CN1201927C - 粉末压制成型设备和其方法 - Google Patents

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Abstract

一种干式成型设备包括：运载工作台(模具传动机构)，它使一套包含一阴模和诸冲压单元的模具至少在粉末供给阶段、压制阶段和成型产品卸下阶段之间转移；一压制驱动机构；一连接机构和一单元夹持机构。压制驱动机构在压制阶段驱动冲压单元进行压制。连接机构当模具被转移到压制阶段时把冲压单元连接到压制驱动机构以及释放冲压单元的连接。单元夹持机构当单元被转移到下一阶段时夹持冲压单元。

Description

粉末压制成型设备和其方法
本申请涉及日本专利申请No.2000-397967，及在条款35 U.S.C.§119下的权利要求优先权，该专利整体在此参考综合在内。
(1)技术领域
本发明涉及一种粉末压制成型设备，其中陶瓷粉末原材料和用作食品及化学品的原料，利用包括冲头及阴模单元的模具进行干压，并涉及一种粉末压制成型的方法。
(2)背景技术
这类粉末压制成型设备，例如在日本专利公报No.2695757中已有提出。在该粉末压制成型设备中，一个具有设置在其上的多个模具的旋转圆盘相继地被转动到粉末供给区域、压缩区域和产品卸下区域，其顺序依靠凸轮随动件和导轨决定。在压缩区域内，模具的上、下冲头通过上、下轧辊而使粉末被压缩。
传统的粉末压制成型设备采用一种结构，其中模具的传动和定位依靠凸轮随动件和导轨实施。这样，成型的定位精度很低，而且此外，很难精确地控制冲压单元的高度。在有些情况，设备不能应付不同类型产品的连续生产需要。
(3)发明内容
由于上述最近以来的情况，本发明的目的是提供一种粉末压制成型设备，其中冲压单元的位置精度和高度精度在成型时能够提高，并且它能够应付不同类型产品的连续生产需要，并提供一种粉末压制成型方法。
为达到上述目的，按照压制阶段，提供一种干法成型设备，它包括：
一上冲压单元、至少一个下冲压单元和至少一个阴模；一模具转移机构，使包含一阴模和一下冲压单元的模具至少在粉末供给阶段、压制阶段和成型产品卸下阶段之间转移；一压制驱动机构，以驱动在压制阶段中进行压制的上冲压单元和下冲压单元；一连接机构，以当模具转移到压制阶段时把下冲压单元连接到压制驱动机构，和释放下冲压单元的连接，由此下冲压单元通过连接机构被压制驱动机构所驱动；和一单元夹持机构，以当下冲压单元被转移到下一阶段的过程中夹持下冲压单元。
较佳地，该干法成型设备在粉末供给阶段中还包括：一装料驱动机构，用以驱动下冲压单元以便形成一充填粉末的空间；一连接机构，以当模具转移到粉末供给阶段时把下冲压单元连接到装料驱动机构，和释放下冲压单元的连接以便模具被转移到下一阶段，由此下冲压单元通过连接机构被装料驱动机构所驱动；一单元夹持机构，以当模具被转移到下一阶段的过程中夹持冲压单元。
较佳地，该干法成型设备在取出成型产品的成型产品卸下阶段中还包括：一个驱动下冲压单元的取出驱动机构；一个当模具移动到成型产品卸下阶段时把下冲压单元连接到取出驱动机构的连接机构，该机构释放下冲压单元的连接以便模具移动到下一阶段，由此下冲压单元通过连接机构被取出驱动机构所驱动；和一个单元夹持机构，当模具移动到下一阶段的过程中它夹持住下冲压单元。
较佳地，连接机构包括：诸设置和固定在所述压制驱动机构、装料驱动机构和取出驱动机构上的夹钳体；各自被夹钳体可动地支承的滑动卡爪；以及一个前进/后退机构，它使各滑动卡爪在夹住位置与松开位置之间前进或后退，在夹住位置下冲压单元被夹住而在松开位置夹钳被释放。
较佳地，上冲压单元包括第一和第二上冲头，每一下冲压单位包括第一和第二下冲头，这些冲压单元通过阴模互相对置，而压制驱动机构包括各自连接于第一和第二上冲头以及第一和第二下冲头的驱动轴和独立驱动这些驱动轴的驱动器。
较佳地，所述下冲压单元包括第一和第二下冲头，还进一步包括有取出驱动机构，且所述装料驱动机构和取出驱动机构各自包括连接在第一和第二下冲头的驱动轴和独立驱动这些驱动轴的驱动器。
较佳地，各驱动轴包括一支柱和一旋入支柱中的滚珠螺杆，冲压单元连接于支柱，而驱动器连接于滚珠螺杆。
较佳地，驱动器包括一个伺服马达，由此伺服马达的转动通过定时一皮带被传递到滚珠螺杆。
较佳地，至少第一和第二上冲头的驱动轴各包括一个同轴多轴结构，其中一内圆筒相对地可轴向运动地被插入一个外圆筒，由此第一和第二上冲头能够独立地被内、外圆筒的相对运动所驱动。
较佳地，模具移动机构的构造使模具可以通过一旋转工作台的转动被移动到任何阶段之一。
较佳地，模具移动机构的构造使模具可以通过一直线工作台的直线运动被移动到任何阶段之一。
