CN200939703Y - 机械式全自动干粉压力机 - Google Patents

Abstract

机械式全自动干粉压力机，分为主传动部分、送料部分、中心杆震动部分、二次顶压部分，且所述的主传动部分位于下机身的右侧面，包括电动机、离合器和减速机组成一体的动力部分，并在减速机的输出轴上有一对小齿轮分别与左右对称的一对大齿轮相啮合，大齿轮的端面上固定有偏心轮，偏心轮上安装有连杆；所述的送料部分为凸轮连杆间隙式连续送料机构；所述的中心杆震动部分为中心杆震动装置，中心杆震动装置安装在中立柱位置，中心杆固定在下模板上的震动气缸的活塞轴上；所述的二次顶压部分为两部分，分别置于主机下机身和上箱体中，为可调式定位、断续供气外加液压平衡结构。

Description

机械式全自动干粉压力机

技术领域

本实用新型是一种粉末冶金模压成型设备，尤其是指一种自动机械式干式粉末模压成型设备，主要用来压制干式粉末精密制品。

背景技术

由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约金属，降低产品成本。用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有1-5％，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80％。同时，粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，  而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不怕氧化，也不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料。再者粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，特别是齿轮等加工费用高的产品，用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。所以绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料都用粉末冶金方法来制造。现在的粉末冶金加压成型中应用最多的是模压成型。而且尤其以机械式干粉压力机为主。但现有的机械式干粉压力机一直采用传统的下箱体内置式结构，且顶压机构集中于机身内，这种结构在实施多次顶压工艺中往往不是很到位，并且容易出现故障，因此很有必要对此加以改进。

实用新型内容

本实用新型是针对现有机械式自动压机的不足，提出一种分离式机械式全自动干粉模压成型压力机。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。本实用新型为一种机械式全自动干粉模压成型压力机。分为主传动部分、送料部分、中心杆震动部分、二次顶压部分(即三次加压)。包括带电动机、离合器的减速机，下机身，中立柱，上箱体，高精度模架，送料部分，电控部分，气控部分，自动润滑部分。其中：

所述的主传动部分位于下机身的右侧面，包括电动机、离合器和减速机组成一体的动力部分，并在减速机的输出轴上有一对小齿轮分别与左右对称的一对大齿轮相啮合，大齿轮的端面上固定有偏心轮，偏心轮上安装有连杆，由于偏心轮随着大齿轮的旋转，使连杆作上下运动。在连杆上端连有接头及拉杆，拉杆又与上箱体相连接，通过连杆作上下运动带动接头及拉杆使整个上箱体沿着中立柱所引导的垂直方向作上下运动，完成压制。运动的快慢通过改变调频器的频率获得，这就是本压机的压制运动原理。

所述的送料部分为凸轮连杆间隙式连续送料机构，在下机身左侧主轴的端部固定有送料凸轮，凸轮上面杠杆的中部设有滚轮，杠杆的端头连有直角杠杆付，直角杠杆付又与直角状送料杆相连，直角杠杆付下端连接有气缸，气缸时刻都在向下拉，使滚轮紧贴着凸轮。在直角状送料杆下也连接有压紧气缸。压紧气缸的作用是使送料盒紧紧地贴着模板，防止粉末溢出。由于送料凸轮的旋转，迫使杠杆作上下摆动，又通过直角杠杆付和送料杆使送料盒贴着模板作左右运动，将来自料斗经软管流进送料盒内的粉末送到模孔后又自动退回。由于送料凸轮所相对于送料盒到达模孔上方的位置上开有一定形状的凹槽，当送料盒到达模孔上方时会作数次抖动，将送料盒中的粉末抖松，顺利地流入模孔。

