CN114851623A - 一种可自动装料的冷等静压成型设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冷等静压制坯领域，尤其涉及一种可自动装料的冷等静压成型设备，包括上下分布的储料罐和成型模具，成型模具的顶部具有进料口，储料罐的底部连接有除杂装置，除杂装置底部通过蝶阀连接有称重计量设备，称重计量设备的排料部位连接有注料管，称重计量设备经过注料管、进料口向成型模具装料，本发明通过除杂装置、称重计量设备、注料管与模腔之间构成密闭的传导空间，可以有效避免粉尘对环境的污染，同时能避免周围环境对原料的污染，提高了装料效率，另外通过除杂装置对原料除铁、除杂处理，减少对原料预处理的独立程序，进一步提高装料的效率，另外通过振动台对装料过程中的成型模具振动，便于后面高密度产品的成型。
Description
技术领域
本发明涉及冷等静压制坯领域，尤其涉及一种可自动装料的冷等静压成型设备。
背景技术
冷等静压分为干袋法和湿袋法两种模式，主要用于粉末成型，为下一步的烧结、锻造或热等静压提供预制品，其应用得到快速发展，目前已广泛应用于铸造、原子能、陶瓷、硬质合金、生物制药、磁性材料和军工等行业中，冷等静压具有非常明显的优点：成型出来的产品密度高且均匀一致，可以成型复杂的长径比大的产品，成型的粉末的不需要增加润滑剂，可以减少对环境污染，成型的产品性能优异，可以降低烧结温度，降低能耗；
冷等静压具有一项明显的缺点：成型效率低，而影响效率的关键过程就是装料，目前采用的是一种人工加料的方式进行装料，耗时且不环保，要想达到一种非常好的成型效果，装料过程往往占用了三分之二以上的时间，而且对装料工的技术要求非常高，另外对原料去铁杂质、过滤都是较为耗时的流程，因此要想从根本上提高冷等静压的工作效率，首当其冲要解决的问题就是提高装料效率。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的以下问题：目前采用的是一种人工加料的方式进行装料，耗时且不环保，要想达到一种非常好的成型效果，装料过程往往占用了三分之二以上的时间，而且对装料工的技术要求非常高，另外对原料去铁杂质、过滤都是较为耗时的流程，因此要想从根本上提高冷等静压的工作效率，首当其冲要解决的问题就是提高装料效率。
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种可自动装料的冷等静压成型设备，包括上下分布的储料罐和成型模具，成型模具的顶部具有进料口，储料罐的底部连接有除杂装置，除杂装置底部通过蝶阀连接有称重计量设备，称重计量设备的排料部位连接有注料管，称重计量设备经过注料管、进料口向成型模具装料，原料放置在储料罐内，通过除杂装置对原料进行除杂处理，控制蝶阀打开将除杂后的原料导入称重计量设备内，称重计量设备称取设定重量的原料导入注料管内，在重力作用下使原料穿过进料口进入成型模具内，完成上料。
优选的，所述除杂装置包括固定在储料罐底部的外壳，外壳的底部具有连接称重计量设备的底口，外壳的内部封装有滞留层，滞留层的边缘具有向下贯通的通口，滞留层的表面均匀分布有条形的电磁铁，所述储料罐的底部连通有排料管，排料管正对滞留层的中心位置，排料管内适配安装有绞龙，储料罐的顶部安装有电机，电机的轴端固定连接绞龙，通过电机驱动绞龙旋转，将储料罐内的原料从排料管向下排出，原料落在滞留层的表面，电磁铁通电产生磁力，均匀分布的电磁铁吸附原料中的铁杂质，除铁后的原料经过通口向下传导，直至从外壳的底部导入称重计量设备内。
优选的，所述滞留层包括硬体环，硬体环的外壁与外壳内壁适配固定，所述通口等角度分布在硬体环的表面，硬体环的内侧封装有橡皮盘，所述电磁铁等角度分布在橡皮盘的表面，橡皮盘的中心位置设置有升降机构，硬体环将橡皮盘的边缘与外壳内壁固定，在升降机构的作用下向上拉伸橡皮盘变形，形成向上的锥形凸起状，使原料从橡皮盘的中部向边缘扩散下滑，原料能与电磁铁充分接触，实现高效的除铁，而且除铁后的原料下滑从通口排出。
