CN113899646A - 一种用于测试粉末充填性的装置及其方法 - Google Patents

一种用于测试粉末充填性的装置及其方法 Download PDF

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Abstract

一种用于测试粉末充填性的装置及方法，包括支架、送粉平台、送粉靴和送粉机构，送粉平台水平固定在支架上端，送粉平台上沿长度方向设有一排组合式阴模，送粉靴设置在送粉平台上、位于组合式阴模上方，送粉靴通过送粉机构驱动在送粉平台上直线移动对组合式阴模的内腔依次进行充填粉，在送粉平台下方设有集料桶和电子秤。测试时，送粉机构控制送粉靴的送粉速度，通过送粉靴对不同宽度档位的组合式阴模进行粉末充填，得到不同的充填状态，最终评估粉末充填性能。本发明的装置结构合理，操作方便，可实现粉末自动化充填与测试，本发明的测试方法结合了模具的因素，能更直接更有效地评估粉末充填性，更接近于实际的成型工艺，使得评估结果更具参考性。

Description

一种用于测试粉末充填性的装置及其方法
技术领域
本发明属于粉末冶金技术技术领域，涉及一种用于测试粉末充填性的装置及其方法。
背景技术
成型是粉末冶金工艺中关键的一道工序，在该工序中成型压机将粉末压制成我们所需要的形状。通常在此过程中，粉末首先需从送粉管道流入送粉靴，通过送粉靴在模腔的上方前后作直线运动，将粉末充填入模腔，然后进行压制。
粉末充填性是指在粉末冶金零件成型过程中，粉末从送粉靴充填至模腔容易程度的能力。粉末充填性的优劣直接决定了零件重量与密度的稳定性，同时影响了成型工艺的效率。
以往我们通常只评估粉末的流动性与松装密度，这两个指标只是简单评估粉末的性能，在应用于实际生产过程中具有一定的局限性。而粉末充填性的评估结合了模具的因素，更接近于实际的成型工艺，使得评估结果更具参考性。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种用于测试粉末充填性的装置，具有结构简单、操作方便的特点，可实现粉末自动化充填与测试。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种用于测试粉末充填性的方法，操作方便，测试方法结合了模具的因素，更接近于实际的成型工艺，更直接更有效地评估粉末充填性。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种用于测试粉末充填性的装置，其特征在于：所述装置包括支架、送粉平台、送粉靴和送粉机构，送粉平台水平固定在支架的上端，送粉平台上沿长度方向设有一排内腔大小不同的组合式阴模，送粉靴设置在送粉平台上、位于组合式阴模的上方，送粉靴通过送粉机构的驱动在送粉平台上直线移动对组合式阴模的内腔依次进行充填粉，在送粉平台的下方设有集料桶和电子秤。
作为改进，所述送粉平台上沿长度方向上设有一可供送粉靴前后移动的条形滑槽，条形滑槽的底面上间隔开设有供组合式阴模安装的安装口，组合式阴模是由阴模分块、下档块和阴模固定支架组成，阴模分块、下档块和阴模固定支架装配后形成上端开口的内腔，内腔形状为长方形，内腔的长度相同、宽度分为多个档位，内腔的高度可通过阴模分块数量来调节，组合式阴模安装在安装口的下方、按照送粉的先后顺序以宽度档位从大到小或者从小到大依次排列。
优选的，所述组合式阴模的内腔的长度为5mm～100mm，内腔的宽度1mm～20mm，宽度档位为2个至20个，内腔的高度为5mm～100mm，阴模分块的数量为2～15块。
进一步，所述集料桶通过二块下料侧板设置在组合式阴模的中部正下方，电子秤设置在地面上位于集料桶的正下方，支架的上端内壁设有供二块下料侧板的上端搁置的三角支架，二块下料侧板的下端与集粉桶相连接形成V字形结构，二块下料侧板之间的角度可调节，角度范围为15°至75°。
进一步，所述送粉机构包括伺服电机和传送带，传送带平行于条形滑槽设置在送粉平台的后侧，传送带与送粉靴传动连接，送粉速度设定为1mm/s～1500mm/s。
进一步，所述送粉平台上远离送粉靴起始位置的一端设有一余粉收集桶，送粉靴送粉结束移至余粉收集桶位置时，送粉靴中剩余的粉末清理至余粉收集桶。
进一步，所述组合式阴模的内腔形状不局限为长方形，还可以为环形、圆形、U形。
最后，所述支架的前侧还设有控制柜与显示屏。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种用于测试粉末充填性的方法，其特征在于：采用上述任意一种装置进行测试，具体步骤为：
1)将送粉靴回归至起始原位，将测试粉末倒入送粉靴，具体粉量根据设定的送粉靴大小而定，要求粉量为送粉靴总体积的1/2～4/5处；
