CN114619029A - 一种粉末冶金生产用压制模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粉末加工领域，具体涉及一种粉末冶金生产用压制模具，包括冲头组件、模具组件、振动组件和驱动组件，模具组件包括沿第一轴向设置的模座和阴模，阴模与模座限定出用于填充冶金粉末的模型腔；冲头组件包括冲头套，冲头套沿第一轴向压入模型腔使冶金粉末压制成型；振动组件包括敲击结构和齿盘，齿盘安装于阴模，齿盘可围绕第一轴向转动且可沿第一轴向与阴模同步滑动，驱动组件驱动齿盘绕第一轴向转动；敲击结构在齿盘转动时敲击齿盘，进而促使阴模振动，依靠阴模侧壁对模腔中的粉末施加振动作用，使得冶金粉末在模腔内尽可能均匀分布，进而使模腔内的冶金粉末被冲头套均匀压实，提升压坯的性能。

Description

一种粉末冶金生产用压制模具

技术领域

本发明涉及粉末加工领域，具体涉及一种粉末冶金生产用压制模具。

背景技术

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。其中，成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度，现有技术中，常用压模装置对冶金粉末进行压制成型，即在压模中填充冶金粉末后，利用冲头加压将粉末压实，后将成型后的压坯脱出。

粉末压制过程中，由于粉末颗粒间摩擦，压力传递不均匀，导致压坯中不同部位密度不均匀，造成压坯局部未被压实，进而影响脱模或压坯的性能。

发明内容

本发明提供一种粉末冶金生产用压制模具，以解决粉末压制过程中压坯局部未被压实的问题。

本发明的一种粉末冶金生产用压制模具采用如下技术方案：

一种粉末冶金生产用压制模具，包括冲头组件、模具组件、振动组件和驱动组件，模具组件包括沿第一轴向设置的模座和阴模，阴模套设于模座，阴模与模座限定出用于填充冶金粉末的模型腔；阴模可沿第一轴向滑动；冲头组件包括冲头套，冲头套沿第一轴向压入模型腔使冶金粉末成型；振动组件包括敲击结构和齿盘，齿盘可转动且可随阴模同步沿模座轴向移动地安装于阴模，齿盘安装于阴模，齿盘可围绕第一轴向转动且可沿第一轴向与阴模同步滑动，敲击结构在齿盘转动时敲击齿盘，进而促使阴模振动；驱动组件驱动齿盘绕第一轴向转动。

进一步地，齿盘包括转盘和端面齿，转盘沿第一轴向设置，转盘安装于阴模，转盘可绕第一轴向转动且可沿第一轴向与阴模同步滑动，端面齿设置于转盘的端面；端面齿的与转盘接触一端为底端，端面齿的远离转盘的一端为顶端，沿转盘的转动方向，端面齿的前侧面为斜面，端面齿的底端位于端面齿的顶端的前侧；敲击结构包括敲击架和振动弹子，振动弹子可伸缩地安装于敲击架，振动弹子与敲击架之间设置有弹性件，振动弹子在与端面齿的前侧面接触时被压回敲击架，振动弹子在越过端面齿顶端后在弹性件的顶推下撞击转盘。

进一步地，敲击架可沿转盘的径向移动，端面齿的顶端与底端的高度沿转盘的径向从内往外递增；一种粉末冶金生产用压制模具还包括调节组件，调节组件随冲头组件对冶金粉末的压力增大推动敲击架沿转盘的径向向外移动，进而增加振动弹子的振幅。

进一步地，冲头组件还包括驱动头和第一压簧，驱动头一端与冲头套沿第一轴向滑动连接，第一压簧连接驱动头和冲头套，驱动头在冲头套接触冶金粉末后通过挤压第一压簧推动冲头套顶压冶金粉末；调节组件包括第一齿板、第二齿板、第一齿轮、齿轮架和齿板架，第一齿板和第二齿板均沿第一轴向延伸，第一齿板与驱动头沿转盘径向滑动连接，第二齿板与冲头套沿转盘径向滑动连接；齿板架包括第三齿板和插接板，第三齿板沿转盘径向延伸，插接板与第三齿板固定连接，且阻碍第三齿板沿转盘径向移动；第一齿轮绕参考轴线转动安装于齿轮架，第一齿轮位于第一齿板和第二齿板之间，并分别与第一齿板、第二齿板和第三齿板啮合，齿轮架与敲击架沿第一轴向滑动连接；其中，参考轴线与转盘的轴线和直径均垂直；