优选的，所述橡皮盘的中心位置固定有芯筒，芯筒的外壁位于橡皮盘的上表面位置均匀开设有除杂口，所述外壳内部固定穿出其外部的排杂管，芯筒的顶部密封，芯筒的底部垂直滑动插入排杂管内，芯筒的底部与排杂管贯通，停止供料时通过升降机构向下拉伸橡皮盘，橡皮盘形成向下的锥形凹陷状，此时对电磁铁断电，使电磁铁吸附的杂质铁脱落，并向中心位置聚集，杂质铁通过除杂口进入芯筒内，并向下传导至排杂管排出，芯筒与排杂管垂直滑动插接，保持橡皮盘沿着中心上下变形。
优选的，所述升降机构包括滑动套在排料管外部的滑套，排料管的表面开设有竖直的滑口，滑套内壁固定有贯穿滑口的拨柄，拨柄的内端压在绞龙的表面，所述芯筒与滑套均固定连接有齿条，所述齿条竖直对位，齿条之间啮合连接有齿轮，所述齿轮与外壳内壁转动连接，旋转的绞龙向下排料时，其螺旋式的叶板会向下推压拨柄，直至拨柄处于绞龙的最底位置，滑套跟随拨柄下降，使其连接的齿条下降，通过齿轮的啮合传动，使芯筒连接的齿条带动芯筒上升，从而使橡皮盘向上形成锥形状，同理，需要清理铁杂质时，绞龙反转，此时原料被向上推动不会下落，此时的拨柄、滑套受绞龙作用上移，在齿条、齿轮的啮合传动下使芯筒下降，橡皮盘下凹形成锥形状的槽；拨柄受绞龙的推动移动至绞龙的两端时，由于橡皮盘发生弹性变形会使拨柄具有向绞龙中部复位的弹力趋势，而绞龙最端部的螺旋层脱离与拨柄接触时，拨柄会移动至与绞龙上一螺旋层接触，再依次被绞龙逐渐向边缘推动，使拨柄发生局部的往复移动，从而使橡皮盘发生振动，有效的将原料摊开除铁，也便于杂质铁脱离断电的电磁铁。
优选的，所述排杂管的顶部侧边开设有让位槽，排杂管的外壁顶部安装有微动开关，微动开关的开关组件位于让位槽内部，所述芯筒的底部固定有触条，触条插入让位槽内按压微动开关，微动开关电性连接所述电磁铁，进行原料除铁时，橡皮盘被拉伸向上变形，此时芯筒也处于上移部位，触条挤压微动开关，使电磁铁的电路处于闭合状态，电磁铁进行吸附铁杂质，清理铁杂质时，芯筒向下移动，使橡皮盘向下拉伸变形，此时触条缩入让位槽内脱离对微动开关的挤压触控，使自动电磁铁断电，失去对铁杂质的吸附力，铁杂质脱离聚拢。
优选的，所述滞留层的下部设置有向上凸起的锥形过滤网，所述过滤网的边缘固定有围板，围板与外壳内壁滑动适配，外壳的侧壁位于围板的对应部位开设有排杂口，过滤网与所述芯筒固定连接，装料过程中围板、过滤网跟随芯筒上移，围板的边缘将排杂口封堵，通过过滤网对除铁后的原料进行过滤，较大的颗粒料会滞留在过滤网的表面，在斜面作用下以及过滤网跟随芯筒振动作用下使过滤的料堆积在过滤网边缘，进行铁杂质排出的过程中，过滤网、围板跟随芯筒下降，过滤网的边缘对齐排杂口，过滤的物料从排杂口排出。
优选的，所述成型模具包括金属模管，金属模管的外部套设有有胶皮套，胶皮套与金属模管之间构成模腔，模腔的顶部与底部封装有堵头，进料口开设在上部的所述堵头表面，进料口连通模腔，所述注料管与进料口对位，除杂后的原料经过注料管从进料口导入模腔内，直至模腔装满原料，封堵进料口，将成型模具取走进行模压制坯。
优选的，所述成型模具的下方具有振动台，振动台的表面固定有三爪卡盘，所述金属模管的底部被三爪卡盘夹持，装料过程中通过三爪卡盘将成型模具稳定限位，开启振动台使成型模具振动，提高装料的密度，便于后面高密度产品的成型，提高成型产品的质量。
与相关技术相比较，本发明提供的可自动装料的冷等静压成型设备具有如下有益效果：
1、本发明采用储料罐向下排放原料，通过除杂装置、称重计量设备、注料管与模腔之间构成密闭的传导空间，可以有效避免粉尘对环境的污染，同时能避免周围环境对原料的污染，提高了装料效率，另外通过除杂装置对原料除铁、除杂处理，减少对原料预处理的独立程序，进一步提高装料的效率，另外通过振动台对装料过程中的成型模具振动，便于后面高密度产品的成型，提高成型产品的质量；