2)待送粉靴装粉完毕后，按预先设定好的所需测试的送粉速度进行粉末充填，此时粉末在各档组合式阴模内腔依次进行充填；
3)待充填完毕，各档组合式阴模的内腔中都已经充填完粉末，然后依次取出组合式阴模中的下档块，此时粉末会从阴模内腔掉落，沿集料桶滑落至下方的电子称，称量出每个阴模档位中的粉末重量AD，从阴模宽度1mm、2mm、3mm、5mm、8mm、10mm、15mm、20mm各个档位称出的粉末重量分别表示为AD1mm、AD2mm、AD3mm、AD5mm、AD8mm、AD10mm、AD15mm、AD20mm，最终送粉靴移至余粉收集桶，清理掉送粉靴中剩余的粉末；
4)最后，根据需要取其中两个数据进行评估充填指数，规定充填指数＝(AD15mm-AD5mm)/AD15mm*100％。
进一步，所述规定充填指数可根据不同的目的与需求设定为(AD20mm-AD5mm)/AD20mm*100％或者(AD10mm–AD2mm)/AD10mm*100％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：更贴近于实际生产情况，更能体现生产的实际情况。以往我们通常只评估粉末的流动性与松装密度，这两个指标只是简单评估粉末的性能，在应用于实际生产过程中具有一定的局限性。本发明的测试装置结构合理，操作方便，可实现粉末自动化充填与测试，本发明的测试方法结合了模具的因素，可以更直接更有效地评估粉末充填性，更接近于实际的成型工艺，使得评估结果更具参考性。
附图说明
图1是本发明提供的测试装置的立体结构图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的左视图；
图4是图2沿A-A线的剖视图；
图5是图4中区域I的局部放大图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1～5所示，一种用于测试粉末充填性的装置，包括支架2、送粉平台1、送粉靴3、送粉机构和组合式阴模4，送粉平台1水平固定在支架2的上端，组合式阴模4沿长度方向设置在送粉平台1上，送粉靴3设置在送粉平台1上、位于组合式阴模4的上方，送粉靴3通过送粉机构的驱动在送粉平台1上直线移动，对组合式阴模4的内腔依次进行充填粉，在送粉平台1的下方设有集料桶7和电子秤8，支架2的前侧还设有控制柜9与显示屏10。
具体结构为：送粉平台1上沿长度方向凹设有一可供送粉靴3前后移动的条形滑槽11，条形滑槽11的底面上间隔开设有供组合式阴模4安装的安装口，组合式阴模4是由阴模分块41、下档块43和阴模固定支架42组成，阴模分块41、下档块43和阴模固定支架42装配后形成上端开口的内腔40，本实施例的内腔40形状为长方形，内腔40的长度相同、宽度分为多个档位，内腔40的高度可通过阴模分块41数量来调节，组合式阴模4安装在安装口的下方、按照送粉的先后顺序以宽度档位从大到小或者从小到大依次排列。通常组合式阴模4的内腔40的长度为5mm～100mm，内腔40的宽度1mm～20mm，宽度档位为2个至20个，内腔40的高度为5mm～100mm，阴模分块41的数量为2～15块。送粉机构包括伺服电机5和传送带6，传送带6平行于条形滑槽11设置在送粉平台1的后侧，传送带6与送粉靴3传动连接，传送带机构是常规设计，送粉速度设定为1mm/s～1500mm/s，优选为30mm/s至250mm/s。
集料桶7通过二块下料侧板70设置在组合式阴模4的中部正下方，电子秤8设置在地面上位于集料桶7的正下方，支架2的上端内壁设有供二块下料侧板70的上端搁置的三角支架20，二块下料侧板70的下端与集粉桶7相连接形成V字形结构，在保证能收集到所有粉的前提下，二块下料侧板70之间的角度可调节，角度范围为15°至75°，优选为30°～60°，保证粉能够顺利下滑至电子秤8。
组合式阴模4的内腔40形状不局限为长方形，还可以为环形、圆形、U形。
实施例1：
如图1～5所示，一种用于测试粉末充填性的装置，包括送粉平台1、支架2、送粉靴3、组合式阴模4、集料桶7、送粉机构、电子秤8。其中组合式阴模4是由阴模分块41、下档块43、阴模固定支架42组成，组合式阴模4的内腔40形状为长方形，根据宽度不同来分，可分多个档位。本实施例的内腔40的长度为30mm，宽度分为多个档位，分别为20mm、15mm、10mm、8mm、5mm、3mm、2mm、1mm，组合式阴模4的内腔40的高度可通过阴模分块41数量来调节，本实施例阴模分块41为三块，每个阴模分块41高度为10mm，内腔40总高度为30mm。不同宽度档位按照送粉的先后顺序从大到小依次排列，送粉机构控制送粉靴3的送粉速度，送粉速度设定为100mm/s，集料桶7两侧的下料侧板70的角度α＝58°。