驱动头和冲头套相互靠近时使第一齿板相对于第二齿板沿第一轴向向靠近转盘方向移动，进而带动第一齿轮转动，第一齿轮在与第三齿板的啮合传动下带动齿轮架沿转盘的径向向外移动，从而带动敲击架沿转盘的径向向外移动。

进一步地，端面齿有多个，多个端面齿分为两组，两组端面齿分别设置于转盘的两端面，并沿转盘周向分布，两组端面齿在转盘的两端面交替分布；振动弹子有两个，分别设置于转盘的端面两侧，转盘转动时两个振动弹子在端面齿的挤压下向相反方向撞击转盘。

进一步地，阴模与模座之间设置有第二压簧，第二压簧沿第一轴向设置，阴模在第二压簧的支撑下套于模座，使得阴模在振动弹子的敲击下振幅增加。

进一步地，驱动组件包括电机、齿轮组和套筒，转盘固定套设于套筒，套筒可转动且与阴模同步沿第一轴向移动地套于阴模，套筒外设置有与齿轮组啮合的齿圈，电机通过齿轮组的传动带动套筒绕第一轴向转动，电机在驱动头和冲头套相互靠近至预设位置时启动。

进一步地，调节组件还包括滑轨，滑轨绕第一轴向转动安装于套筒，插接板沿第一轴向滑动安装于滑轨，滑轨阻碍插接板沿转盘的径向方向移动，齿板架在冲头组件、第一齿板、第二齿板和齿轮架的限制下阻碍滑轨绕第一轴向转动。

进一步地，第一齿板位于第二齿板的远离模座一侧，第一齿板与驱动头之间设置有拉簧，拉簧促使第一齿板向靠近模座的方向移动；第二齿板与冲头套之间设置有第三压簧，第三压簧促使第二齿板向远离模座的方向移动，进而使第一齿板和第二齿板始终夹紧第一齿轮。

进一步地，敲击架上设置有插接杆，齿轮架包括连接套，连接套与插接杆沿第一轴向套接。

本发明的有益效果是：本发明的粉末冶金生产用压制模具的阴模和模座限定出模腔，并用冲头套对模腔内填充的冶金粉末进行压制，以将冶金粉末压制成压坯；在齿盘转动时，利用敲击结构沿模座轴向敲击齿盘，进而使阴模产生振动，依靠阴模侧壁对模腔中的粉末施加振动作用，使得冶金粉末在模腔内尽可能均匀分布，进而使模腔内的冶金粉末被均匀压实，提升压坯的性能。

进一步地，端面齿的顶端与底端的高度沿转盘的径向从内往外递增；在冲头套接触冶金粉末后，驱动头通过挤压第一压簧推动冲头套顶压冶金粉末，且随驱动头和冲头套相互靠近，使第一齿板相对于第二齿板沿第一轴向向靠近转盘方向移动，并带动第一齿轮转动，第一齿轮在与第三齿板的啮合传动下带动齿轮架沿转盘的径向向外移动，进而带动敲击架沿转盘的径向向外移动，增加振动弹子的振幅，从而增加振动弹子对转盘的撞击力；且随着驱动头对冲头套的压力增加，模腔内冶金粉末之间的摩擦力增加，同时驱动头与冲头套进一步相互靠近，敲击架沿转盘径向向外移动的位移增加，振动弹子对转盘的撞击力越大，振动弹子的振幅随冶金粉末之间摩擦力的增加而增大，避免振动弹子以恒力撞击时对冶金粉末的振动致密效果衰减，进而使得模腔内冶金粉末的密度随冲头套压力的增加也能更加均匀，从而使冶金粉末更易被均匀压实。