较佳地，形成单元夹持机构，使得当连接机构释放下冲压单元的夹钳时，与夹钳释放操作互锁，以夹持下冲压单元，并当连接机构夹住下冲压单元时，与夹持操作互锁，以释放下冲压单元的夹持。
较佳地，在粉末供给阶段提供一粉末装料机构，以向阴模的空间装填粉末状原料，在成型产品卸下阶段提供一成型产品卸下机构，以从模具中取出压制成型产品。
较佳地，在压制阶段与成型产品卸下阶段之间提供一个机械加工阶段，以便在其中机械加工压制成型产品。
较佳地，在成型产品卸下阶段之后设置一个清理阶段，以便在其中除去粘附在阴模和冲压单元上的粉末。
此外，按照压制阶段，提供一种生产成型产品的粉末压制成型方法，其中包含一阴模和一下冲压单元的模具按顺序至少传动到粉末供给阶段、压制阶段和成型产品卸下阶段，该方法包括以下步骤：在粉末供给阶段，把粉末充填入模具，以及在模具被夹持中把模具转移到压制阶段；在压制阶段，使模具定位，模具固定地定位并与一压制驱动机构互锁，和释放下冲压单元，通过用压制驱动机构驱动模具来压制粉末，以及转移模具，包括：释放模具的固定定位，从压制驱动机构释放模具，以及夹持并转移模具到成型产品卸下阶段；以及在成型产品卸下阶段从阴模取出成型产品。
较佳地，该方法还包括这些步骤：在粉末供给阶段，使模具定位在其固定位置，并同时连接到装料驱动机构，和释放下冲压单元的夹持，形成装料空间，其中模具被装料驱动机构所驱动以形成可装入粉末的装料空间，将粉末装入模具，和转移其固定定位已被释放的模具，和从装料驱动机构中释放，以及模具在夹持状态下转移到压制阶段。
较佳地，干式成型方法还包括以下步骤：在成型产品卸下阶段中，使模具定位在其固定位置，并连接到取出驱动机构，和释放下冲压单元的夹持，取出成型产品，其中模具被取出驱动机构所驱动以便从阴模中取出成型产品，转移其固定定位被释放的模具，模具从取出驱动机构中被释放，模具被转移到下一阶段。
按照本发明，冲压单元通过设置在压制阶段的连接机构连接到压制驱动机构。这样，冲压单元的定位精度和高度精度在成型时可以提高。如此，该设备能够应付不同类型产品的连续生产需要。
此外，当模具被转移时，冲压单元的互锁被释放，冲压单元被夹持。如此，模具能够在冲压单元的状态保持下被转移。如此，冲压单元可以防止在转移中被移位或落下。
较佳地，冲压单元通过在粉末供给阶段中的连接机构被连接到装料驱动机构。如此，将被充填粉末的空间可以方便地和高度精确地形成。另外，冲压单元可以防止在转移中跌落。
较佳地，冲压单元通过在成型产品卸下阶段中的连接机构连接到取出驱动机构。如此，成型产品可以容易地取出而不对产品造成损坏。此外，可以防止产品在转移中跌落。
较佳地，冲压单元通过连接机构被驱动机构所驱动。如此，压制操作能够连续地进行到冲压单元定位。
较佳地，冲压单元通过固定于各自驱动机构的夹钳体上的滑动卡爪的前进或后退而被夹住。如此，可以利用简单的结构实行定位。由此可防止增加成本。
较佳地，驱动轴连接到第一和第二上冲头，并独立地由驱动器所驱动。这样，压制成型产品的密度可以制成均匀。成型产品的形状和尺寸的适应性可以提高。
较佳地，各驱动轴包括一个支柱和一旋入其中的滚珠螺杆。如此，冲压单元的行程精度可以提高。此外，可以消除啮合间隙，和提高成型产品的质量和尺寸精度。
较佳地，伺服马达的转动通过定时皮带传递到滚珠螺杆，如此，相似地，在质量和尺寸精度方面成型产品的可靠性得以提高。
较佳地，驱动轴具有一同轴多轴结构，其中内圆筒可以相对在轴向移动地插入外圆筒。如此，为布置驱动轴所需空间可以减少。这对于整个装置小型化做出贡献。
较佳地，模具通过一旋转工作台的转动被移动到各个阶段。如此，可以实现成型产品的连续生产。整个装置紧凑。
较佳地，模具通过一直线工作台的直线运动转移到各个阶段。如此，可以通过直线工作台的往复运动实现成型产品的连续生产。
较佳地，与连接—释放操作互锁，冲压单元被夹持，与连接操作互锁，冲压单元被释放。如此，当冲压单元各自被夹持在连接位置时可以传送到下一阶段。冲压单元的位置精度可以保持在很高的程度。
较佳地，在粉末供给阶段提供一种粉末装料机构，它把粉末状原料装填入阴模，在成型产品卸下阶段提供一种成型产品取出机构，它从阴模取出压制成型产品。如此，连续生产可以通过自动化实现。生产成本也可以降低。
较佳地，在压制阶段和成型产品卸下阶段之间提供一个机械加工阶段。因此，成型产品的钻孔、去毛刺之类的加工可以连续地进行。就不需要单独的机械加工过程。生产效率可以提高。
较佳地，在成型产品卸下阶段之后设置一个清理阶段，将粘附在阴模及冲压单元中的粉末除去。因此，与设备停止而清理的情况相比生产效率较高。
按照本发明，已经充填粉末的模具在被夹持中传送到压制阶段。在压制阶段中，模具被固定地定位并同时与压制驱动单元互锁，而压制由压制驱动单元执行。如此，成型过程的适应性可以改善，同时该方法能够应付不同型式的成型产品的连续生产。