具体测试步骤如下：
1)首先将送粉靴3回归至起始原位，将测试粉末倒入送粉靴3，粉量为送粉靴3总体积的2/3处。
2)待送粉靴3装粉完毕后，按预先设定好的所需测试的送粉速度进行粉末充填，此时粉末在各档组合式阴模4的内腔40依次进行充填。
3)待充填完毕，各档组合式阴模4的内腔40中都已经充填完粉末，然后依次取出组合式阴模4中的下档块43，此时粉末会从内腔40掉落，沿集料桶7滑落至下方的电子秤8，称量出每个组合式阴模4档位中的粉末重量AD，从宽度1mm、2mm、3mm、5mm、8mm、10mm、15mm、20mm各个档位称出的粉末重量分别为AD1mm＝2.14g、AD2mm＝6.11g、AD3mm＝9.42g、AD5mm＝16.63g、AD8mm＝27.24g、AD10mm＝33.82g、AD15mm＝51.55g、AD20mm＝69.05g。最终送粉靴3移至余粉收集桶12，清理掉送粉靴3中剩余的粉末。
4)最后，根据需要取其中两个数据进行评估充填指数，充填指数＝(AD15mm-AD5mm)/AD15mm*100％＝(51.55-16.63)/51.55*100％＝67.74％。
实施例2：
如图1～5所示，一种用于测试粉末充填性的装置，包括送粉平台1、支架2、送粉靴3、组合式阴模4、集料桶7、送粉机构、电子秤8；其中组合式阴模4是由阴模分块41、下档块43、阴模固定支架42组成，组合式阴模4的内腔40形状为长方形，根据宽度不同来分，可分多个档位。本实施例的内腔40的长度为30mm，宽度分为多个档位，分别为20mm、15mm、10mm、8mm、5mm、3mm、2mm、1mm，组合式阴模4的内腔40的高度可通过阴模分块41数量来调节，本实施例阴模分块41为三块，，每个阴模分块41高度为10mm，内腔40总高度为30mm。不同宽度档位按照送粉的先后顺序从大到小依次排列，送粉机构控制送粉靴3的送粉速度，送粉速度设定为150mm/s，集料桶7两侧的下料侧板70的角度α＝58°。
具体测试步骤如下：
1)首先将送粉靴3回归至起始原位，将测试粉末倒入送粉靴3，粉量为送粉靴3总体积的2/3处。
2)待送粉靴3装粉完毕后，按预先设定好的所需测试的送粉速度进行粉末充填，此时粉末在各档组合式阴模4的内腔40依次进行充填。
3)待充填完毕，各档组合式阴模4的内腔40中都已经充填完粉末，然后依次取出组合式阴模4中的下档块43，此时粉末会从内腔40掉落，沿集料桶7滑落至下方的、电子秤8，称量出每个阴模档位中的粉末重量AD，从阴模宽度1mm、2mm、3mm、5mm、8mm、10mm、15mm、20mm各个档位称出的粉末重量分别为AD1mm＝1.05g、AD2mm＝3.37g、AD3mm＝6.62g、AD5mm＝12.77g、AD8mm＝23.26g、AD10mm＝30.79g、AD15mm＝48.48g、AD20mm＝64.89g。最终送粉靴移至余粉收集桶，清理掉送粉靴中剩余的粉末。
4)最后，根据需要取其中两个数据进行评估充填指数，充填指数＝(AD10mm–AD3mm)/AD10mm*100％＝(30.79-6.62)/30.79*100％＝78.50％。
实施例3：
如图1～5所示，一种用于测试粉末充填性的装置包括送粉平台1、支架2、送粉靴3、组合式阴模4、集料桶7、送粉机构、电子秤8；其中组合式阴模4是由阴模分块41、下档块43、阴模固定支架42组成，组合式阴模4的内腔40形状为长方形，根据宽度不同来分，可分多个档位。本实施例的内腔40的长度为30mm，宽度分为多个档位，分别为20mm、15mm、10mm、8mm、5mm、3mm、2mm、1mm，组合式阴模4的内腔40的高度可通过阴模分块41数量来调节，本实施例阴模分块41为三块，每个阴模分块41高度为10mm，内腔40总高度为30mm；不同宽度档位按照送粉的先后顺序从大到小依次排列；送粉机构控制送粉靴的送粉速度，其送粉速度设定为200mm/s；集料桶7两侧的下料侧板70的角度为α＝58°。
具体测试步骤如下：
1)首先将送粉靴回归至起始原位，将测试粉末倒入送粉靴，粉量为送粉靴总体积的2/3处。
2)待送粉靴装粉完毕后，按预先设定好的所需测试的送粉速度进行粉末充填，此时粉末在各档组合式阴模4的内腔40依次进行充填。
3)待充填完毕，各档组合式阴模4的内腔40中都已经充填完粉末，然后依次取出组合阴模套件中的下档块，此时粉末会从阴模内腔掉落，沿集料桶滑落至下方的、电子秤8，称量出每个组合式阴模4档位中的粉末重量AD，从宽度1mm、2mm、3mm、5mm、8mm、10mm、15mm、20mm各个档位称出的粉末重量分别为AD1mm＝0.85g、AD2mm＝2.34g、AD3mm＝4.80g、AD5mm＝9.55g、AD8mm＝16.86g、AD10mm＝23.90g、AD15mm＝42.08g、AD20mm＝60.30g。最终送粉靴3移至余粉收集桶12，清理掉送粉靴3中剩余的粉末。