进一步地，多个端面齿分为两组，两组端面齿分别设置于转盘的两端面，并在转盘的两端面交替分布；使得两个振动弹子在端面齿的挤压下沿模座的轴向以相反方向撞击转盘，进一步提高阴模的振动效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的粉末冶金生产用压制模具的实施例整体结构示意图；

图2为本发明的粉末冶金生产用压制模具的实施例整体结构正视图；

图3为本发明的粉末冶金生产用压制模具的实施例整体初始状态侧视图；

图4为图3中A-A向剖视图；

图5为本发明的粉末冶金生产用压制模具的实施例中部分结构示意图；

图6为本发明的粉末冶金生产用压制模具的实施例中齿轮架结构示意图；

图7为本发明的粉末冶金生产用压制模具的实施例整体在冲头套与冶金粉末接触状态示意图；

图8为本发明的粉末冶金生产用压制模具的实施例整体在冲头套进一步压紧冶金粉末状态示意图；

图中：100、冲头组件；110、驱动头；120、冲头套；130、第一压簧；200、驱动组件；210、电机；220、齿轮组；221、第二齿轮；222、第三齿轮；230、套筒；300、调节组件；310、第一齿板；320、第二齿板；330、齿板架；331、第三齿板；332、插接板；340、齿轮架；341、连接套；342、限位台；343、安装孔；344、U型架；350、滑轨；360、第一齿轮；370、第四齿轮；400、振动组件；410、敲击结构；411、敲击架；412、插接杆；413、振动弹子；420、齿盘；421、转盘；422、端面齿；500、模具组件；510、模座；520、阴模；530、第二压簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种粉末冶金生产用压制模具的实施例，如图1至图3所示，包括冲头组件100、模具组件500、振动组件400和驱动组件200，

模具组件500包括沿第一轴向设置的模座510和阴模520，阴模520套设于模座510，阴模520与模座510限定出用于填充冶金粉末的模型腔；阴模520可沿第一轴向滑动；

冲头组件100包括冲头套120，冲头套120沿第一轴向压入模型腔使冶金粉末成型；

振动组件400包括敲击结构410和齿盘420，齿盘420安装于阴模520，齿盘420可围绕第一轴向转动且可沿第一轴向与阴模520同步滑动，敲击结构410在齿盘420转动时沿第一轴向敲击齿盘420，进而促使阴模520振动；

驱动组件200驱动齿盘420绕第一轴向转动。

在本实施例中，如图5所示，齿盘420包括转盘421和端面齿422，转盘421沿第一轴向设置，转盘421安装于阴模520，转盘421可绕第一轴向转动且可沿第一轴向与阴模520同步滑动。端面齿422设置于转盘421的端面；端面齿422的与转盘421接触一端为底端，端面齿422的远离转盘421的一端为顶端，沿转盘421的转动方向，端面齿422的前侧面为第一斜面，端面齿422的第一斜面的底端位于第一斜面顶端的前侧，端面齿422的后侧面为沿第一轴向的直面或第二斜面，其中，第二斜面的底端位于第二斜面顶端的前侧。敲击结构410包括敲击架411和振动弹子413，振动弹子413可沿第一轴向伸缩地安装于敲击架411，振动弹子413与敲击架411之间设置有弹性件（图中未示出），振动弹子413在与端面齿422的前侧面接触时被压回敲击架411，振动弹子413在越过端面齿422顶端后在弹性件的顶推下撞击转盘421，其中，弹性件可为弹簧。

在本实施例中，如图1、图2、图4、图7和图8所示，敲击架411可沿转盘421的径向移动地安装于转盘421，端面齿422的顶端与底端的高度沿转盘421的径向从内往外递增；一种粉末冶金生产用压制模具还包括调节组件300，调节组件300随冲头组件100对冶金粉末的压力增大推动敲击架411沿转盘421的径向向外移动，进而增加振动弹子413的振幅。