较佳地，在粉末供给阶段，模具被固定地定位，并同时连接到装料驱动机构，冲压单元的夹持被释放，而模具被装料驱动机构所驱动以形成将被装填粉末的空间。如此，装填粉末的空间能够容易而高度精确地形成。此外，可防止模具在移动中跌落。
较佳地，在成型产品卸下阶段，模具被固定地定位，并连接到取出驱动机构，冲压单元的夹持被释放，而模具被取出驱动机构所驱动以从阴模中取出成型产品。如此，成型产品可以容易地取出而不被损坏。此外，可以防止模具可在移动中跌落。
(4)附图说明
图1为示意地显示一种按照本发明第一实施例的干式成型设备的结构；
图2为显示干式成型设备的运载工作台操作的平面图；
图3为干式成型设备的第一和第二连接机构的平面图；
图4为显示第一和第二连接机构的夹紧状态的平面图；
图5为显示第一和第二连接机构的松开状态的平面图；
图6示出了干式成型设备的粉末装料驱动机构的结构；
图7A和图7B示出了干式成型设备的操作；
图8示出了干式成型设备的成型产品卸下机构的结构；
图9A和图9B示出了成型产品卸下机构的操作；以及
图10示意地显示按照本发明第二实施例的干式成型设备的结构。
(5)具体实施方式
以下，对本发明的实施例参照附图予以描述。
图1至9示出一种按照本发明实施例的粉末压制成型设备和利用该设备的粉末压制成型方法。图1示意地显示粉末压制成型设备的结构。图2为一示出运载工作台的旋转操作的平面图。图3为连接机构的平面图。图4为夹紧的下冲压单元的前视图。图5为松开的下冲压单元的前视图。图6、7A和7B示出了一装料驱动机构。图8、9A和9B示出了一取出驱动机构。
这些图显示将粉末状陶瓷原料压制生产成为陶瓷电子元件的粉末压制成型设备1。粉末压制成型设备1包括：各具有一粉末成型空间的若干阴模5；一上冲压单元6；若干下冲压单元7和若干模具2，每一模具2包括一阴模5和一下冲压单元7；一个圆盘状运载工作台(模具移动机构)8，它在粉末供给阶段A、压制阶段B、机械加工阶段C和成型产品卸下阶段D之间旋转运动；一个在粉末供给阶段A中形成粉末充填空间的装料驱动机构100；一个压制粉末状陶瓷原料的压制驱动机构3；一个在成型产品卸下阶段D中卸下成型产品的取出驱动机构130；以及为可脱开地把下冲压单元7定位在预定位置上和可脱开地固定下冲压单元7的第一及第二连接机构9和15；另外还有一个为在各阶段A至D可脱开地把下冲压单元7夹持在运载工作台8上的单元夹持机构4。
在运载工作台8的周边部分上每隔90°布置一个阴模5。上冲压单元6包括一个圆筒形第一上冲头6a和一个可相对转动地插入冲头6a的销子状第二上冲头6b。还有，下冲压单元7包括一个圆筒形第一下冲头7a和一个可相对转动地插入冲头7a的销子状第二下冲头7b。上冲压单元6只有在布置于压制阶段B的压制驱动机构3中设置。下冲压单元7设置在运载工作台8的每一个阴模5的下表面。
装料驱动机构100部署在粉末供给阶段A，并具有如以下图6、7A和7B所示的结构。一个静止基座101部署并固定在运载工作台8下面而不能移动。第一下冲头7a用的滚珠螺杆102和102均各自可旋转地支承在轴承103和103之中。各轴承103固定在静止基座101上。滚珠螺杆102和102各自被插入第一下冲头7a用的可滑动地支承在支承横板104上的支柱105和105中，并各自旋入插入并固定在支柱105和105的下端部分的螺母106和106中。
支柱105和105的上端通过将在下文描述的第一连接装置9可分离地连接于第一下冲头7a的模具支承板29上。第一下冲头7a被固定在模具支承板29的上表面。由此，第一下冲头7a与支柱105和105一起能够通过旋转滚珠螺杆102和102而垂直地移动。
在第一下冲头7a的滚珠螺杆102和102之间的用于第二下冲头7b的一个滚珠螺杆107是通过轴承108可旋转地支承在静止基座101上。轴承108固定在静止基座101上。滚珠螺杆107插入一可滑动地支承第二下冲头7b的支柱109，并旋入一插入并固定在第二下支柱109的下端部分的螺母110中。
第二下冲头7b的模具支承板34通过一将在下文描述的第二连接装置15可分离地连接到支柱109的上端部分。第二下冲头7b被固定在模具支承板34的上表面。第二下冲头7b通过旋转第二下冲头7b的滚珠螺杆107而垂直地移动。
第一下冲头7a的定时皮带113做成围绕通过第一下冲头7a的滚珠螺杆102的被动皮带轮112，并围绕通过第一下冲头7a的伺服马达114上固定的驱动皮带轮115。第一下冲头7a与支柱105一起可通过伺服马达114的旋转而垂直移动。
