CN116727667B - 一种粉末冶金成型模具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其是一种粉末冶金成型模具，包括模具本体，所述模具本体的上模冲处设置有润滑剂涂抹装置；所述润滑剂涂抹装置包括涂抹带、驱动模块、润滑剂喷出模块，所述涂抹带呈环形，且所述涂抹带套设在上模冲处，所述涂抹带的内表面可与上模冲外壁接触，所述润滑剂喷出模块设置在涂抹带内侧。本发明通过在上模冲处设置有与之对应设置的润滑剂涂抹装置，可以在上模冲进行压坯的过程中，将润滑剂涂抹在上模冲表面上，从而大为降低上模冲与阴模之间的摩擦损耗。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种粉末冶金成型模具。
背景技术
在粉末冶金加工过程中，需要利用成型模具配合液压机来将粉末压制成零件生坯，再进行烧结等后续处理。现有的粉末冶金成型模具如附图1所示，主要由阴模2、芯棒5、上模冲3、下模冲4、阴模套1组成，该种类成型模具在进行压坯过程中，填粉机械手将金属粉末装入至阴模2中，然后上模冲3在液压机推动下进入至阴模2中，芯棒5会插入上模冲3的内孔29中，阴模2内的金属粉末被上模冲3和下模冲4共同挤压成型，在此过程中上模冲3需要与阴模2壁之间产生摩擦，虽然在填入阴模2中的粉末中添加有润滑剂，但是受制于零件生坯的密度要求，粉末原料中的润滑剂添加有限，通常在总量的0.6%之内，这样就导致了粉末原料中的润滑剂含量有限，而粉末原料在填入阴模2内后，可以接触到阴模2内壁的润滑剂总量会更低，所以这部分润滑剂可以在阴模2与上模冲3之间起到润滑作用有限，模具在长时间的工作过程中，尤其是对一些硬度较高的金属粉末原料进行压坯时，上模冲3与阴模2壁之间的摩擦损耗会逐步增大，最后造成模具的成型精度质量大为下降，为此需要设计一种可以提高上模冲3与阴模2之间润滑效果的成型模具，可以在粉末原料中含有的润滑剂的润滑效果基础上，进一步的对阴模2和上模冲3之间进行润滑，从而降低模具的损耗。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在上模冲与阴模之间的摩擦损耗大的缺点，而提出的一种粉末冶金成型模具。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种粉末冶金成型模具，包括模具本体，所述模具本体的上模冲处设置有润滑剂涂抹装置；
所述润滑剂涂抹装置包括涂抹带、驱动模块、润滑剂喷出模块，所述涂抹带呈环形，且所述涂抹带套设在模具本体的上模冲处，所述涂抹带的内表面与模具本体的上模冲外壁接触，所述润滑剂喷出模块设置在涂抹带内侧，所述润滑剂喷出模块用于将润滑剂喷涂在涂抹带内表面上；
所述涂抹带包括主带体、传动带，所述主带体呈环形，所述主带体内表面上下两侧分别固定有一根呈环形的传动带，两根所述传动带连接在驱动模块上；
所述驱动模块包括主轴，所述主轴两端分别同轴固定安装有一个带轮，两根所述传动带分别套设在对应的带轮上，所述主轴传动连接有第一电机。
优选的，所述润滑剂喷出模块包括固定套、填粉机构，两个所述带轮之间的主轴上同轴套设有固定套，所述固定套内壁上贯穿开设有喷粉口，且所述喷粉口朝向主带体方向设置；
所述固定套远离喷粉口一侧的内壁中开设有储气腔，所述储气腔内壁上朝向喷粉口一侧贯穿开设有出气口，所述储气腔连通有充气机构；
所述主轴上径向贯穿开设有若干个填粉孔，所述填粉孔沿主轴中轴线方向间隔分布，所述填粉孔与出气口、喷粉口对应设置，以使得所述主轴旋转时，其上的所述填粉孔连通喷粉口和出气口。
优选的，所述填粉机构包括储粉腔、导流孔，所述储粉腔开设在固定套内壁中，所述储粉腔内存储有润滑剂，所述固定套上靠近储粉腔一侧内壁处贯穿开设有若干导流孔，所述导流孔与储粉腔内部连通。
优选的，所述导流孔的中轴线向着远离主轴方向倾斜设置，所述导流孔中还设置有防堵组件。