在本实施例中，如图4至图8所示，冲头组件100还包括驱动头110和第一压簧130，驱动头110在外部的液压缸或驱动电机的驱动下沿第一轴向移动，且外部的液压缸或驱动电机限制驱动头110绕第一轴向转动；驱动头110一端与冲头套120沿第一轴向滑动连接，第一压簧130连接驱动头110和冲头套120，驱动头110在冲头套120接触冶金粉末后通过挤压第一压簧130推动冲头套120顶压冶金粉末。调节组件300包括第一齿板310、第二齿板320、第一齿轮360、齿轮架340和齿板架330，第一齿板310和第二齿板320均沿第一轴向延伸，第一齿板310与驱动头110沿转盘421径向滑动连接，第二齿板320与冲头套120沿转盘421径向滑动连接。第一齿板310位于第二齿板320的远离模座510一侧，第一齿板310与驱动头110之间设置有拉簧（图中未示出），拉簧促使第一齿板310向靠近模座510的方向移动；第二齿板320与冲头套120之间设置有第三压簧（图中未示出），第三压簧促使第二齿板320向远离模座510的方向移动，进而使第一齿板310和第二齿板320始终夹紧第一齿轮360。齿板架330包括第三齿板331和插接板332，第三齿板331有两个，两个第三齿板331均沿转盘421径向延伸，插接板332与两个第三齿板331固定连接，且阻碍两个第三齿板331沿转盘421径向移动。齿轮架340包括U型架344和连接套341，U型架344上设置有沿参考轴线设置的安装孔343，第一齿轮360的齿轮轴两端转动安装于安装孔343，且第一齿轮360两端设置有第四齿轮370，第四齿轮370与第一齿轮360同轴且随第一齿轮360同步转动；U型架344上设置有两个限位台342，限位台342位于安装孔343的远离转盘421一侧，两个第三齿板331分别承靠于两个限位台342，两个第三齿板331分别与两个第四齿轮370啮合，两个第三齿板331位于第四齿轮370与限位台342之间，以随第一齿轮360和齿轮架340同步沿第一轴向移动；连接套341与U型架344固定连接，敲击架411上设置有插接杆412，连接套341与插接杆412在冲头套120接触冶金粉末时沿第一轴向套接。第一齿轮360位于第一齿板310和第二齿板320之间，并分别与第一齿板310、第二齿板320啮合；驱动头110和冲头套120相互靠近时使第一齿板310相对于第二齿板320沿第一轴向向靠近转盘421方向移动，进而带动第一齿轮360转动，第一齿轮360在与第三齿板331的啮合传动下带动齿轮架340沿转盘421的径向向外移动，从而带动敲击架411沿转盘421的径向向外移动。其中，参考轴线与转盘421的轴线和直径均垂直。

在本实施例中，如图5所示，端面齿422有多个，多个端面齿422分为两组，两组端面齿422分别设置于转盘421的两端面，并沿转盘421周向分布，两组端面齿422在转盘421的两端面交替分布；振动弹子413有两个，分别设置于转盘421的端面两侧，转盘421转动时两个振动弹子413在端面齿422的挤压下向相反方向撞击转盘421。

在本实施例中，如图4所示，阴模520与模座510之间设置有第二压簧530，第二压簧530沿第一轴向设置，阴模520在第二压簧530的支撑下套于模座510，使得阴模520在振动弹子413的敲击下振幅增加。

在本实施例中，如图1，图2所示，驱动组件200包括电机210、齿轮组220和套筒230，转盘421固定套设于套筒230，套筒230可转动且与阴模520同步沿第一轴向移动地套于阴模520，套筒230外设置有与齿轮组220啮合的齿圈，齿轮组220包括第二齿轮221和第三齿轮222，第二齿轮221安装于电机210的输出轴，第三齿轮222分别与第二齿轮221和套筒230外的齿圈啮合，电机210通过第二齿轮221和第三齿轮222的传动带动套筒230绕第一轴向转动，电机210在驱动头110和冲头套120相互靠近至预设位置时启动。