第二下冲头7b的定时皮带117做成围绕通过第二下冲头7b的滚珠螺杆107的被动皮带轮116，并围绕通过第二下冲头7b的伺服马达118上固定的驱动皮带轮119。第二下冲头7b与支柱109一起可通过伺服马达118的旋转而垂直移动。伺服马达114和118各自通过支架之类被固定在静止基座101上。
第一下冲头7a和第二下冲头7b各自独立地被伺服马达114和118所驱动以形成可充填粉末的空间。例如，可以装入粉末以生产一种具有圆筒形的、柱形的、在纵向剖面呈H形的或在纵向剖面呈十字形的成型产品。即，转动第一下冲头7a的滚珠螺杆102和第二下冲头7b的滚珠螺杆107，使第一下冲头7a和第二下冲头7b降低到相应于装填粉末数量的程度。此后，加入粉末，并且转动滚珠螺杆102和滚珠螺杆107，使第一下冲头7a和第二下冲头7b轻度降低。如此，完成粉末的装料过程。
取出驱动机构部署在成型产品卸下阶段D，并具有以下如图8、9A和9B所示的结构。静止基座131部署并固定在运载工作台8下面而且不能移动。第一下冲头7a的滚珠螺杆132和132通过轴承133和133各自可旋转地由静止基座131所支承。各轴承133固定在静止基座131上。滚珠螺杆132被插入第一下冲头7a的可滑动地支承在支承横板134上的支柱135和135，并被各自旋入在插入并固定在第一下支柱135和135的下端部分的螺帽136和136中。
第一下冲头7a的模具支承板29通过第一连接装置9(将在以后描述)可分离地连接到支柱135和135的上端部分。第一下冲头7a固定在模具支承板29的上表面。
第二下冲头7b的滚珠螺杆137在第一下冲头7a的滚珠螺杆132和132之间通过轴承138可转动地支承在静止基座131。轴承138固定在静止基座131上。滚珠螺杆137被插入第二下冲头7b的可滑动地支承的支柱139中，并且被旋入在插入并固定在支柱139的下端部分的螺帽140中。
第二下冲头7b的模具支承板34通过第二连接装置15(将在以后描述)可分离地连接到第二下冲头7b的支柱139的上端部分。第二下冲头7b固定在模具支承板34的上表面。
第一下冲头7a的定时皮带142做成围绕通过第一下冲头7a的滚珠螺杆132的被动皮带轮141。定时皮带142做成围绕通过第一下冲头7a的伺服马达143上固定的驱动皮带轮144。
第二下冲头7b的定时皮带146做成围绕通过第二下冲头7b的螺杆137的被动皮带轮145。定时皮带146做成围绕通过第二下冲头7b的伺服马达147上固定的驱动皮带轮148。取出驱动机构130的操作相似于装料驱动机构100。省略重复描述。
利用伺服马达143和147通过独立地移动第一和第二下冲头7a和7b可以取出成型产品。具体地说，只有在图9A所示状态的第二下冲头7b通过第二下滚珠螺杆137的转动向下移动，并如图9B所示地从成型产品中拔出。依靠另一未显示的器械来取出成型产品。
压制驱动机构3部署在图2所示的压制阶段B，并具有下列结构。驱动基座10以使基座10可以垂直运动的方式部署在运载工作台8下面。一静止基座11固定在驱动基座10以下，使静止基座11不能移动。组成驱动轴的用于第一上冲头6a的滚珠螺杆12和12通过轴承13和13可旋转地支承于静止基座11。各轴承13固定在静止基座11上。滚珠螺杆12和12旋入各自固定在驱动基座10上的螺帽14和14。
具有倒U形的支承横板17固定于驱动基座10上。第一上冲头6a的、构成其它驱动轴的圆柱形支柱18和18部署在支承横板10的上表面，使其垂直竖立在其上。第一上冲头6a的模具支承板19固定地连接于支柱18的上端。第一上冲头6a固定地连接于模具支承板19的下表面。第一上冲头6a，与驱动基座10及支柱18一起，通过第一上冲头6a的滚珠螺杆12的旋转而垂直地移动。
第二上冲头6b的滚珠螺杆21和21可旋转地通过轴承22和22可转动地支承于驱动基座10。各轴承22固定在驱动基座10上。滚珠螺杆21和21插入第二上冲头6b的支柱16和16。支柱16和16可滑动地支承于支承横板17。滚珠螺杆21各自被旋入在插入并固定在支柱16上端部分的螺母23中。第二上冲头6b的模具支承板20在支柱16和16的上端部分之间延伸以固定在其上。第二上冲头6b固定于模具支承板20的下表面。第二上冲头6b与支柱16和16一起，通过滚珠螺杆21的旋转而垂直地移动。
第一下冲头7a的滚珠螺杆25和25各自通过轴承26和26可旋转地支承于驱动基座10。各轴承26固定在基座10上。滚珠螺杆25各自插入第一下冲头7a的支柱27和27中。支柱27可滑动地由支承横板17所支承。滚珠螺杆25插入支柱27的下端部分，并且各自旋入在插入并固定在支柱27下端部分的螺帽28和28中。
第一下冲头7a的模具支承板29通过第一连接机构9可分离地连接在这些支柱27的上端部分。第一下冲头7a固定在模具支承板29的上表面。由此，第一下冲头7a与支柱27一起由于滚珠螺杆25和25的旋转而垂直地移动。