2、本发明在绞龙旋转出料过程中联动橡皮盘向上变形为锥面状，并产生振动，使均匀分布的电磁铁充分接触原料吸附铁杂质，实现高精度除铁；
3、本发明在绞龙反转停止供料时，联动橡皮盘向下拉伸成锥形槽状，并产生振动，使断电电磁铁表面的铁杂质脱离居中排出，便捷化维护电磁铁；
4、本发明采用筒状的过滤部件跟随芯筒升降移动，在装料过程中振动筛料，在排出铁杂质的同时可自动将过滤的大料排出，实现同步除杂；
5、本发明采用触条跟随芯筒升降，用于装料过程中按压微动开关使电磁铁通电除铁，维护过程中脱离按压微动开关，自动对电磁铁断电消磁，使铁杂质的收集自动化。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的成型模具结构示意图；
图3为本发明的除杂装置结构示意图之一；
图4为本发明的除杂装置结构示意图之二；
图5为本发明的升降机构结构示意图；
图6为本发明的过滤网安装结构示意图；
图7为本发明的微动开关安装结构示意图。
图中标号：1、成型模具；11、金属模管；12、堵头；13、胶皮套；14、进料口；2、储料罐；21、电机；22、排料管；23、绞龙；3、除杂装置；30、电磁铁；31、外壳；32、橡皮盘；33、过滤网；34、围板；35、排杂管；36、滑套；37、拨柄；38、滑口；39、齿条；310、齿轮；311、芯筒；312、除杂口；313、硬体环；314、微动开关；315、排杂口；316、让位槽；317、触条；4、称重计量设备；41、注料管；42、三爪卡盘；43、振动台。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
实施例一
如图1-2所示，一种可自动装料的冷等静压成型设备，储料罐2设置在成型模具1的上方，金属模管11、堵头12、胶皮套13构成成型模具1，将胶皮套13同心套在金属模管11的外部，胶皮套13与金属模管11之间构成模腔，采用两个堵头12将模腔的顶部与底部封堵，在上部的堵头12表面开设多个进料口14，进料口14连通模腔，在成型模具1的下方设置振动台43，振动台43的表面固定安装三爪卡盘42，金属模管11的底部被三爪卡盘42夹持，在储料罐2的底口贯通连接除杂装置3，使用气动蝶阀将除杂装置3的底部与称重计量设备4连接，在称重计量设备4的排料部位连接注料管41，称重计量设备4经过注料管41、进料口14向成型模具1装料；
原料放置在储料罐2内，通过除杂装置3对原料进行除杂处理，控制蝶阀打开将除杂后的原料导入称重计量设备4内，称重计量设备4称取设定重量的原料导入注料管41内，在重力作用下使原料穿过进料口14进入成型模具1内，过三爪卡盘42将成型模具1稳定限位，开启振动台43使成型模具1振动，对导入模腔内的原料整平，增加物料的堆积密度，直至模腔装满原料，封堵进料口14，将成型模具1取走进行模压制坯。
称重计量设备4所采用的是现有的粉料称重设备，例如粉末料自动化分装设备中的计量称重组件。
如图3-5所示，除杂装置3包括外壳31，外壳31固定在储料罐2的底部，外壳31的底部为漏斗状的底口，并通过气动蝶阀连接称重计量设备4，滞留层包括硬体环313，硬体环313的外壁与外壳31内壁适配固定，多个通口等角度分布在硬体环313的表面，将橡皮盘32固定在硬体环313的内侧，若干电磁铁30等角度分布在橡皮盘32的表面，电磁铁30呈长条状，并沿着橡皮盘32的径向分布，排料管22固定连通在储料罐2的底部，排料管22正对橡皮盘32的中心位置，将绞龙23转动设置在排料管22内部，储料罐2的顶部安装电机21，电机21的轴端固定连接绞龙23，芯筒311垂直穿过橡皮盘32的中心位置并与橡皮盘32固定连接，围绕芯筒311的外壁开设多个除杂口312，除杂口312位于橡皮盘32的上表面，排杂管35垂直滑动套设在芯筒311的底部，芯筒311的底部与排杂管35贯通，排杂管35的底部弯折导出外壳31，芯筒311的顶部为密封的尖锥状；