在本实施例中，如图1，图4，图5所示，调节组件300还包括滑轨350，滑轨350绕第一轴向转动安装于套筒230，插接板332沿第一轴向滑动安装于滑轨350，滑轨350阻碍插接板332沿转盘421的径向方向移动，齿板架330在冲头组件100、第一齿板310、第二齿板320和齿轮架340的限制下阻碍滑轨350绕第一轴向转动。

本发明的一种粉末冶金生产用压制模具在使用时，利用液压缸或驱动电机推动驱动头110向模腔移动，冲头套120随驱动头110同步沿第一轴向向模腔移动，第一齿板310和第二齿板320随驱动头110和冲头套120同步沿第一轴向移动，此时第一齿轮360不产生转动，如图4所示。至冲头套120与冶金粉末接触，连接套341与插接杆412沿第一轴向套接，如图7所示。驱动头110在冲头套120接触冶金粉末后通过挤压第一压簧130推动冲头套120顶压冶金粉末，驱动头110和冲头套120相互靠近，至驱动头110和冲头套120相互靠近至预设位置时电机210启动并通过齿轮组220带动套筒230转动，进而带动转盘421转动，同时驱动头110和冲头套120相互靠近时第一齿板310沿第一轴向向靠近转盘421方向移动的速度大于第二齿板320沿第一轴向向靠近转盘421方向移动的速度，即第一齿板310相对于第二齿板320沿第一轴向向靠近转盘421方向移动，使得第一齿轮360转动，第一齿轮360在与第三齿板331的啮合传动下带动齿轮架340沿转盘421的径向向外移动，使得振动弹子413在端面齿422的顶推下振幅增加，进而增加振动弹子413对转盘421的撞击力，如图8所示；依靠阴模520侧壁对模腔中的粉末施加振动作用，使得冶金粉末在模腔内尽可能均匀分布，进而使模腔内的冶金粉末被均匀压实，提升压坯的性能。且随着驱动头110对冲头套120的压力增加，模腔内冶金粉末之间的摩擦力增加，同时驱动头110与冲头套120进一步相互靠近，敲击架411沿转盘421径向向外移动的位移增加，振动弹子413对转盘421的撞击力越大，振动弹子413的振幅随冶金粉末之间摩擦力的增加而增大，避免振动弹子413以恒力撞击时对冶金粉末的振动致密效果衰减，进而使得模腔内冶金粉末的密度随冲头套120压力的增加也能更加均匀，从而使冶金粉末更易被均匀压实。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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.种粉末冶金生产用压制模具，其特征在于：包括冲头组件、模具组件、振动组件和驱动组件，模具组件包括沿第一轴向设置的模座和阴模，阴模套设于模座，阴模与模座限定出用于填充冶金粉末的模型腔；阴模可沿第一轴向滑动；冲头组件包括冲头套，冲头套沿第一轴向压入模型腔使冶金粉末成型；振动组件包括敲击结构和齿盘，齿盘可转动且可随阴模同步沿模座轴向移动地安装于阴模，齿盘安装于阴模，齿盘可围绕第一轴向转动且可沿第一轴向与阴模同步滑动，敲击结构在齿盘转动时敲击齿盘，进而促使阴模振动；驱动组件驱动齿盘绕第一轴向转动。

2.根据权利要求1所述的一种粉末冶金生产用压制模具，其特征在于：齿盘包括转盘和端面齿，转盘沿第一轴向设置，转盘安装于阴模，转盘可绕第一轴向转动且可沿第一轴向与阴模同步滑动，端面齿设置于转盘的端面；端面齿的与转盘接触一端为底端，端面齿的远离转盘的一端为顶端，沿转盘的转动方向，端面齿的前侧面为斜面，端面齿的底端位于端面齿的顶端的前侧；敲击结构包括敲击架和振动弹子，振动弹子可伸缩地安装于敲击架，振动弹子与敲击架之间设置有弹性件，振动弹子在与端面齿的前侧面接触时被压回敲击架，振动弹子在越过端面齿顶端后在弹性件的顶推下撞击转盘。