4)最后，根据需要取其中两个数据进行评估充填指数，充填指数＝(AD20mm–AD2mm)/AD20mm*100％＝(60.30-2.34)/60.30*100％＝96.12％。
本发明通过设计一整套的测试方法，使得粉末的充填性能可以进行测试，并且量化充填指数。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于测试粉末充填性的装置，其特征在于：所述装置包括支架、送粉平台、送粉靴和送粉机构，送粉平台水平固定在支架的上端，送粉平台上沿长度方向设有一排内腔大小不同的组合式阴模，送粉靴设置在送粉平台上、位于组合式阴模的上方，送粉靴通过送粉机构的驱动在送粉平台上直线移动，对组合式阴模的内腔依次进行充填粉，在送粉平台的下方设有集料桶和电子秤。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述送粉平台上沿长度方向凹设有一可供送粉靴前后移动的条形滑槽，条形滑槽的底面上间隔开设有供组合式阴模安装的安装口，组合式阴模是由阴模分块、下档块和阴模固定支架组成，阴模分块、下档块和阴模固定支架装配后形成上端开口的内腔，内腔形状为长方形，内腔的长度相同、宽度分为多个档位，内腔的高度可通过阴模分块数量来调节，组合式阴模安装在安装口的下方、按照送粉的先后顺序以宽度档位从大到小或者从小到大依次排列。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述组合式阴模的内腔的长度为5mm～100mm，内腔的宽度1mm～20mm，宽度档位为2个至20个，内腔的高度为5mm～100mm，阴模分块的数量为2～15块。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述集料桶通过二块下料侧板设置在组合式阴模的中部正下方，电子秤设置在地面上位于集料桶的正下方，支架的上端内壁设有供二块下料侧板的上端搁置的三角支架，二块下料侧板的下端与集粉桶相连接形成V字形结构，二块下料侧板之间的角度可调节，角度范围为15°至75°。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述送粉机构包括伺服电机和传送带，传送带平行于条形滑槽设置在送粉平台的后侧，传送带与送粉靴传动连接，送粉速度设定为1mm/s～1500mm/s。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述送粉平台上远离送粉靴起始位置的一端设有一余粉收集桶，送粉靴送粉结束移至余粉收集桶位置时，送粉靴中剩余的粉末清理至余粉收集桶。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述组合式阴模的内腔形状不局限为长方形，还可以为环形、圆形、U形或者椭圆形。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述支架的前侧还设有控制柜与显示屏。
9.一种用于测试粉末充填性的方法，其特征在于：采用权利要求1至8任意一种所述的装置进行测试，具体步骤为：
1)将送粉靴回归至起始原位，将测试粉末倒入送粉靴，具体粉量根据设定的送粉靴大小而定，要求粉量为送粉靴总体积的1/2～4/5处；
2)待送粉靴装粉完毕后，按预先设定好的所需测试的送粉速度进行粉末充填，此时粉末在各档组合式阴模内腔依次进行充填；
3)待充填完毕，各档组合式阴模的内腔中都已经充填完粉末，然后依次取出组合式阴模中的下档块，此时粉末会从阴模内腔掉落，沿集料桶滑落至下方的电子称，称量出每个阴模档位中的粉末重量AD，从阴模宽度1mm、2mm、3mm、5mm、8mm、10mm、15mm、20mm各个档位称出的粉末重量分别表示为AD1mm、AD2mm、AD3mm、AD5mm、AD8mm、AD10mm、AD15mm、AD20mm，最终送粉靴移至余粉收集桶，清理掉送粉靴中剩余的粉末；
4)最后，根据需要取其中两个数据进行评估充填指数，规定充填指数＝(AD15mm-AD5mm)/AD15mm*100％。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述规定充填指数可根据不同的目的与需求设定为(AD20mm-AD5mm)/AD20mm*100％或者(AD10mm–AD2mm)/AD10mm*100％。
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