形夹持板30底端固定连接，所述滑槽32内部设有第二螺纹杆34，所述第二螺纹杆34一端穿过两个滑块33和固定框1外端并延伸至固定框1外侧，所述第二螺纹杆34一端与两个滑块33之间均通过螺纹连接且螺纹方向相反，所述第二螺纹杆34两端与滑槽32内壁之间均通过轴承转动连接，所述第二螺纹杆34一端固定设有连接块35，所述连接块35设在固定框1前侧，便于对下模2进行预夹持固定，使得其固定的更为稳定，且夹持较为简单方便，便于下模2的更换。

所述弧形活动框4外端固定设有两个限位伸缩杆36，两个所述限位伸缩杆36分别设在第一螺纹杆7前后侧，所述限位伸缩杆36一端与固定框1内壁固定连接，便于对弧形活动框4进行限位，防止其随着第一螺纹杆7的转动而发生转动。

实施方式具体为：将下模2放置于固定框1内部底端，使下模2底端置于两个弧形夹持板30之间，转动连接块35，连接块35带动第二螺纹杆34转动，由于第二螺纹杆34与滑块33之间螺纹连接，故滑块33随着第二螺纹杆34的转动向内侧运动，滑块33带动弧形夹持板30和弧形橡胶垫31向内侧运动，两个弧形夹持板30和弧形橡胶垫31会对下模2底端进行预固定，向下模2内部加入原料粉末，将上模3用固定螺栓28固定在连接法兰27底端，启动液压缸24，液压缸24带动连接板25、中空杆26和连接法兰27向下运动，连接法兰27带动上模3进入到下模2内部，此时停止液压缸24并转动转把8，转把8带动第一螺纹杆7转动，由于第一螺纹杆7与固定框1外端之间通过螺纹连接，故第一螺纹杆7随着自身的转动向内侧运动，第一螺纹杆7带动弧形活动框4向内侧运动，弧形活动框4带动导热板5向内侧运动，当导热板5与下模2外端相接触时，停止转动转把8，这样弧形活动框4和导热板5会对下模2进行固定，使得下模2较为稳定，当将下模2固定后，再次启动液压缸24带动上模3进行压模工作，这样下模2不易发生晃动，本发明通过两个弧形活动框4和导热板5对下模2进行固定，再配合弧形夹持板30和弧形橡胶垫31对下模2底端的夹持固定，使得下模2固定的较为牢固，避免了其在压制过程中出现晃动的现象，有效的提高了压制产品的质量，使用效果较好，且下模2与固定框1之间非固定连接，这样便于对下模2进行更换，提高了工作的效率，该实施方式具体解决了现有技术中存在的粉末冶金成形模具在实际使用时，模具在压制过程中不够稳定，会产生轻微晃动，这样会使得压制产品的质量下降，使用效果不够好的问题。

本发明提供了如图1、2、3、6和7所示的一种水冷式粉末冶金成形模具，所述水冷机构包括环形进水管9和环形出水管10，所述环形进水管9和环形出水管10均设在固定框1外端，所述环形出水管10设在环形进水管9顶部，所述环形进水管9内端固定设有两个进水软管11，两个所述进水软管11一端穿过固定框1外端和弧形活动框4外端并分别与两个冷却腔6内部相连通，所述环形出水管10内端固定设有两个出水软管12，两个所述出水软管12一端穿过固定框1外端和弧形活动框4外端并分别与两个冷却腔6内部相连通，所述出水软管12设在进水软管11前侧顶部，所述固定框1后侧设有冷却水箱13，所述冷却水箱13和固定框1之间设有水泵14，所述水泵14的进水端固定设有第一连接管15，所述第一连接管15一端与冷却水箱13内部相连通，所述水泵14的出水端固定设有第二连接管16，所述第二连接管16一端与环形进水管9外端固定连接，所述第一连接管15顶部设有循环管17，所述循环管17一端与冷却水箱13内部相连通，所述循环管17另一端与环形出水管10外端固定连接。

实施方式具体为：在上模3对下模2内部的原料进行压制时，启动水泵14，冷却水箱13中的冷却水会经过第一连接管15和第二连接管16进入到环形进水管9内部，再经过进水软管11进入到冷却腔6内部，而下模2上的热量会通过导热板5传递到冷却腔6内部的冷却水中这样冷却水会与下模2产生热交换，下模2的温度会下降并保持在一个恒定的低温状态，交换过热量的冷却水会经过出水软管12进入到环形出水管10内部，然后经过循环管17回到冷却水箱13内部进行冷却，本发明通过对下模2进行冷却水循环冷却，使得下模2可以保持在一个恒定的低温状态，大大的减小了热胀冷缩对下模2的影响，便于下模2的脱模，使得脱模较为简单方便，也避免了脱模时损坏毛坯产品的情况发生，该实施方式具体解决了现有技术中存在的由于无法对模具进行及时的降温，这样模具受热胀冷缩的影响会导致毛坯较为难以脱模，甚至在脱模时对毛坯产品造成损坏的问题。

本发明提供了如图3、8和9所示的一种水冷式粉末冶金成形模具，所述润滑机构包括两个弧形中空框18，所述弧形中空框18固定设在弧形活动框4顶端，所述弧形中空框18内端延伸至下模2顶端，所述弧形中空框18内端开设有多个漏油孔19，所述漏油孔19设在下模2顶部，所述固定框1外端设有环形进油管20，所述环形进油管20设在环形出水管10顶部，所述环形进油管20内端固定设有两个进油软管21，两个所述进油软管21一端穿过固定框1外端和弧形中空框18外端并分别与两个弧形中空框18内部相连通，所述进油软管21外端固定设有外部连接管22。