3.根据权利要求2所述的一种粉末冶金生产用压制模具，其特征在于：敲击架可沿转盘的径向移动，端面齿的顶端与底端的高度沿转盘的径向从内往外递增；一种粉末冶金生产用压制模具还包括调节组件，调节组件随冲头组件对冶金粉末的压力增大推动敲击架沿转盘的径向向外移动，进而增加振动弹子的振幅。

4.根据权利要求3所述的一种粉末冶金生产用压制模具，其特征在于：冲头组件还包括驱动头和第一压簧，驱动头一端与冲头套沿第一轴向滑动连接，第一压簧连接驱动头和冲头套，驱动头在冲头套接触冶金粉末后通过挤压第一压簧推动冲头套顶压冶金粉末；调节组件包括第一齿板、第二齿板、第一齿轮、齿轮架和齿板架，第一齿板和第二齿板均沿第一轴向延伸，第一齿板与驱动头沿转盘径向滑动连接，第二齿板与冲头套沿转盘径向滑动连接；齿板架包括第三齿板和插接板，第三齿板沿转盘径向延伸，插接板与第三齿板固定连接，且阻碍第三齿板沿转盘径向移动；第一齿轮绕参考轴线转动安装于齿轮架，第一齿轮位于第一齿板和第二齿板之间，并分别与第一齿板、第二齿板和第三齿板啮合，齿轮架与敲击架沿第一轴向滑动连接；其中，参考轴线与转盘的轴线和直径均垂直；

驱动头和冲头套相互靠近时使第一齿板相对于第二齿板沿第一轴向向靠近转盘方向移动，进而带动第一齿轮转动，第一齿轮在与第三齿板的啮合传动下带动齿轮架沿转盘的径向向外移动，从而带动敲击架沿转盘的径向向外移动。

5.根据权利要求3所述的一种粉末冶金生产用压制模具，其特征在于：端面齿有多个，多个端面齿分为两组，两组端面齿分别设置于转盘的两端面，并沿转盘周向分布，两组端面齿在转盘的两端面交替分布；振动弹子有两个，分别设置于转盘的端面两侧，转盘转动时两个振动弹子在端面齿的挤压下向相反方向撞击转盘。

6.根据权利要求5所述的一种粉末冶金生产用压制模具，其特征在于：阴模与模座之间设置有第二压簧，第二压簧沿第一轴向设置，阴模在第二压簧的支撑下套于模座，使得阴模在振动弹子的敲击下振幅增加。

7.根据权利要求4所述的一种粉末冶金生产用压制模具，其特征在于：驱动组件包括电机、齿轮组和套筒，转盘固定套设于套筒，套筒可转动且与阴模同步沿第一轴向移动地套于阴模，套筒外设置有与齿轮组啮合的齿圈，电机通过齿轮组的传动带动套筒绕第一轴向转动，电机在驱动头和冲头套相互靠近至预设位置时启动。

8.根据权利要求7所述的一种粉末冶金生产用压制模具，其特征在于：调节组件还包括滑轨，滑轨绕第一轴向转动安装于套筒，插接板沿第一轴向滑动安装于滑轨，滑轨阻碍插接板沿转盘的径向方向移动，齿板架在冲头组件、第一齿板、第二齿板和齿轮架的限制下阻碍滑轨绕第一轴向转动。

9.根据权利要求4所述的一种粉末冶金生产用压制模具，其特征在于：第一齿板位于第二齿板的远离模座一侧，第一齿板与驱动头之间设置有拉簧，拉簧促使第一齿板向靠近模座的方向移动；第二齿板与冲头套之间设置有第三压簧，第三压簧促使第二齿板向远离模座的方向移动，进而使第一齿板和第二齿板始终夹紧第一齿轮。

10.根据权利要求4所述的一种粉末冶金生产用压制模具，其特征在于：敲击架上设置有插接杆，齿轮架包括连接套，连接套与插接杆沿第一轴向套接。

Images