优选的，所述防堵组件包括导流部、连接部、接触部，若干个所述导流部分别插设在不同的导流孔内，所述接触部一端与上模冲表面接触，所述接触部另一端通过连接部与所有的导流部固定连接，且所述接触部与上模冲表面接触处弯曲设置。
优选的，所述充气机构包括活塞，所述模具本体的上模冲的内孔中安装有活塞，所述活塞与模具本体的上模冲的内孔底部之间通过弹性元件可伸缩连接，所述活塞与模具本体的上模冲的内孔底部之间的内壁上开设有出气通道，所述出气通道通过管路与储气腔连接，所述活塞上贯穿开设有安装孔，所述安装孔内安装有第一单向阀，所述出气通道内安装有第二单向阀。
优选的，所述传动带为橡胶材质，所述主带体内表面覆盖有毛毡。
优选的，还包括旋转驱动装置，所述旋转驱动装置包括柱状齿轮、驱动齿轮、第二电机，所述柱状齿轮与上模冲顶端同轴固定连接，所述柱状齿轮一侧设置有与之啮合的驱动齿轮，所述驱动齿轮上同轴固定连接有第二电机。
本发明提出的一种粉末冶金成型模具，有益效果在于：通过在上模冲处设置有与之对应设置的润滑剂涂抹装置，可以在上模冲进行压坯的过程中，将润滑剂涂抹在上模冲表面上，从而大为降低上模冲与阴模之间的摩擦损耗；同时润滑剂涂抹装置将润滑剂喷涂至环形涂抹带内表面上，利用驱动模块驱动的可运动的环形涂抹带来将润滑剂均匀的涂抹在上模冲表面上，涂抹过程中造成的润滑剂掉落和浪费少；此外，其润滑剂喷出模块和驱动模块之间进行了有效结合，利用驱动模块中可旋转的主轴，来辅助润滑剂喷出模块实现了润滑剂装填和喷出操作，将整个润滑剂涂抹装置结构进一步简化，使得润滑剂涂抹装置结构更紧凑。
附图说明
图1为现有技术中模具本体结构示意图；
图2为本发明实施例3提出的一种粉末冶金成型模具的旋转驱动装置状态示意图一；
图3为本发明实施例3提出的一种粉末冶金成型模具的旋转驱动装置状态示意图二；
图4为本发明实施例1提出的一种粉末冶金成型模具的润滑剂涂抹装置整体结构示意图；
图5为本发明实施例1提出的一种粉末冶金成型模具的润滑剂涂抹装置内部结构示意图；
图6为本发明实施例2提出的一种粉末冶金成型模具的充气机构结构示意图；
图7为本发明实施例1提出的一种粉末冶金成型模具的驱动模块和润滑剂喷出模块结构示意图；
图8为本发明实施例1提出的一种粉末冶金成型模具的润滑剂喷出模块结构示意图；
图9为本发明实施例1提出的一种粉末冶金成型模具的驱动模块结构示意图；
图10为本发明实施例1提出的一种粉末冶金成型模具的驱动模块和润滑剂喷出模块内部结构示意图一；
图11为本发明实施例1提出的一种粉末冶金成型模具的驱动模块和润滑剂喷出模块内部结构示意图二；
图12为本发明实施例1提出的一种粉末冶金成型模具的主轴上的填粉孔状态示意图一；
图13为本发明实施例1提出的一种粉末冶金成型模具的主轴上的填粉孔状态示意图二；
图14为本发明实施例1提出的一种粉末冶金成型模具的防堵组件结构示意图。
图中：1、阴模套；2、阴模；3、上模冲；4、下模冲；5、芯棒；6、主带体；7、传动带；8、毛毡；9、带轮；10、主轴；11、第一电机；12、固定套；13、喷粉口；14、出气口；15、储气腔；16、储粉腔；17、导流孔；18、填粉孔；19、防堵组件；191、导流部；192、连接部；193、接触部；20、注粉管；21、活塞；22、弹性元件；23、第一单向阀；24、出气通道；25、第二单向阀；26、柱状齿轮；27、驱动齿轮；28、第二电机；29、内孔。
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、完整的描述，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。
实施例1
参照图4-5、图7-14，一种粉末冶金成型模具，包括模具本体，模具本体的上模冲3处设置有润滑剂涂抹装置；