第二下冲头7b的滚珠螺杆30各自通过轴承31和31被支承在驱动基座10上的滚珠螺杆25与25之间。轴承31和31固定于驱动基座10。滚珠螺杆30被插入第二冲头7b的支柱32，并可滑动地支承在支承横板17上，此外还旋入在插入并固定在支柱32下端部分上的螺帽33中。
第二下冲头7b的模具支承板34通过第二连接机构15可分离地连接在支柱32的上端部分。第二下冲头7b固定在模具支承板34的上表面。第二下冲头7b与支柱32一起由于滚珠螺杆30的旋转而垂直地移动。如此，所有的滚珠螺杆12、21、25和30集中在驱动基座10中。
第二上冲头6b的滚珠螺杆21和21和第一及第二下冲头7a及7b的滚珠螺杆25、25及30各自被插入并向下伸过驱动基座10。被动皮带轮37、44、44和45各自安装在这些伸出部分上。
第二上冲头6b的定时皮带38做成围绕通过第二上冲头6b的滚珠螺杆21的被动皮带轮37，并围绕通过安装于第二上冲头6b的伺服马达39上的驱动皮带轮40。由此，第二上冲头6b与支柱16一起由于伺服马达39的旋转而垂直地移动。
第一下冲头7a的定时皮带46做成围绕通过滚珠螺杆25的被动皮带轮44，并围绕通过固定于第一下冲头7a的伺服马达47上的驱动皮带轮48。第一下冲头7a与支柱27一起由于伺服马达47的旋转而垂直地移动。
第二下冲头7b的定时皮带49做成围绕通过滚珠螺杆30的被动皮带轮45，并围绕通过固定于第二下冲头7b的伺服马达50上的驱动皮带轮51。第二下冲头7b与支柱32一起由于伺服马达50的旋转而垂直地移动。
第一上冲头6a的滚珠螺杆12插入静止基座11并向下伸出。被动皮带轮43和43各自安装在这些伸出部分上。第一上冲头6a的定时皮带52做成围绕通过被动皮带轮43，并围绕通过安装在第一上冲头6a的伺服马达53上的驱动皮带轮54。
伺服马达53、39、47和50靠近驱动基座10集中设置。伺服马达53固定在静止基座11上，而伺服马达39、47和50各自通过支架或同类物固定在驱动基座10上。
第一和第二上冲头6a和6b与第一和第二下冲头7a和7b独立地被伺服马达53、39、47和50所驱动，因此能够生产具有不同形状而密度均匀的产品。例如可以形成具有圆筒形的、柱形的、剖面呈H形的或在纵向剖面呈十字形的产品。尤其是，第一和第二上冲头6a和6b由滚珠螺杆12和21的转动而下降。第一和第二下冲头7a和7b由于滚珠螺杆25和30的转动而升高。因此，进行了压缩成型。在这种情况下，由驱动基座10的下降所造成的第一和第二下冲头7a和7b的下降，被滚珠螺杆25和30的转动补偿到压缩所需的程度，此外升高下冲头7a和7b相当于滚珠螺杆12的旋转程度。
此外，当第二上冲头6b的伺服马达39和第一、第二下冲头7a和7b的伺服马达4 7和50停止转动时，第一上冲头6a的伺服马达53转动。由此，第一和第二上冲头6a和6b与第一和第二下冲头7a和7b，和驱动基座10一起，同步地作垂直运动。这样，当保持冲头之间的距离不变时，可以从运载工作台8取出成型产品。就是说，在压制完成后，伺服马达39和伺服马达47及50被停止，并由此滚珠螺杆21和滚珠螺杆25及30固定不动。在此状态，滚珠螺杆12被伺服马达53所转动。这样，驱动基座10被升高，这促使第一和第二上冲头6a和6b与第一和第二下冲头7a和7b升起而这些冲头之间的距离仍旧保持。
一个转动驱动机构(未显示)在外部连接到运载工作台8。运载工作台8顺序地依次传动阴模5和下冲压单元7到粉末供给阶段A、粉末压制阶段B、机械加工阶段C和成型产品卸下阶段D。
一个自动地将粉末状原料装入阴模5(未显示)的粉末装料设备(未显示)被部署在粉末供给阶段A。一个自动地从模具卸下成型产品并收回产品的取出设备(未显示)被部署在成型产品卸下阶段D。由于提供了粉末装料设备和取出设备，可以通过自动化实现连续生产。此外，可以降低生产成本。
在粉末状陶瓷原料被充填入处于粉末供给阶段A的阴模5之后，运载工作台8按箭头a所指方向旋转90°。由此，其中充满粉末状陶瓷原料的阴模5和下冲压单元7被传送到压制阶段B，其中的压制通过上、下冲压单元6及7实施。此时，粉末状陶瓷原料被充填入随后的、转动到粉末供给阶段A的阴模5中。
在压制后，运载工作台旋转90°，使压制成的产品被传送到机械加工阶段C，在其中进行切削、钻孔、去毛刺或其它加工。此时，随后的粉末状陶瓷由压制阶段B中的压制所形成。在粉末供给阶段A中，粉末状陶瓷被充填入更随后的阴模5中。
在机械加工阶段C中任何要求的加工完成后，运载工作台8旋转90°，使机加工制成的产品被传送到阶段D，在其中的成型产品被取出，并在一个预定的位置被收回。此后，出空的阴模5重新被转移到粉末供给阶段A。如以上所述，运载工作台8顺序地旋转，而由此可连续地获得成型产品。
