CN212029123U - 一种smc成形溶液式模壁润滑系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种SMC成形溶液式模壁润滑系统，属于SMC成形领域，所述模壁润滑系统包括通过管路依次连接的气源、润滑剂溶液存储罐、水阀和雾化喷头，雾化喷头上设置有用于持取该雾化喷头移动的机械臂；雾化喷头包括方向朝下的一次雾化喷嘴和罩设在一次雾化喷嘴上的二次雾化套筒，二次雾化套筒内在筒底和一次雾化喷嘴之间设置有竖向的固定轴，固定轴上设置有用于使润滑剂溶液二次雾化的叶轮，二次雾化套筒的筒壁上均匀设置有若干喷孔。本实用新型能够保证润滑剂溶液均匀的雾化，提高了模腔上润滑剂的喷涂均匀性，降低了SMC零件的脱模力；并且能够实现模壁润滑的自动化，实现高密度的SMC零件/元器件的自动化生产。

Description

一种SMC成形溶液式模壁润滑系统

技术领域

本实用新型涉及SMC成形领域，特别是指一种SMC成形溶液式模壁润滑系统。

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。SMC(Soft Magnetic Composite，软磁复合材料)是由软磁性铁氧体和高聚物基体复合而成的具有软磁性功能的复合材料。SMC零件的成形同样是采用粉末冶金的方式，常规的压制方式通常采用内润滑的方式来保证SMC零件在成形过程中顺利脱模，但是采用内润滑的方式通常会在SMC零件中引入润滑剂杂质，生坯强度会降低，通过退火后，SMC零件中的润滑剂挥发后会在润滑剂原有位置留下孔隙，进而降低了SMC零件的强度和密度。

为了提高SMC零件的强度和密度，通常会采用模壁润滑的方式，即在模腔上涂抹一定的润滑剂，但是目前模壁润滑方式只有人工涂抹的方式，该种方式一方面增加了材料制备的成本，降低了生产效率，另一方面由于人工操作从而导致每次模具在模壁润滑的过程中润滑剂涂抹的量不一致，最终导致零件的差异性较大。为了能够实现模具自动润滑，对于润滑剂粉末，现有技术存在采用静电吸附原理将润滑剂粉末吸附在模腔表面的方式，然而对于润滑剂溶液(如硬脂酸盐与酒精的混合溶液(硬脂酸锌+酒精或硬脂酸锂+酒精))，现有技术缺少实现模具自动润滑的有效方式。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够实现模具自动润滑，喷涂均匀性好的SMC成形溶液式模壁润滑系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一种SMC成形溶液式模壁润滑系统，包括通过管路依次连接的气源、润滑剂溶液存储罐、水阀和雾化喷头，其中：

所述雾化喷头上设置有用于持取该雾化喷头移动的机械臂；

所述雾化喷头包括方向朝下的一次雾化喷嘴和罩设在所述一次雾化喷嘴上的二次雾化套筒，所述二次雾化套筒内在筒底和一次雾化喷嘴之间设置有竖向的固定轴，所述固定轴上设置有用于使润滑剂溶液二次雾化的叶轮，所述二次雾化套筒的筒壁上均匀设置有若干喷孔。

进一步的，所述一次雾化喷嘴包括管体，所述管体的上端设有连接口，下端设有锥形盖，所述锥形盖上设有若干喷孔。

进一步的，所述锥形盖上的喷孔垂直设置在锥形盖的盖面上。

进一步的，所述锥形盖的盖面与竖向之间的夹角为40-60度。

进一步的，所述锥形盖螺纹连接在所述管体上，所述二次雾化套筒螺纹连接在所述锥形盖上。

进一步的，所述固定轴上在每个叶轮的上方套设有保护圈。

进一步的，所述二次雾化套筒上最上沿的喷孔与最下沿的喷孔之间的距离为模具模腔的深度的2/3-4/5，所述二次雾化套筒的外径为模具模腔的内径的1/3-1/2。

进一步的，所述机械臂包括旋转气缸和伸缩气缸，其中：

所述旋转气缸的下端固定在工作平台上，所述旋转气缸的上端经第一连接梁连接所述伸缩气缸的上端，所述伸缩气缸的下端经第二连接梁连接所述雾化喷头的上部。

进一步的，所述气源和旋转气缸之间设置有第一气阀，所述气源和伸缩气缸之间设置有第二气阀。

进一步的，所述SMC成形溶液式模壁润滑系统还包括控制柜，所述控制柜的输入端连接SMC成形压机，输出端连接所述第一气阀、第二气阀和水阀。

本实用新型具有以下有益效果：

上述方案中，通过特定结构的雾化喷头实现了润滑剂溶液的二次雾化，能够保证润滑剂溶液均匀的雾化，提高了模腔上润滑剂的喷涂均匀性，降低了SMC零件的脱模力；并且通过机械臂，能够实现模壁润滑的自动化，实现高密度的SMC零件/元器件的自动化生产。本实用新型能够实现模具自动润滑，喷涂均匀性好。

附图说明

图1为本实用新型SMC成形溶液式模壁润滑系统的结构示意图；

图2为图1所示SMC成形溶液式模壁润滑系统的使用状态图；

图3为图1中雾化喷头的结构示意图；

图4为图1所示SMC成形溶液式模壁润滑系统的工作原理图。

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。

本实用新型提供一种SMC成形溶液式模壁润滑系统，如图1-4所示，包括通过管路依次连接的气源1(存储有高压气体)、润滑剂溶液存储罐2、水阀3和雾化喷头4，其中：

雾化喷头4上设置有用于持取该雾化喷头4移动的机械臂5；

雾化喷头4包括方向朝下的一次雾化喷嘴41和罩设在一次雾化喷嘴41上的二次雾化套筒42，二次雾化套筒42内在筒底和一次雾化喷嘴41之间设置有竖向的固定轴43，固定轴43上设置有用于使润滑剂溶液二次雾化的叶轮44(具体形状可灵活设计，例如可参考风扇扇叶的形状)，叶轮44可转动的安装在固定轴43上，叶轮44优选为多个，二次雾化套筒42的筒壁上均匀设置有若干喷孔45。