润滑剂涂抹装置包括涂抹带、驱动模块、润滑剂喷出模块，涂抹带呈环形，且涂抹带套设在模具本体的上模冲3处，涂抹带的内表面可与模具本体的上模冲3外壁接触，润滑剂喷出模块设置在涂抹带内侧，润滑剂喷出模块用于将润滑剂喷涂在涂抹带内表面上，驱动模块用于驱动涂抹带在模具本体的上模冲3外表面进行移动，以使得涂抹带内表面喷涂的润滑剂可以涂抹至模具本体的上模冲3外表面上。
涂抹带包括主带体6、传动带7，主带体6呈环形，主带体6内表面上下两侧分别固定有一根呈环形的传动带7，两根传动带7连接在驱动模块上；传动带7为橡胶材质，主带体6内表面覆盖有毛毡8。毛毡8可以为羊毛毡，羊毛毡可以更好的将喷涂的润滑剂粉末捕获住，从而更好的将润滑剂涂抹在上模冲3的外表面。两根传动带7还可以在上模冲3从阴模中移出的过程中，将其表面可能沾染的金属粉末刮掉。
驱动模块包括主轴10，主轴10两端分别同轴固定安装有一个带轮9，两根传动带7分别套设在对应的带轮9上，主轴10传动连接有第一电机11，第一电机11用于驱动主轴10旋转。利用两个带轮9来驱动两根传动带7移动来带动主带体6的移动，这样可以将主轴10之间空间留出来，从而让润滑剂喷出模块可以在主轴10周围进行布置。现有的驱动模块在驱动涂抹带运动时，设置的主带轮9需要与涂抹带内表面接触，可能会导致涂抹带内表面喷涂的润滑剂被主带轮9摩擦掉，而本发明中由于两个带轮9和传动带7的设置，使得主带体6内表面的毛毡8不与驱动模块直接接触，从而避免喷涂在主带体6表面上的润滑剂被驱动模块摩擦掉。
润滑剂喷出模块包括固定套12、填粉机构，两个带轮9之间主轴10上同轴套设有固定套12，固定套12在使用时固定安装，固定套12内壁上贯穿开设有喷粉口13，且喷粉口13朝向主带体6方向设置；主轴10与固定套12紧密配合，以使得当主轴10上的填粉孔18没有连通出气口14和喷粉口13时，主轴10表面可以将出气口14堵住，从而避免储气腔15内的气体大量外泄。
固定套12远离喷粉口13一侧的内壁中开设有储气腔15，储气腔15内壁上朝向喷粉口13一侧贯穿开设有出气口14，储气腔15连通有充气机构，充气机构用于向着储气腔15内充入气体；储气腔15还可以连通有电动充气装置，以在气压不足时进行充气补压。
主轴10上径向贯穿开设有若干个填粉孔18，填粉孔18沿主轴10中轴线方向间隔分布，填粉孔18与出气口14、喷粉口13对应设置，以使得主轴10旋转时，其上的填粉孔18可以连通喷粉口13和出气口14；
填粉机构用于将润滑剂填入至填粉孔18内，以使得当填粉孔18处于连通喷粉口13和出气口14状态下，储气腔15内的气体可通过出气口14进入填粉孔18后裹挟着润滑剂从喷粉口13喷出。填粉机构包括储粉腔16、导流孔17，储粉腔16开设在固定套12内壁中，储粉腔16内存储有润滑剂，润滑剂可以为硬脂酸锌粉末。固定套12上靠近储粉腔16一侧内壁处贯穿开设有若干导流孔17，导流孔17外端与储粉腔16内部连通。储粉腔16底部设置有斜坡，斜坡底端置于靠近导流孔17一侧，从而有效减少储粉腔16底部的润滑剂的滞留情况，使得储粉腔16内的粉料不会长时间堆积在底部不动。固定套12上还设置有与储粉腔16内部连通的注粉管20，注粉管20用于添加润滑剂。导流孔17的中轴线向着远离主轴10方向倾斜设置，导流孔17中还设置有防堵组件19，防堵组件19用于防止导流孔17堵塞。倾斜设置的导流孔17可以在重力作用下，让储粉腔16内的润滑剂可以在重力作用下自动地流入至导流孔17中。
该润滑剂喷出模块通过将整个结构与驱动模块进行结合，利用主轴10的旋转来实现对喷粉状态的间歇性控制，使得其不需要额外布置动力元件，让整个润滑剂涂抹装置的结构更加紧凑，从而更适宜于成型模具这种狭小的加工环境中。