升降机构包括滑动套在排料管22外部的滑套36，在排料管22的表面开设竖直的滑口38，将拨柄37固定在滑套36内壁，并且拨柄37贯穿滑口38置于排料管22内部，拨柄37的内端部位压在绞龙23的表面，芯筒311与滑套36均固定连接有齿条39，两个齿条39竖直对位，在齿条39之间啮合连接齿轮310，将齿轮310与外壳31的内壁转动连接；
装料时，通过电机21驱动绞龙23旋转，将储料罐2内的原料从排料管22向下排出，旋转的绞龙23向下排料时，其螺旋式的叶板会向下推压拨柄37，直至拨柄37处于绞龙23的最底位置，滑套36跟随拨柄37下降，使其连接的齿条39下降，通过齿轮310的啮合传动，使芯筒311连接的齿条39带动芯筒311上升，从而使橡皮盘32向上拉伸变形形成锥形凸起状，原料落在橡皮盘32的表面，并沿着锥形面扩散滑动，电磁铁30通电产生磁力，均匀分布的电磁铁30吸附原料中的铁杂质，除铁后的原料滑至通口并向下传导，直至从外壳31的底部导入称重计量设备4内；
回收铁杂质，绞龙23反转，此时原料被向上推动不会下落，此时的拨柄37、滑套36受绞龙23作用上移，在齿条39、齿轮310的啮合传动下使芯筒311下降，橡皮盘32下凹形成锥形状的槽，此时对电磁铁30断电，使电磁铁吸附的杂质铁脱落，并向中心位置聚集，杂质铁通过除杂口312进入芯筒311内，并向下传导至排杂管35排出，芯筒311与排杂管35垂直滑动插接，保持橡皮盘32沿着中心上下变形。
拨柄37受绞龙23的推动移动至绞龙23的两端时，由于橡皮盘32发生弹性变形会使拨柄37具有向绞龙23中部复位的弹力趋势，而绞龙23最端部的螺旋层脱离与拨柄37接触时，拨柄37会移动至与绞龙23上一螺旋层接触，再依次被绞龙23逐渐向边缘推动，使拨柄37发生局部的往复移动，从而使芯筒311带动橡皮盘32发生振动，有效的将原料摊开除铁，也便于杂质铁脱离断电的电磁铁30。
如图6所示，滞留层的下部设置向上凸起的锥形过滤网33，在过滤网33的边缘固定环形状的围板34，围板34与外壳31内壁滑动适配，在外壳31的侧壁位于围板34的对应部位开设多个排杂口315，过滤网33与芯筒311的上部固定连接；
在装料过程中围板34、过滤网33跟随芯筒311上移，围板34的边缘将排杂口315封堵，通过过滤网33对除铁后的原料进行过滤，较大的颗粒料会滞留在过滤网33的表面，在斜面作用下以及过滤网33跟随芯筒311振动作用下使过滤的料堆积在过滤网33边缘，进行铁杂质排出的过程中，过滤网33、围板34跟随芯筒311下降，过滤网33的边缘对齐排杂口315，过滤的物料从排杂口315排出。
如图6-7所示，在排杂管35的顶口侧边开设向下垂直延伸的让位槽316，将微动开关314安装在排杂管35的外壁顶部，微动开关314的开关组件穿入让位槽316的内部，在芯筒311的底部侧边固定触条317，触条317在水平截面上与让位槽316适配，让位槽316长度远大于触条317的长度，触条317在让位槽316内上下移动，微动开关314电性连接所述电磁铁30；
进行原料除铁时，橡皮盘32被拉伸向上变形，此时芯筒311也处于上移部位，触条317挤压微动开关314，使电磁铁30的电路处于闭合状态，电磁铁30进行吸附铁杂质，清理铁杂质时，芯筒311向下移动，使橡皮盘32向下拉伸变形，此时触条317缩入让位槽316内脱离对微动开关314的挤压触控，使自动电磁铁30断电，失去对铁杂质的吸附力，铁杂质脱离聚拢。
Claims (9)
