CN209363615U - 一种保证smc成形均匀的模具装置及压制成形机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种保证SMC成形均匀的模具装置及压制成形机，属于SMC成形领域，所述模具装置用于成形带有台阶的SMC产品，包括模具上冲、模具下冲和设置于所述模具上冲和模具下冲之间的模腔，所述模腔的内壁上设置有若干通长的逃粉通道，所述逃粉通道位于模腔内壁的一端的下沿高度H的取值范围为：(h*粉料压缩比‑h)≤H<H0，其中，H0为所述模腔上表面距离模具下冲的高度，h为SMC产品成形后外围台阶处的高度。本实用新型既能保证产品的密度均匀性，又能简化模具结构。

Description

一种保证SMC成形均匀的模具装置及压制成形机

技术领域

本实用新型涉及SMC成形领域，特别是指一种保证SMC成形均匀的模具装置及具有该装置的压制成形机。

背景技术

粉末冶金技术是一种通过混料、压制和烧结成形的零件加工工艺，它可以实现零件的近净成形，能够减少后续加工工序，降低生产成本，是一种绿色制造技术，因而粉末冶金技术广泛的应用于结构件、功能元件的制造中。粉末冶金技术最大的优势就是近净成形，在产品从制造到交付使用过程中能够最大限度的减少后续的加工工序。

SMC(Soft Magnetic Composite，软磁复合材料)的成形同样是采用粉末冶金的方式，但是由于SMC在退火时要求退火温度较低(350-600℃左右)，若想获得带有台阶且密度均匀的SMC成形零件，压制成形是解决该材料上述问题的关键工艺过程。

现有技术中，常规成形带有台阶的SMC零件可以采用上一下一的模具，如图1所示，粉料在装入模腔时，各处粉料的高度是一致的，但是由于零件外侧向外突出，当模具上冲下行一定的距离后，零件外侧部分的压缩行程为H1，零件台阶处的行程为H2，H1＞H2，在添加相同高度的粉料时，零件外侧的密度会大于内侧凸台的密度。若要保证SMC的台阶处的密度与其他位置的密度均一，通常情况下会采用上一下二或上二下二的模具结构，并且模具下冲或上下冲需采用分体结构，这种设计会使得成本增加，而且制作难度大，容易损坏模具。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种既能保证产品的密度均匀性，又能简化模具结构的保证SMC成形均匀的模具装置及压制成形机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一方面，本实用新型提供一种保证SMC成形均匀的模具装置，用于成形带有台阶的SMC产品，所述模具装置包括模具上冲、模具下冲和设置于所述模具上冲和模具下冲之间的模腔，所述模腔的内壁上设置有若干通长的逃粉通道，所述逃粉通道位于模腔的内壁的一端的下沿高度H的取值范围为：

(h*粉料压缩比-h)≤H<H0，

其中，H0为所述模腔上表面距离模具下冲的高度，h为SMC产品成形后外围台阶处的高度。

进一步的，所述H的取值范围为：(h*粉料压缩比-h)≤H≤(H0-h)。

进一步的，所述逃粉通道倾斜设置，所述逃粉通道位于所述模腔内壁的一端的高度低于位于所述模腔外壁的一端的高度。

进一步的，所述逃粉通道的数量为4～12个，并沿所述模腔的外周均匀分布。

进一步的，所述逃粉通道的倾斜度为5～30°，和/或，所述粉料压缩比为2.0～2.5。

进一步的，所模腔的内壁上位于所述逃粉通道的上方设置有与所述逃粉通道连通的逃粉导向槽。

进一步的，所述逃粉导向槽的横截面形状为三角形。

进一步的，所述模腔外部设置有与所述逃粉通道连通的集粉箱。

进一步的，所述集粉箱包括与所述逃粉通道连通的内箱和包覆所述内箱的外箱，所述内箱的上部设置有第一通风孔，所述外箱的侧面设置有第二通风孔，所述内箱和外箱之间填充有隔音防尘材料。

另一方面，本实用新型还提供一种压制成形机，包括上一下一模架结构，还包括上述任一所述的保证SMC成形均匀的模具装置。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的保证SMC成形均匀的模具装置在模腔的内壁上设置若干通长的逃粉通道，逃粉通道通过设置在模腔的内部，既可以保证粉料在压制过程中能够从逃粉通道逃出，又能够保证粉料逃出的位置，在使用上一下一模架结构的基础上能够更大限度的保证SMC产品各处密度的均匀性，简化了模具的结构，降低了制作成本。

此外，本实用新型通过将逃粉通道位于模腔的内壁的一端的下沿高度范围限制在(h*粉料压缩比-h)～H0之间，其中，H0为模腔上表面距离模具下冲的高度，h为SMC产品成形后外围台阶处的高度，模具上冲下压至逃粉通道时，SMC产品台阶处的粉料能够精确地从逃粉通道逃出，进一步保证了SMC产品密度的均匀性。