防堵组件19包括导流部191、连接部192、接触部193，若干个导流部191分别插设在不同的导流孔17内，接触部193一端与上模冲3表面接触，接触部193另一端通过连接部192与所有的导流部191固定连接，且接触部193与上模冲3表面接触处弯曲设置。通过将该接触部193末端弯曲设置，使得在上模冲3上下移动时，由于上模冲3与接触部193之间的摩擦力作用下，接触部193四周缺乏支撑，会发生振动，振动通过连接部192传导给导流部191，导流部191在导流孔17内产生振动，进而将导流孔17内疏通，避免导流孔17内发生润滑剂堵塞的情况。防堵组件19整体采用金属材质，可以更好传导金属的振动。
实施例2
参照图6，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于，充气机构包括活塞21，上模冲3的内孔29中安装有活塞21，活塞21与上模冲3的内孔29底部之间通过弹性元件22可伸缩连接，活塞21与上模冲3的内孔29底部之间的内壁上开设有出气通道24，出气通道24通过管路与储气腔15连通，活塞21上贯穿开设有安装孔，安装孔内安装有第一单向阀23，出气通道24内安装有第二单向阀25；当活塞21向上移动时，第一单向阀23处于关闭状态，第二单向阀25处于打开状态，以使得内孔29内的气体可以通过出气通道24配合管路进入至储气腔15内；当活塞21向下移动时，第一单向阀23处于开启状态，第二单向阀25处于关闭状态，以使得外界气体可以被吸入至内孔29中。
该充气机构设置在上模冲3的内孔29内，当上模冲3向下移动进行压坯时，此时芯棒5插入至上模冲3的内孔29内，进而向上挤压内孔29内的活塞21，活塞21在向上运动时，将内孔29内的气体通过出气通道24、管路压入至储气腔15内；在上模冲3复位时，活塞21在弹性元件22的作用下自动复位。该充气机构利用上模冲3原有的内孔29进行改造，使得在进行压坯过程中可以同步的实现对储气腔15的打气。
实施例3
参照图2-3，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于，还包括旋转驱动装置，旋转驱动装置用于驱动上模冲3自转，旋转驱动装置包括柱状齿轮26、驱动齿轮27、第二电机28，柱状齿轮26与上模冲3顶端同轴固定连接，柱状齿轮26一侧设置有与之啮合的驱动齿轮27，驱动齿轮27上同轴固定连接有第二电机28，第二电机28与驱动齿轮27固定设置。之所以设置有该旋转驱动装置，由于涂抹带的移动不足以覆盖上模冲3表面的全部，而设置了旋转驱动装置后，可利用旋转驱动装置驱动上模冲3自转，使得上模冲3的各个部分表面都可以获得与涂抹带表面接触的机会，从而获得更好的润滑剂涂抹效果。
本发明的总体工作流程如下：
S1.在使用时，在初始状态下上模冲3状态如附图2所示，此时上模冲的底端大部分被主带体6所包围，此时启动第一电机11，第一电机11带动主轴10旋转，主轴10通过其上的两个带轮9驱动两根传动带7移动，两根传动带7带动主带体6移动，使得主带体6内表面覆盖的毛毡8会与上模冲3外表面进行滑动摩擦；
主轴10 旋转的同时，附图12所示，当主轴10上的填粉孔18旋转至与固定套12上的导流孔17对准时，此时导流孔17所连通的储粉腔16内的润滑剂会在重力作用下流入至填粉孔18内；随着主轴10的继续旋转，主轴10会带动填入有润滑剂的填粉孔18与导流孔17错开；如附图13所示，当填粉孔18旋转至与固定套12上的喷粉口13、储气腔15上的出气口14之间时，此时填粉孔18将出气口14和喷粉口13连通，此时储气腔15内的高压气体会通过出气口14进入至填粉孔18，从而裹挟着填粉孔18内装填的润滑剂从喷粉口13喷向至主带体6上的毛毡8中，随着主带体6的移动，表面沾满有润滑剂的毛毡8会将润滑剂涂满上模冲3外表面；
S2.当上模冲3表面涂满润滑剂后，此时再启动液压设备，液压设备推动上模冲3插入至阴模2中，随着液压设备再带动上模冲3复位，在此过程中，上模冲3的内孔29中的活塞21会首先被芯棒向上顶起，使得内孔29内的气体被活塞21挤压，挤压的气体会通过出气通道24以及管路排入至固定套12内的储气腔15中，配合有第一单向阀23、第二单向阀25可以让每次上模冲3的升降运动过程中，都可以不断地向着储气腔15内打气，这样可以保证储气腔15内气体压强始终保持在较高的状态。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种粉末冶金成型模具，包括模具本体，其特征在于，所述模具本体的上模冲(3)处设置有润滑剂涂抹装置；