所述的中心杆震动部分是对于流动性较差的粉末及薄壁(即模孔和中心杆之间的间隙很小)零件，光有送料盒抖动，也不足以将粉末填满模孔。所以本机设有一套中心杆震动装置。中心杆震动装置安装在中立柱位置，中心杆固定在下模板上的震动气缸的活塞轴上。调整模架基板下端的螺套的上下位置，就可获得中心杆的震动行程。通过旋转编码器、PLC的联合控制，使震动气缸的上腔和下腔反复交换通气，就可获得中心杆震动动作。它的动作条件是：当送料盒到达模孔上方的同时，中心杆也作上下震动，在完成震动后必须恢复到原始状态，否则将会干扰以后的其他动作。经生产厂家实践，证明该结构及控制方法简单实用，模孔中的粉末重量重复精度高达千分之二。

所述的二次顶压部分(即三次加压)是对于密度和中性层位置要求高的制品(如数控刀片等)，必须采用二次顶压方式才能满足其技术条件。本实用新型的顶压机构分别置于主机下机身和上箱体中，为可调式定位、断续供气外加液压平衡结构。具体二次顶压结构描述如下：在上箱体的正中部设有一空心主螺杆，其空心孔内置有传递压力的光杆，其上端直接与传感器作预紧相联。空心主螺杆的下端套入带内螺纹的齿轮，转动蝸杆，空心螺杆则会升降。通过气动预载的活塞轴、上模板，也会使上冲头随主螺杆升降。它们的作用是调整制品的压制厚度。在空心主螺杆的上部又套入一个带内螺纹的齿轮，齿轮的底面与横梁作活络联接。转动蝸杆，可使横梁升和降。横梁两端各装有相同的油缸，其活塞杆向下伸出上箱体下端面。当上冲头进入模孔一定深度后，活塞杆会与模架的中模板两根压力杆相接触。由于油缸内充满液油和单向伐的闭锁作用，使横梁、活塞杆形成一个整体。随着上箱体的继续下降，活塞杆通过压力杆将中模板内的阴模压下。这显然是上冲头和阴模没有相对运动而等速同步下降。又因下冲头是固定在模架基板上的，所以实际上是下冲头与阴模产生相对运动，对粉末进行底部压制。随着阴模(中模板)的继续下降，当固定在下模板下的主轴上的挡块落到复位气(油)缸上面的旋转头时，阴模不能再下降而停止(旋转头凹槽按程序转了30°，凹槽和挡块已相互错开，图示是复位状态)。上冲头继续下压一个深度T完成二次顶压。在阴模不动的情况下，上冲头下压就必须令活塞杆退回。它的退回就使油缸的液油通过溢流阀流回油池。

压制完成后，旋转头由气缸推动复位，使旋转的凹槽对准挡块。脱模凸轮通过杠杆和迫使挡块往下拉，使阴模中的制品脱出模孔。凸轮为保险凸轮，若推动旋转头的气缸失灵，凸轮将强制旋转头复位。前所述可调整的定位机构是这样的，旋转头的下端为螺纹，它旋入在齿轮上，通过蝸杆可令齿轮旋转，它的旋转使旋转头升降而改变了定位位置。

所述的二次脱模机构及工作原理：如前所述，对于薄壁制品需要二次脱模，本实用新型通过二次脱模机构来完成，具体结构是：在模架下模板上固定有震动气缸(震动和二次脱模共用一个缸)，其活塞轴上端有固定模具的中心杆，当压制程序进行到脱模时，首先让气缸上下两腔都排气，使活塞轴(中心杆)处在自由浮动状态，再由脱模凸轮、杠杆和压迫挡块进行脱模。由于中心杆和制品存在一定摩擦抱紧力，且又处自由浮动状态，故制品不会离开中心杆。待制品完全脱出模孔后，由旋转编码器、PLC发出指令，让气缸上腔进气，中心杆拉下，使制品与中心杆完全分离而达到二次脱模目的。

本实用新型把过去顶压机构集中于机身内改进为两部分，分别置于主机下机身和上箱体中，把过去的死定位，改进为可调式定位，把过去的连续供气复位，改进为断续供气外加液压平衡。这样就可简化其结构，降低故障率，消除由于死定位、连续供气和机件磨损而出现的反弹回跳，从而保证制品的成型质量。它创新的机械结构设计和通过可编程序控制器(PLC)、变频调速器、旋转编码器、数字显示单元及压力传感器等一系列先进控制手段，根据不同制品的不同成型需要，可实现一次、二次和三次加压。压制成型后的制品密度分布均匀，单重和几何精度一致性好，广泛应用于粉末冶金制品的成型。它同时具有送料抖动、中心杆上下震动和二次脱模三者相匹配的特种功能；使薄壁制品成型质量得到充分保证，如由釹铁硼压制成型的微电机零件等，在电子行业中应用十分广泛。