实施方式具体为：在压制产品的过程中，通过外部连接管22向环形进油管20内部加入润滑油，润滑油经过进油软管21进入到弧形中空框18内部，再经过漏油孔19滴落到下模2的内腔边缘，润滑油会顺着下模2的内壁向下流动，这样可以减小粉末原料与下模2内壁之间的摩擦力，使得雅致的产品的质量更均匀，同时也便于后续的脱模，配合上对下模2的冷却，会使得产品脱模较为简单便捷，脱模效率较高，脱模效果较好。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种水冷式粉末冶金成形模具，包括固定框(1)、下模(2)和上模(3)，所述下模(2)设在固定框(1)内部底端，所述上模(3)设在下模(2)顶端，其特征在于：所述下模(2)外端设有两个对称的弧形活动框(4)，所述弧形活动框(4)内端固定设有导热板(5)，所述弧形活动框(4)与导热板(5)之间形成冷却腔(6)，所述弧形活动框(4)外端设有第一螺纹杆(7)，所述第一螺纹杆(7)一端穿过固定框(1)外端并与固定框(1)之间螺纹连接，所述第一螺纹杆(7)另一端与弧形活动框(4)外端之间通过轴承转动连接，所述第一螺纹杆(7)一端固定设有转把(8)，所述转把(8)设在固定框(1)外侧，所述固定框(1)外端设有水冷机构，所述弧形活动框(4)顶端设有润滑机构；

所述润滑机构包括两个弧形中空框(18)，所述弧形中空框(18)固定设在弧形活动框(4)顶端，所述弧形中空框(18)内端延伸至下模(2)顶端，所述弧形中空框(18)内端开设有多个漏油孔(19)，所述漏油孔(19)设在下模(2)顶部，所述固定框(1)外端设有环形进油管(20)，所述环形进油管(20)设在环形出水管(10)顶部，所述环形进油管(20)内端固定设有两个进油软管(21)，两个所述进油软管(21)一端穿过固定框(1)外端和弧形中空框(18)外端并分别与两个弧形中空框(18)内部相连通，所述进油软管(21)外端固定设有外部连接管(22)。

2.根据权利要求1所述的一种水冷式粉末冶金成形模具，其特征在于：所述水冷机构包括环形进水管(9)和环形出水管(10)，所述环形进水管(9)和环形出水管(10)均设在固定框(1)外端，所述环形出水管(10)设在环形进水管(9)顶部，所述环形进水管(9)内端固定设有两个进水软管(11)，两个所述进水软管(11)一端穿过固定框(1)外端和弧形活动框(4)外端并分别与两个冷却腔(6)内部相连通，所述环形出水管(10)内端固定设有两个出水软管(12)，两个所述出水软管(12)一端穿过固定框(1)外端和弧形活动框(4)外端并分别与两个冷却腔(6)内部相连通，所述出水软管(12)设在进水软管(11)前侧顶部，所述固定框(1)后侧设有冷却水箱(13)，所述冷却水箱(13)和固定框(1)之间设有水泵(14)，所述水泵(14)的进水端固定设有第一连接管(15)，所述第一连接管(15)一端与冷却水箱(13)内部相连通，所述水泵(14)的出水端固定设有第二连接管(16)，所述第二连接管(16)一端与环形进水管(9)外端固定连接，所述第一连接管(15)顶部设有循环管(17)，所述循环管(17)一端与冷却水箱(13)内部相连通，所述循环管(17)另一端与环形出水管(10)外端固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种水冷式粉末冶金成形模具，其特征在于：所述固定框(1)顶部设有固定板(23)，所述固定板(23)底端固定设有液压缸(24)，所述液压缸(24)底端固定设有连接板(25)，所述连接板(25)底端固定设有中空杆(26)，所述中空杆(26)底端固定设有连接法兰(27)，所述连接法兰(27)底端与上模(3)顶端之间通过固定螺栓(28)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种水冷式粉末冶金成形模具，其特征在于：所述固定框(1)顶端固定设有四个导向定位杆(29)，所述导向定位杆(29)一端贯穿连接板(25)并与固定板(23)底端固定连接，所述液压缸(24)设在四个导向定位杆(29)之间。

5.根据权利要求1所述的一种水冷式粉末冶金成形模具，其特征在于：所述固定框(1)内部底端设有两个对称的弧形夹持板(30)，所述弧形夹持板(30)设在弧形活动框(4)底部，所述弧形夹持板(30)内端固定设有弧形橡胶垫(31)，所述弧形橡胶垫(31)内端与下模(2)底部外端相接触。

6.根据权利要求5所述的一种水冷式粉末冶金成形模具，其特征在于：所述固定框(1)内部底端开设有滑槽(32)，所述滑槽(32)内部设有两个滑块(33)，所述滑块(33)顶端与弧形夹持板(30)底端固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种水冷式粉末冶金成形模具，其特征在于：所述滑槽(32)内部设有第二螺纹杆(34)，所述第二螺纹杆(34)一端穿过两个滑块(33)和固定框(1)外端并延伸至固定框(1)外侧，所述第二螺纹杆(34)一端与两个滑块(33)之间均通过螺纹连接且螺纹方向相反，所述第二螺纹杆(34)两端与滑槽(32)内壁之间均通过轴承转动连接，所述第二螺纹杆(34)一端固定设有连接块(35)，所述连接块(35)设在固定框(1)前侧。

8.根据权利要求1所述的一种水冷式粉末冶金成形模具，其特征在于：所述弧形活动框(4)外端固定设有两个限位伸缩杆(36)，两个所述限位伸缩杆(36)分别设在第一螺纹杆(7)前后侧，所述限位伸缩杆(36)一端与固定框(1)内壁固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种水冷式粉末冶金成形模具，其特征在于：所述下模(2)和上模(3)均为钢材料制成。

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