所述润滑剂涂抹装置包括涂抹带、驱动模块、润滑剂喷出模块，所述涂抹带呈环形，且所述涂抹带套设在模具本体的上模冲(3)处，所述涂抹带的内表面与模具本体的上模冲(3)外壁接触，所述润滑剂喷出模块设置在涂抹带内侧，所述润滑剂喷出模块用于将润滑剂喷涂在涂抹带内表面上；
所述涂抹带包括主带体(6)、传动带(7)，所述主带体(6)呈环形，所述主带体(6)内表面上下两侧分别固定有一根呈环形的传动带(7)，两根所述传动带(7)连接在驱动模块上；
所述驱动模块包括主轴(10)，所述主轴(10)两端分别同轴固定安装有一个带轮(9)，两根所述传动带(7)分别套设在对应的带轮(9)上，所述主轴(10)传动连接有第一电机(11)；
所述润滑剂喷出模块包括固定套(12)、填粉机构，两个所述带轮(9)之间的主轴(10)上同轴套设有固定套(12)，所述固定套(12)内壁上贯穿开设有喷粉口(13)，且所述喷粉口(13)朝向主带体(6)方向设置；
所述固定套(12)远离喷粉口(13)一侧的内壁中开设有储气腔(15)，所述储气腔(15)内壁上朝向喷粉口(13)一侧贯穿开设有出气口(14)，所述储气腔(15)连通有充气机构；
所述主轴(10)上径向贯穿开设有若干个填粉孔(18)，所述填粉孔(18)沿主轴(10)中轴线方向间隔分布，所述填粉孔(18)与出气口(14)、喷粉口(13)对应设置，以使得所述主轴(10)旋转时，其上的所述填粉孔(18)连通喷粉口(13)和出气口(14)；
所述填粉机构包括储粉腔(16)、导流孔(17)，所述储粉腔(16)开设在固定套(12)内壁中，所述储粉腔(16)内存储有润滑剂，所述固定套(12)上靠近储粉腔(16)一侧内壁处贯穿开设有若干导流孔(17)，所述导流孔(17)与储粉腔(16)内部连通；
所述充气机构包括活塞(21)，所述模具本体的上模冲(3)的内孔(29)中安装有活塞(21)，所述活塞(21)与模具本体的上模冲(3)的内孔(29)底部之间通过弹性元件(22)可伸缩连接，所述活塞(21)与模具本体的上模冲(3)的内孔(29)底部之间的内壁上开设有出气通道(24)，所述出气通道(24)通过管路与储气腔(15)连接，所述活塞(21)上贯穿开设有安装孔，所述安装孔内安装有第一单向阀(23)，所述出气通道(24)内安装有第二单向阀(25)。
2.根据权利要求1所述的粉末冶金成型模具，其特征在于，所述导流孔(17)的中轴线向着远离主轴(10)方向倾斜设置，所述导流孔(17)中还设置有防堵组件(19)。
3.根据权利要求2所述的粉末冶金成型模具，其特征在于，所述防堵组件(19)包括导流部(191)、连接部(192)、接触部(193)，若干个所述导流部(191)分别插设在不同的导流孔(17)内，所述接触部(193)一端与上模冲(3)表面接触，所述接触部(193)另一端通过连接部(192)与所有的导流部(191)固定连接，且所述接触部(193)与上模冲(3)表面接触处弯曲设置。
4.根据权利要求1所述的粉末冶金成型模具，其特征在于，所述传动带(7)为橡胶材质，所述主带体(6)内表面覆盖有毛毡(8)。
5.根据权利要求1所述的粉末冶金成型模具，其特征在于，还包括旋转驱动装置，所述旋转驱动装置包括柱状齿轮(26)、驱动齿轮(27)、第二电机(28)，所述柱状齿轮(26)与上模冲(3)顶端同轴固定连接，所述柱状齿轮(26)一侧设置有与之啮合的驱动齿轮(27)，所述驱动齿轮(27)上同轴固定连接有第二电机(28)。
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