附图说明

图1为现有技术中上一下一形式的模具结构示意图；

图2为本实用新型的保证SMC成形均匀的模具装置的结构示意图；

图3为图2中A部的局部放大示意图；

图4为本实用新型的保证SMC成形均匀的模具装置压制前粉料在模腔内的结构示意图；

图5为本实用新型的保证SMC成形均匀的模具装置在粉料压实阶段模具上冲与逃粉通道之间的位置关系的结构示意图；

图6为采用本实用新型的保证SMC成形均匀的模具装置压制完毕后的SMC产品结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本实用新型提供一种保证SMC成形均匀的模具装置，如图2-6所示，用于成形带有台阶的SMC产品3，该模具装置包括模具上冲1、模具下冲4和设置于模具上冲1和模具下冲4之间的模腔2，其中：

模腔2的内壁上设置有若干通长的逃粉通道2-1，逃粉通道2-1位于模腔2的内壁的一端的下沿高度H(下沿距模具下冲上表面的高度)的取值范围为：

(h*粉料压缩比-h)≤H<H0，

其中，H0为所述模腔上表面距离模具下冲(上表面)的高度，h为SMC产品成形后外围台阶处的高度。

在使用本实用新型的模具装置进行压制SMC产品3时，压制过程分为两个阶段，第一阶段为逃粉阶段，由于粉料具有一定的压缩比，所以模具上冲1在该阶段下压时粉料开始压缩，模具上冲1位于逃粉通道2-1的上方，如图2所示，粉料通过逃粉通道2-1开始向外逃粉。第二阶段为粉料压实阶段，模具上冲1在该阶段继续下移时，模具上冲1越过逃粉通道2-1的位置，如图5所示，此时逃粉已经完成，模具上冲1开始对粉料进行压实，进而形成SMC成形产品。

本实用新型的保证SMC成形均匀的模具装置在模腔2的内壁上设置若干通长的逃粉通道2-1，逃粉通道2-1通过设置在模腔2的内部，既可以保证粉料在压制过程中能够从逃粉通道2-1逃出，又能够保证粉料逃出的位置，在使用上一下一模架结构的基础上能够更大限度的保证SMC产品3各处密度的均匀性，简化了模具的结构，降低了制作成本。

此外，本实用新型通过将逃粉通道2-1位于模腔2的内壁的一端的下沿距离模腔上表面的高度限制在(h*粉料压缩比-h)～H0之间，其中，H0为模腔2上表面距离模具下冲4的高度，h为SMC产品3成形后外围台阶处的高度，模具上冲1下压至逃粉通道2-1时，SMC产品3台阶处的粉料能够精确地从逃粉通道2-1逃出，进一步保证了SMC产品3密度的均匀性。

SMC产品3密度的均匀性可以通过测量得出，测量方式为：在SMC成形产品的台阶处位置切割，分别测台阶处位置的密度和其余位置的密度。通过对采用本实用新型的模具装置压制的SMC产品3与上一下二模具的装置压制的SMC产品3密度的均匀性对比，使用本实用新型的模具装置压制的SMC产品3的密度均匀性达到了99.3％，而采用上一下二的模具压制的产品的均匀性只有95.2％。由此可知，采用本实用新型的模具装置压制的SMC产品3密度的均匀性优于上一下二的模具压制的SMC产品3密度的均匀性，并且本实用新型的模具与上一下二的模具相比，制作成本降低了近20％左右，具有很好的降低成本的作用。

进一步的，逃粉通道2-1位于模腔2内壁的一端的下沿高度H的取值范围优选为：(h*粉料压缩比-h)≤H≤(H0-h)，以进一步提高粉料逃粉位置的精准度，提高SMC产品3的密度均匀性。

由于压制SMC成形产品所使用的粉料的压缩比是一定的，一般为2.0～2.5，若SMC产品3成形后的整体高度H3为5mm，外围台阶处的高度h为3mm，当选用的粉料压缩比为2.5时，向模腔2内加入粉料的原始高度即模腔2上表面距离模具下冲4的高度H0可以选择为12.5mm，则逃粉通道2-1位于模腔2的内壁的一端的下沿高度H取值范围可以为4.5～12.5mm(不取上限端点值)，优选4.5～9.5mm；若SMC产品3成形后的整体高度H3为3mm，外围台阶处的高度h为1mm，当粉料压缩比为2时，向模腔2内加入的粉料的原始高度即模腔2上表面距离模具下冲4的高度H0可以选择为6mm，则逃粉通道2-1位于模腔2的内壁的一端的下沿高度H取值范围可以为1～6mm(不取上限端点值)，优选1～5mm。