1.一种可自动装料的冷等静压成型设备，包括上下分布的储料罐(2)和成型模具(1)，其特征在于，成型模具(1)的顶部具有进料口(14)，储料罐(2)的底部连接有除杂装置(3)，除杂装置(3)底部通过蝶阀连接有称重计量设备(4)，称重计量设备(4)的排料部位连接有注料管(41)，称重计量设备(4)经过注料管(41)、进料口(14)向成型模具(1)装料。
2.根据权利要求1所述的可自动装料的冷等静压成型设备，其特征在于，所述除杂装置(3)包括固定在储料罐(2)底部的外壳(31)，外壳(31)的底部具有连接称重计量设备(4)的底口，外壳(31)的内部封装有滞留层，滞留层的边缘具有向下贯通的通口，滞留层的表面均匀分布有条形的电磁铁(30)，所述储料罐(2)的底部连通有排料管(22)，排料管(22)正对滞留层的中心位置，排料管(22)内适配安装有绞龙(23)，储料罐(2)的顶部安装有电机(21)，电机(21)的轴端固定连接绞龙(23)。
3.根据权利要求2所述的可自动装料的冷等静压成型设备，其特征在于，所述滞留层包括硬体环(313)，硬体环(313)的外壁与外壳(31)内壁适配固定，所述通口等角度分布在硬体环(313)的表面，硬体环(313)的内侧封装有橡皮盘(32)，所述电磁铁(30)等角度分布在橡皮盘(32)的表面，橡皮盘(32)的中心位置设置有升降机构。
4.根据权利要求3所述的可自动装料的冷等静压成型设备，其特征在于，所述橡皮盘(32)的中心位置固定有芯筒(311)，芯筒(311)的外壁位于橡皮盘(32)的上表面位置均匀开设有除杂口(312)，所述外壳(31)内部固定穿出其外部的排杂管(35)，芯筒(311)的顶部密封，芯筒(311)的底部垂直滑动插入排杂管(35)内，芯筒(311)的底部与排杂管(35)贯通。
5.根据权利要求4所述的可自动装料的冷等静压成型设备，其特征在于，所述升降机构包括滑动套在排料管(22)外部的滑套(36)，排料管(22)的表面开设有竖直的滑口(38)，滑套(36)内壁固定有贯穿滑口(38)的拨柄(37)，拨柄(37)的内端压在绞龙(23)的表面，所述芯筒(311)与滑套(36)均固定连接有齿条(39)，所述齿条(39)竖直对位，齿条(39)之间啮合连接有齿轮(310)，所述齿轮(310)与外壳(31)内壁转动连接。
6.根据权利要求5所述的可自动装料的冷等静压成型设备，其特征在于，所述排杂管(35)的顶部侧边开设有让位槽(316)，排杂管(35)的外壁顶部安装有微动开关(314)，微动开关(314)的开关组件位于让位槽(316)内部，所述芯筒(311)的底部固定有触条(317)，触条(317)插入让位槽(316)内按压微动开关(314)，微动开关(314)电性连接所述电磁铁(30)。
7.根据权利要求5所述的可自动装料的冷等静压成型设备，其特征在于，所述滞留层的下部设置有向上凸起的锥形过滤网(33)，所述过滤网(33)的边缘固定有围板(34)，围板(34)与外壳(31)内壁滑动适配，外壳(31)的侧壁位于围板(34)的对应部位开设有排杂口(315)，过滤网(33)与所述芯筒(311)固定连接。
8.根据权利要求1所述的可自动装料的冷等静压成型设备，其特征在于，所述成型模具(1)包括金属模管(11)，金属模管(11)的外部套设有有胶皮套(13)，胶皮套(13)与金属模管(11)之间构成模腔，模腔的顶部与底部封装有堵头(12)，进料口(14)开设在上部的所述堵头(12)表面，进料口(14)连通模腔，所述注料管(41)与进料口(14)对位。
9.根据权利要求8所述的可自动装料的冷等静压成型设备，其特征在于，所述成型模具(1)的下方具有振动台(43)，振动台(43)的表面固定有三爪卡盘(42)，所述金属模管(11)的底部被三爪卡盘(42)夹持。
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