附图说明

图1为本实用新型结构简图；

图2为本实用新型结构简图左视图；

图3为本实用新型结构简图右视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明：从附图中可以看出，本实用新型为一种机械式全自动干粉压力机。分为主传动部分、送料部分、中心杆震动部分、二次顶压部分。包括减速机47，下机身48，中立柱49，上箱体50，高精度模架51。其中：

所述的主传动部分位于下机身的右侧面，包括电动机、离合器和减速机组成一体的动力部分，并在减速机47的输出轴上有一对小齿轮1分别与左右对称的一对大齿轮2相啮合，大齿轮2的端面上固定有偏心轮3，偏心轮3上安装有连杆4。具体工作原理是：在下机身的右侧面固定由电动机、离合器和减速机组成一体的动力部分。由于偏心轮随着大齿轮的旋转，使连杆4作上下运动。连杆上端连有接头5及拉杆6，拉杆6又与上箱体相连接，通过连杆4作上下运动带动接头5及拉杆6使整个上箱体沿着中立柱所引导的垂直方向作上下运动。运动的快慢通过改变调频器的频率获得，这就是本压机的压制运动原理。

所述的送料部分为凸轮连杆间隙式连续送料机构，在下机身的左侧的主轴7的端部固定有送料凸轮8，凸轮8上面杠杆9的中部设有滚轮10。杠杆9的端头连有直角杠杆付12，直角杠杆付12又与直角状送料杆13相连，直角杠杆付12下端连接有气缸11，气缸11时刻都在向下拉，使滚轮10紧贴着凸轮8。在直角状送料杆13下也连接有压紧气缸15。压紧气缸15的作用是使送料盒47紧紧地贴着模板14，防止粉末溢出。由于送料凸轮8的旋转，迫使杠杆9作上下摆动，又通过直角杠杆付12和送料杆13使送料盒贴着模板14作左右运动，将来自料斗经软管流进送料盒内的粉末送到模孔后又自动退回。由于送料凸轮所相对于送料盒52到达模孔上方的位置上开有一定形状的凹槽，当送料盒到达模孔上方时会作数次抖动，将送料盒中的粉末抖松，顺利地流入模孔。

所述的中心杆震动部分：对于流动性较差的粉末及薄壁(即模孔和中心杆之间的间隙很小)零件，光有送料盒抖动，也不足以将粉末填满模孔。所以本机设有一套中心杆震动装置。中心杆震动装置安装在中立柱49位置，中心杆16固定在下模板17上的震动气缸18的活塞轴上。调整模架基板19下端的螺套20的上下位置，就可获得中心杆16的震动行程。通过旋转编码器、PLC的联合控制，使震动气缸18的上腔和下腔反复交换通气，就可获得中心杆震动动作。它的动作条件是：当送料盒到达模孔上方的同时，中心杆也作上下震动，在完成震动后必须恢复到原始状态，否则将会干扰以后的其他动作。经生产厂家实践，证明该结构及控制方法简单实用，模孔中的粉末重量重复精度高达千分之二。