由于模具上冲向下压制粉料时，其压制速度非常快，为了使粉料更加容易地逃向逃粉通道2-1，逃粉通道2-1优选倾斜设置在模腔2的内壁上，并且在压制完成后便于逃粉通道2-1内的粉料流入模腔2内部再利用，逃粉通道2-1位于模腔2内壁的一端的高度优选低于位于模腔2外壁的一端的高度。逃粉通道2-1的倾斜度可以限制为5～30°，进一步可以为10～20°。

逃粉通道2-1的直径和数量可以根据需逃粉量、压机速度等因素进行灵活设计，以确保模具压制过程中逃粉量的精确性，优选的，逃粉通道2-1的数量可以为4～12个，并沿模腔2的外周均匀分布。

优选的，如图3所示，所模腔2的内壁上位于逃粉通道2-1的上方还可以设置有与逃粉通道2-1连通的逃粉导向槽6，逃粉导向槽6更有利于粉料逃粉时进入逃粉通道2-1。

其中，逃粉导向槽6的横截面形状可以加工为三角形，当然也可以为其他形状如椭圆形、矩形等。

作为本实用新型的一种改进，模腔2外部优选设置有与逃粉通道2-1连通的集粉箱5。集粉箱5用于收集SMC产品3压制过程中从逃粉通道2-1流出模腔2外部的粉料，可以防止粉料浪费和污染环境。

由于，SMC产品3压制过程中，逃粉速度很快，集粉箱5优选包括与逃粉通道2-1连通的内箱5-2和包覆内箱5-2的外箱5-1，内箱5-2的上部设置有第一通风孔5-2-1，外箱5-1的侧面设置有第二通风孔5-1-1。内箱5-2和外箱5-1之间可以填充能够隔音和防尘的材料，第一通风孔5-2-1和第二通风孔5-1-1的设置可以连通外部环境降压，并且第一通风孔5-2-1和第二通风孔5-1-1的位置不同，可避免粉尘冒出。

另一方面，本实用新型还提供一种压制成形机，包括上一下一模架结构，还包括上述任一所述的保证SMC成形均匀的模具装置。

本实用新型的压制成形机在模具装置的模腔2内壁上设置若干通长的逃粉通道2-1，逃粉通道2-1通过设置在模腔2的内部，既可以保证粉料在压制过程中能够从逃粉通道2-1逃出，又能够保证粉料逃出的位置，在使用上一下一模架结构的基础上能够更大限度的保证SMC产品3各处密度的均匀性，简化了模具的结构，降低了制作成本。

以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种保证SMC成形均匀的模具装置，用于成形带有台阶的SMC产品，所述模具装置包括模具上冲、模具下冲和设置于所述模具上冲和模具下冲之间的模腔，其特征在于，所述模腔的内壁上设置有若干通长的逃粉通道，所述逃粉通道位于模腔内壁的一端的下沿高度H的取值范围为：

(h*粉料压缩比-h)≤H<H0，

其中，H0为所述模腔上表面距离模具下冲的高度，h为SMC产品成形后外围台阶处的高度。

2.根据权利要求1所述的保证SMC成形均匀的模具装置，其特征在于，所述H的取值范围为：(h*粉料压缩比-h)≤H≤(H0-h)。

3.根据权利要求1所述的保证SMC成形均匀的模具装置，其特征在于，所述逃粉通道倾斜设置，所述逃粉通道位于所述模腔内壁的一端的高度低于位于所述模腔外壁的一端的高度。

4.根据权利要求3所述的保证SMC成形均匀的模具装置，其特征在于，所述逃粉通道的数量为4～12个，并沿所述模腔的外周均匀分布。

5.根据权利要求3所述的保证SMC成形均匀的模具装置，其特征在于，所述逃粉通道的倾斜度为5～30°，和/或，所述粉料压缩比为2.0～2.5。

6.根据权利要求1至5中任一所述的保证SMC成形均匀的模具装置，其特征在于，所模腔的内壁上位于所述逃粉通道的上方设置有与所述逃粉通道连通的逃粉导向槽。

7.根据权利要求6所述的保证SMC成形均匀的模具装置，其特征在于，所述逃粉导向槽的横截面形状为三角形。

8.根据权利要求6所述的保证SMC成形均匀的模具装置，其特征在于，所述模腔外部设置有与所述逃粉通道连通的集粉箱。

9.根据权利要求8所述的保证SMC成形均匀的模具装置，其特征在于，所述集粉箱包括与所述逃粉通道连通的内箱和包覆所述内箱的外箱，所述内箱的上部设置有第一通风孔，所述外箱的侧面设置有第二通风孔，所述内箱和外箱之间填充有隔音防尘材料。

10.一种压制成形机，包括上一下一模架结构，其特征在于，还包括权利要求1-9中任一所述的保证SMC成形均匀的模具装置。