此外，为除去粘附在阴模5和下冲压单元7中的粉末状原料，可以在成型产品卸下阶段D和粉末供给阶段A之间设置清理阶段。在此情况下，可以取消单独的清理过程。
上面描述的第一和第二连接机构9和15设置在各阶段A至D中，并夹紧第一和第二下冲头7a和7b的模具支承板29和34，以便使模具在各阶段A至D中定位在预定位置。为了转移，夹夹紧被松开。
参照图4和5，第一连接机构9包括固定在第一下冲头7a的支柱27上端的夹钳体60和支承在夹钳体60上的滑动卡爪61，使得它们在水平方向(垂直于压制的方向)可以前进或后退。各滑动卡爪61可以在夹紧和松开位置之间前进或后退。在夹紧位置时，可在模具支承板29上表面滑动的滑动卡爪61使模具支承板29固定地定位。在松开位置，后退的滑动卡爪61释放固定了的模具支承板29。此外，为感测滑动卡爪61的夹紧和松开位置的夹钳传感器62设置在模具支承板29的上表面。
再参照图4和5，第二连接机构15包括一对固定在第二下冲头7b的支柱32上端面上的互相面对面的夹钳体63和63，和由夹钳体63和63支承的滑动卡爪64和64，使得滑动卡爪64和64能在水平方向前进或后退。各滑动卡爪64可以在夹紧和松开位置之间被一个未显示的空气气缸机构所驱动而前进或后退，类似于滑动卡爪61。在夹紧位置滑动卡爪64固定地使第二下冲头7b的模具支承板34定位，而在松开位置释放固定的模具支承板34。
当运载工作台8运动时，单元夹持机构4把下冲压单元7的模具支承板29和34夹持在上述固定位置。在阶段A至D的各预定位置上，模具支承板29和34释放下冲压单元7的夹持。如此，第一和第二下冲头7a和7b可以垂直移动。
一对第一空气气缸件65和65固定地连接于运载工作台8的下表面的某一位置，在该处气缸件65和65各自面向第一下冲头7a。气缸件65的活塞65a和65a前进到使第一下冲头7a夹入和夹持在其中间，并后退以释放这种夹入和夹持。
一对第二空气气缸件66和66固定地连接于模具支承板29的下表面的某一位置，在该处件66和66各自面向第二下冲头7b。气缸件66和66的活塞66a和66a前进到使第二下冲头7b夹入和夹持在其中间，并后退以释放夹入和夹持。
单元夹持机构4和第一及第二连接机构9、15的操作将在以下描述。被各自空气气缸件65和66的活塞65a和66a所夹持的第一及第二下冲头7a及7b例如从粉末供给阶段A传送到压制阶段B。然后，支柱27及32被举起使其各自与第一及第二下冲头7a及7b的模具支承板29和34接触而停止。然后，滑动卡爪61与64各自前进以夹紧模具支承板29和34，并使它们固定地定位。同时，从夹钳传感器62发出的夹紧信号促使空气气缸件65和66的活塞65a和66a后退，使第一及第二下冲头7a及7b的夹持被释放。在此状态下，为上述压制操作的需要，上、下冲压单元6及7垂直地移动。
在压制操作以后，滑动卡爪61与64后退以释放夹紧状态。在释放夹紧的同时，从夹钳传感器62发出的松开信号使空气气缸件65和66的活塞65a和66a前进，使第一及第二下冲头7a及7b夹持在上述的夹紧位置。在此状态下，第一及第二下冲头7a及7b被转移到随后的机械加工阶段C。
在本实施例的压制设备1中，第一及第二下冲头7a及7b各自通过第一及第二连接机构9、15连接到支柱27及32上。如此，下冲压单元7被如愿地定位，使其可应付具有不同形状和尺寸模具的需要，成型过程的适应性可得到改善，从而可以实现连续生产不同式样的产品。
下冲压单元7被转移时，由第一及第二连接机构9、15所造成的夹紧被释放，而另外单元7通过空气气缸件65及66被夹持在夹紧位置。因此，冲头7a及7b能够以保持在高水平的定位精度下被转移。此外，可以防止冲头7a及7b移位或跌落。
在该实施例中，下冲压单元7在粉末供给阶段A通过连接机构9、15各自连接到装料驱动机构100。如此，将被充填粉末的空间可以容易而高度精确地形成，并且在转移过程中可防止单元7跌落。另外，下冲压单元7在成型产品卸下阶段D通过连接机构9、15连接到取出驱动机构130。如此，成型产品可以容易地取出而不损坏，并且可防止产品在转移中跌落。
第一及第二连接机构9、15固定地设置在第一及第二下冲头7a及7b的作为驱动轴而运行的支柱27及32上。如此，可以在下冲压单元7夹紧时连续地进行压制。此外，连接机构9、15的滑动卡爪61与64做成可前进并各自夹紧第一及第二下冲头7a及7b。如此，下冲压单元7可以用简单结构定位。