所述的二次顶压部分(即三次加压)：对于密度和中性层位置要求高的制品(如数控刀片等)，必须采用二次顶压方式才能满足其技术条件。本实用新型把过去顶压机构集中于机身内改进为两部分，分别置于主机下机身48和上箱体50中，把过去的死定位，改进为可调式定位，把过去的连续供气复位，改进为断续供气外加液压平衡。这样就可简化其结构，降低故障率，消除由于死定位、连续供气和机件磨损而出现的反弹回跳，从而保证制品的成型质量。具体二次顶压结构描述如下：在上箱体的正中部设有一空心主螺杆21，其空心孔内置有传递压力的光杆22，其上端直接与传感器23作预紧相联。空心主螺杆的下端套入带内螺纹的齿轮24；转动蝸杆25，空心螺杆则会升降。通过气动预载的活塞轴26、上模板27，也会使上冲头28随主螺杆升降。它们的作用是调整制品的压制厚度。在空心主螺杆的上部又套入一个带内螺纹的齿轮29，齿轮29的底面与横梁30作活络联接。转动蝸杆31，可使横梁30升和降。横梁两端各装有相同的油缸32，其活塞杆33向下伸出上箱体下端面。当上冲头28进入模孔一定深度后，活塞杆33会与模架的中模板34两根压力杆35相接触。由于油缸32内充满液油和单向伐的闭锁作用，使横梁30、活塞杆33形成一个整体。随着上箱体的继续下降，活塞杆33通过压力杆35将中模板34内的阴模36压下。这显然是上冲头28和阴模没有相对运动而等速同步下降。又因下冲头37是固定在模架基板上的，所以实际上是下冲头37与阴模36产生相对运动，对粉末进行底部压制。随着阴模(中模板)的继续下降，当固定在下模板17下的主轴38上的挡块39落到复位气(油)缸上面的旋转头40时，阴模不能再下降而停止(旋转头凹槽按程序转了30°，凹槽和挡块已相互错开，图示是复位状态)。上冲头继续下压一个深度T完成二次顶压。在阴模不动的情况下，上冲头下压就必须令活塞杆33退回。它的退回就使油缸32的液油通过溢流阀流回油池。

压制完成后，旋转头40由气缸推动复位，使旋转的凹槽对准挡块39。脱模凸轮41通过杠杆42和43迫使挡块39往下拉，使阴模中的制品脱出模孔。凸轮44为保险凸轮，若推动旋转头的气缸失灵，凸轮44将强制旋转头复位。前所述可调整的定位机构是这样的，旋转头的下端为螺纹，它旋入在齿轮45上，通过蝸杆46可令齿轮45旋转，它的旋转使旋转头40升降而改变了定位位置。

所述的二次脱模机构及工作原理：如前所述，对于薄壁制品需要二次脱模，该机构的构造及工作原理描述如下：固定在模架下模板17上的震动气缸18(震动和二次脱模共用一个缸)，其活塞轴上端固定模具的中心杆16，当压制程序进行到脱模时，首先让气缸18上下两腔都排气，使活塞轴(中心杆16)处在自由浮动状态，再由脱模凸轮41、杠杆42和43压迫挡块39进行脱模。由于中心杆和制品存在一定摩擦抱紧力，且又处自由浮动状态，故制品不会离开中心杆。待制品完全脱出模孔后，由旋转编码器、PLC发出指令，让气缸18上腔进气，中心杆16拉下，使制品与中心杆完全分离而达到二次脱模目的。

本实用新型有三种不同的基本成型功能，一种智能成型功能，以及特殊填料及二次脱模功能，描述如下：

三种不同的基本成型功能

1、二次顶压式功能(即三次加压式)

当阴模孔填满粉末到H高度后停着不动，上冲头下压并插入模孔一个深度H1。H1除对模孔起着封闭作用外，还对粉末进行第一次顶压。该步完成后，紧接着上冲头连同阴模一起等速同步下降H2，因为下冲头是固定不动的，所以H2实质上是对粉末进行从下往上底压，传统称作压制行程。完成该步后，阴模停着不动(定位)，上冲头继续下压一个深度T，它就是上冲头对制品进行第二次顶压(即三次加压)，使制品上部密度加大。只要适当调整H1、H2和T三个参数，就可使制品密度分布均匀，使其中性层按要求处在最佳位置上。这种成形方式多用在技术要求较高的数控刀片及相关制品上。压制终结后，上冲头以可调的较小的气动压力紧压在制品上，在制品脱出模孔某一位置上迅速脱离制品，它的作用是防止由于制品在脱模时急剧膨胀产生裂纹。这就是所谓的气动预载脱模。

2、双向分步式功能(即二次加压)

当模孔填满粉末到H高度后不动，上冲头下压进入模孔一个深度H1，这个H1除起着封闭模孔外，还对制品进行第一次顶压，使制品顶部加密。紧接着，上冲头连同阴模一起等速同步下降，降到H2后停止不动而完成压制动作。如前所述，H2是对制品进行底部压制，它比二次顶压式少了一步二次顶压，一般用在直孔制品及磁性材料零件等成型工艺上。气动预载脱模同上。

3、单向盖压式(即一次加压)

当阴模孔填满粉末到H高度后不动，上冲头下压盖着模孔，将阴模压下，它就是下冲头对粉末从下向上进行压制。这种成型方式虽然简单，但也有它的优势。只要制品厚度较小而形状又较简单，粉末在模孔的流动成型相对容易。它不用制造上冲头，模具费用较低。只要在粉末、模具和制品形状匹配适当，也能压制出良好的制品，这一压制方式至今还在大量使用，它现存的模具数量也很可观，故本机还保留着这一功能，以利老企业的老模具得到充分利用。气动预载脱模同上。

特殊填料和二次脱模功能

送料盒到达模孔上方作前后抖动，把粉末抖松。在此同时，模具的中心杆作上下数次震动，让粉末充分填满模孔。这对于流动不佳而模孔和中心杆之间的间隙又小的薄壁零件(如由釹铁硼压制成形的微型电机零件等)十分重要，否则难以保证零件的重量重复精度。在常规的脱模动作中，一般均为阴模和中心杆一同往下拉，将制品脱出模孔。而薄壁零件若按上述方法，则很容易使制品碎裂。二次脱模是先将阴模下拉，中心杆保持在制品孔内不动，在阴模下拉制品脱出模孔后，中心杆再向下拉下，使制品完全脱离中心杆。

Claims (3)

1、机械式全自动干粉压力机，包括减速机(48)，下机身(49)，中立柱(50)，上箱体(51)，高精度模架(52)，其特征在于：压力机分为主传动部分、送料部分、中心杆震动部分、二次顶压部分，且所述的主传动部分位于下机身的右侧面，包括电动机、离合器和减速机组成一体的动力部分，并在减速机(48)的输出轴上有一对小齿轮(1)分别与左右对称的一对大齿轮(2)相啮合，大齿轮(2)的端面上固定有偏心轮(3)，偏心轮(3)上安装有连杆(4)；所述的送料部分为凸轮连杆间隙式连续送料机构，在下机身的左侧的主轴(7)的端部固定有送料凸轮(8)，凸轮(8)上面杠杆(9)的中部设有滚轮(10)，杠杆(9)的端头连有直角杠杆付(12)，直角杠杆付(12)又与直角状送料杆(13)相连；所述的中心杆震动部分为中心杆震动装置，中心杆震动装置安装在中立柱(50)位置，中心杆(16)固定在下模板(17)上的震动气缸(18)的活塞轴上；所述的二次顶压部分为两部分，分别置于主机下机身(49)和上箱体(51)中，为可调式定位、断续供气外加液压平衡结构。

2、如权利要求1所述的机械式全自动干粉压力机，其特征在于：所述的直角杠杆付(12)下端连接有气缸(11)，在直角状送料杆(13)下也连接有压紧气缸(15)。

3、如权利要求1所述的机械式全自动干粉压力机，其特征在于：所述的二次顶压结构是：在上箱体的正中部设有一空心主螺杆(21)，其空心孔内置有传递压力的光杆(22)，其上端直接与传感器(23)作预紧相联；空心主螺杆的下端套入带内螺纹的齿轮(24)；转动蝸杆(25)，空心螺杆则会升降。通过气动预载的活塞轴(26)、上模板(27)，也会使上冲头(28)随主螺杆升降。它们的作用是调整制品的压制厚度。在空心主螺杆的上部又套入一个带内螺纹的齿轮(29)，齿轮(29)的底面与横梁(30)作活络联接，横梁两端各装有相同的油缸(32)，其活塞杆(33)向下伸出上箱体下端面。

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