在该实施例中，第一和第二上冲头6a及6b和第一及第二下冲头7a及7b各自独立地被驱动。如此，可以形成具有均匀密度的压制成型产品。此外，产品的形状和尺寸适应性得到改善。此外，上、下冲压单元6及7通过滚珠螺杆12、21、25及30和定时皮带52、38、46及49被驱动。因此，驱动时摩擦阻力可以减少，并且啮合间隙可以抑制。此外，成型产品的质量和尺寸精度可以提高。
另外，在本实施例中，第一和第二连接机构9、15的夹紧操作被夹钳传感器62所探测。由于与夹紧操作互锁，由空气气缸件65及66所夹持的下冲压单元7被释放，而由于与松开操作互锁，下冲压单元7被夹持。如此，在单元7在保持在夹紧位置下可以转移到下一阶段。下冲压单元7的位置精度可以保持在很高的水平。
在本实施例中，第一上冲头6a通过支柱18和18固定在驱动基座10上。驱动基座10被第一上冲头6a的滚珠螺杆12和12所支承，使其可以垂直地移动。第二上冲头6b的其余滚珠螺杆21和第一及第二下冲头7a及7b的滚珠螺杆25及30安装在驱动基座10上。此外，第二上冲头6b和第一及第二下冲头7a及7b通过滚珠螺杆21、25及30被独立地驱动。如此，在压制时，粉末陶瓷原料可以借助第一和第二上冲头6a及6b和第一及第二下冲头7a及7b通过滚珠螺杆12、21、25及30压缩成型。如此，可以形成各具有均匀压缩密度的产品。
此外，为从模具释放成型产品，在滚珠螺杆21、25及30固定不动的同时，驱动基座10通过滚珠螺杆12被举起，而由此第一和第二上冲头6a及6b和第一及第二下冲头7a及7b同时举起。如此，在冲头之间空间保持不变情况下可以从阴模5取出成型产品。因此，供给粉末和取出成型产品的设备的结构可以简化。如此，成本可以压低。
在本实施例中，所有滚珠螺杆12、21、25及30均集中设置在驱动基座10上，而此外伺服马达53、39、47及50集中地布设置在驱动基座10和静止基座11周围。如此，滚珠螺杆12、21、25及30和伺服马达53、39、47及50的内在精度通过提供在驱动基座10上的参照面而可以提高。此外，可以容易地进行组装工作和维护。而且，压制和驱动系统集中地设置在运载工作台8下面的驱动基座10上。如此，整个设备的高度可以减小，而这小型化做出贡献。
图10示出一种按照本发明第二实施例的粉末压制设备。在图10中，与图1同样或相当的零件用同样的编号表示。
该实施例的粉末压制成型设备70包括：阴模5；包含上冲压单元6及诸下冲压单元7的模具2；在粉末供给阶段A、粉末压制阶段B、机械加工阶段C和成型产品卸下阶段D之间旋转及移动的运载工作台8：压制粉末陶瓷原料的压制驱动机构3；可脱离地把下冲压单元7定位及固定在各阶段A至D预定位置的第一及第二连接机构9及15；以及可脱离地把下冲压单元7夹持在运载工作台8上的单元夹持机构4。其基本结构与第一实施例相同。如此，只有第一和第二实施例之间差别在以下说明。
连接于第一上冲头6a的支柱18和18各为圆筒形。连接于第二上冲头6b的支柱16和16插入这些支柱18中并各自与支柱18同轴。支柱16和支柱18可以互相相对移动。
在该实施例中，第二上冲头6b的支柱16可相对移动地插入第一上冲头6a的支柱18，其形式为二者同轴。如此，与支柱的平行布置相比，驱动基座的横向宽度可以减小。如此，整个设备的尺寸可以减小。
尽管已经参照其较佳实施例对本发明进行了详细描述，显然对于本技术领域熟练者而言在不超出本发明的范围的情况下可以做出各种变化和采用等效物。各上述文件整体援引在此以作参考。

Claims (20)

1.一种干式成型设备，它包括：
一上冲压单元、至少一个下冲压单元和至少一个阴模；
一模具转移机构，使包含一阴模和一下冲压单元的模具至少在粉末供给阶段、压制阶段和成型产品卸下阶段之间转移；
一压制驱动机构，以驱动在压制阶段中进行压制的上冲压单元和下冲压单元；
一连接机构，以当模具转移到压制阶段时把下冲压单元连接到压制驱动机构，和释放下冲压单元的连接，由此下冲压单元通过连接机构被压制驱动机构所驱动；和
一单元夹持机构，以当下冲压单元被转移到下一阶段的过程中夹持下冲压单元。
2.按照权利要求1所述的干式成型设备，其特征在于，在粉末供给阶段进一步包括：
一装料驱动机构，用以驱动下冲压单元以便在粉末供给阶段形成充填粉末的空间；
一连接机构，以当模具转移到粉末供给阶段时把下冲压单元连接到装料驱动机构，和释放下冲压单元的连接以便模具被转移到下一阶段，由此下冲压单元通过连接机构被装料驱动机构所驱动；
一单元夹持机构，以当模具被转移到下一阶段的过程中夹持下冲压单元。
3.按照权利要求2所述的干式成型设备，其特征在于，在成型产品卸下阶段进一步包括：
一取出驱动机构，以在成型产品卸下阶段中驱动下冲压单元以取出成型产品；
一连接机构，以当模具转移到成型产品卸下阶段时把下冲压单元连接到取出驱动机构，和释放下冲压单元的连接以便模具被转移到下一阶段，由此下冲压单元通过连接机构被取出驱动机构所驱动；和
一单元夹持机构，以当模具被转移到下一阶段的过程中夹持下冲压单元。
4.按照权利要求3所述的干式成型设备，其特征在于，连接机构包括：
固定在所述压制驱动机构、装料驱动机构和取出驱动机构的每一个上的夹钳体；
可移动地支承在所述夹钳体的每一个上的滑动卡爪；和
一前进/后退驱动机构，可使所述滑动卡爪的每一个在下冲压单元被夹紧的夹紧位置和夹紧被释放的松开位置之间前进或后退。
5.按照权利要求1所述的干式成型设备，其特征在于：
上冲压单元包括第一及第二上冲头，每一下冲压单元包括第一及第二下冲头，上、下冲压单元跨过阴模互相对置，压制驱动机构包括各自连接于第一及第二上冲头和第一及第二下冲头的驱动轴，和独立地驱动驱动轴的驱动器。
6.按照权利要求2所述的干式成型设备，其特征在
所述下冲压单元包括第一及第二下冲头；
还进一步包括有取出驱动机构，且所述装料驱动机构和取出驱动机构各包括连接于第一及第二下冲头的诸驱动轴和独立地驱动驱动轴的驱动器。
7.按照权利要求5所述的干式成型设备，其特征在于，各驱动轴包括一支柱和一旋入支柱的滚珠螺杆，各冲压单元连接于支柱，驱动器连接于滚珠螺杆。
8.按照权利要求5所述的干式成型设备，其特征在于，各驱动器包括一伺服马达和一定时皮带，定时皮带的定位使伺服马达的转动可通过定时皮带传递到滚珠螺杆。
9.按照权利要求5所述的干式成型设备，其特征在于，至少第一及第二上冲头的驱动轴各包括具有一个内圆筒及一个外圆筒的同轴多轴结构，内圆筒沿轴向可相对移动地插入外圆筒，其中第一及第二上冲头可以单独地被内圆筒及外圆筒的相对移动所驱动。
10.按照权利要求1所述的干式成型设备，其特征在于，模具转移机构包括一旋转工作台，通过旋转工作台的转动，模具可被转移到任何一个阶段。
11.按照权利要求1所述的干式成型设备，其特征在于，模具转移机构包括线性工作台，通过线性工作台的直线运动，模具可被转移到任何一个阶段。
12.按照权利要求4所述的干式成型设备，其特征在于，单元夹持机构被构造和设置成可夹持下冲压单元，当连接机构释放下冲压单元时单元夹持机构与夹钳体的释放操作合作，并当连接机构夹紧下冲压单元时单元夹持机构与夹紧操作合作以释放下冲压单元的夹持。
13.按照权利要求1所述的干式成型设备，其特征在于进一步包括：
一在粉末供给阶段的粉末装料机构，可把粉末状原料充填入阴模的空间；和
一在成型产品取出阶段的成型产品取出机构，可从模具取出压制成型产品。
14.按照权利要求6所述的干式成型设备，其特征在于，各驱动轴包括一支柱和一旋入支柱中的滚珠螺杆，各冲压单元连接于支柱，驱动器连接于滚珠螺杆。
15.按照权利要求6所述的干式成型设备，其特征在于，各驱动器包括一伺服马达和一定时皮带，定时皮带是如此定位，使伺服马达的转动通过定时皮带传递到滚珠螺杆。
16.一种生产成型产品的粉末压制成型方法，其中包含一阴模和一下冲压单元的模具按顺序至少传动到粉末供给阶段、压制阶段和成型产品卸下阶段，该方法包括以下步骤：
在粉末供给阶段，
把粉末充填入模具，以及
在模具被夹持中把模具转移到压制阶段；
在压制阶段，
使模具定位，模具固定地定位并与一压制驱动机构互锁，和释放下冲压单元，
通过用压制驱动机构驱动模具来压制粉末，以及
转移模具，包括：
释放模具的固定定位，
从压制驱动机构释放模具，以及
夹持并转移模具到成型产品卸下阶段；以及
在成型产品卸下阶段从阴模取出成型产品。
17.按照权利要求16所述的粉末压制成型方法，其特征在于进一步包括：
一在压制阶段和成型产品取出阶段之间的机械加工阶段，可机械加工压制成型产品。
18.按照权利要求16所述的粉末压制成型方法，其特征在于进一步包括：
一在成型产品取出阶段之后的清理阶段，可除去粘附在阴模和冲压单元上的粉末。
19.按照权利要求16所述的粉末压制成型方法，其特征在于进一步包括以下步骤：
在粉末供给阶段，
使模具定位和固定其位置，模具连接到装料驱动机构，和释放下冲压单元，
形成装料空间，包括通过装料驱动机构驱动模具以便形成可充填粉末的装料空间，
把粉末充填入模具，
转移模具，包括：
释放模具的固定定位，
从装料驱动机构释放模具，以及
在夹持模具时把模具转移到压制阶段。
20.按照权利要求16所述的粉末压制成型方法，其特征在于进一步包括以下步骤：
在成型产品卸下阶段，
使模具定位，包括：
固定地定位模具，
将模具连接到取出驱动机构，以及
释放下冲压单元，
取出成型产品，包括利用取出驱动机构驱动模具以便从阴模中取出成型产品，以及
转移模具，包括：
释放模具的固定定位，
从取出驱动机构释放模具，以及
把模具转移到下一阶段。
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