当需要在模具7的模腔上喷涂润滑剂时，机械臂5持取雾化喷头4至模腔内，然后将水阀3打开，气源1内的高压气体推动润滑剂溶液存储罐2内润滑剂溶液经水阀3流至雾化喷头4喷出，润滑剂溶液首先在一次雾化喷嘴41的作用下完成第一次雾化，之后润滑剂溶液雾化气进入二次雾化套筒42内并推动固定轴43上的叶轮44转动，叶轮44高速转动在离心力作用下将润滑剂溶液二次雾化并沿叶轮44甩出使之从喷孔45喷出。图2中，标号8为模具放置平台。

本实用新型的SMC成形溶液式模壁润滑系统，通过特定结构的雾化喷头实现了润滑剂溶液的二次雾化，能够保证润滑剂溶液均匀的雾化，提高了模腔上润滑剂的喷涂均匀性，降低了SMC零件的脱模力；并且通过机械臂，能够实现模壁润滑的自动化，实现高密度的SMC零件/元器件的自动化生产。本实用新型能够实现模具自动润滑，喷涂均匀性好，不仅能够应用在SMC模壁润滑成形领域，同样也能够应用在粉末冶金结构件成形等领域。

如图3所示，一次雾化喷嘴41可以采用本领域常规结构形式，即：可以包括管体411，管体411的上端设有连接口C，下端设有锥形盖412，锥形盖412上设有若干喷孔413。为提高二次雾化及喷出效果，喷孔413优选垂直设置在锥形盖412的盖面上，这样能避免一次雾化气直吹叶轮44而降低叶轮44使用寿命和影响二次雾化效果。锥形盖412的盖面与竖向之间的夹角α优选为40-60度，此时二次雾化效果最佳。

为方便拆装，如图3所示，锥形盖412可以螺纹连接在管体411上，二次雾化套筒42可以螺纹连接在锥形盖412上。固定轴43上在每个叶轮44的上方可以套设有保护圈46，以保护叶轮44的转轴处，避免润滑剂堵塞而影响转动。

如图2-3所示，在应用时通常使用一个雾化喷头4对模具模腔进行一次喷涂即可完成作业，为提高喷涂的完整性和均匀性，雾化喷头4的尺寸优选设计为：二次雾化套筒42上最上沿的喷孔与最下沿的喷孔之间的距离H为模具模腔的深度的2/3-4/5，二次雾化套筒42的外径R为模具模腔的内径的1/3-1/2，这样使用时将雾化喷头4移至模腔正中央，使二次雾化套筒42上最上沿的喷孔与模腔上沿齐平(如图2所示)，之后进行一次喷涂即可完成作业。

本实用新型中，机械臂可以采用本领域常规技术进行设计，为方便实现、降低成本，机械臂可采用以下结构形式：

机械臂5包括旋转气缸51和伸缩气缸52，旋转气缸51的下端固定在工作平台6上，旋转气缸51的上端经第一连接梁53连接伸缩气缸52的上端，伸缩气缸52的下端经第二连接梁54连接雾化喷头4的上部。

如图4所示，为方便对气缸进行供气控制，气源1和旋转气缸51之间可以设置有第一气阀55，气源1和伸缩气缸52之间可以设置有第二气阀56。图2中A、B为气缸上用于连接气源的接口，其中第一气阀55连接A口，第二气阀56连接B口，水阀3连接在C位置。

为方便进行集中控制，SMC成形溶液式模壁润滑系统还可以包括控制柜58，控制柜58的输入端连接用于SMC成形的压机57，以获取压机57的状态信号，控制柜58的输出端连接第一气阀55、第二气阀56和水阀3，从而通过控制柜58可以对各阀门进行灵活控制。

图1-4所示实施例的SMC成形溶液式模壁润滑系统的工作过程可以参考如下：

1、当SMC成形压机处于装粉位置时给控制柜发信号，控制柜控制第一气阀开启，气源内的气体通过第一气阀进入到旋转气缸中，旋转气缸开始90°旋转并通过第一连接梁带动伸缩气缸旋转90°，与此同时，雾化喷头在第二连接梁的带动下到达模腔的正上方；

2、此时控制柜控制第一气阀截止，第二气阀开启，气源内的气体通过第二气阀进入伸缩气缸中，伸缩气缸的活塞下移，将雾化喷头伸入模具的模腔内部(图2所示位置)；

3、此时控制柜控制第二气阀截止，水阀开启，在气源内高压气体的作用下，润滑剂液体从雾化喷头连接口的C位置进入到一次雾化喷嘴中，在一次雾化喷嘴中完成润滑剂液体的一次雾化，一次雾化好的润滑剂进入到二次雾化套筒内，叶轮在高压的一次雾化润滑剂的作用下高速旋转，将一次雾化的润滑剂进行二次雾化，二次雾化的润滑剂在叶轮的离心力下，从二次雾化套筒上面的孔中喷出，吸附在模具的模腔表面，从而完成润滑剂的喷涂；

4、此时控制柜控制水阀截止，第二气阀换向，活塞收回，雾化喷头从模腔中收回，控制柜控制第二气阀截止，第一气阀换向，旋转气缸反方向旋转，待所有装置归位后，压机开始装粉进行压制，上述一系列动作完成一次模壁润滑及压制的过程，当压机退料后再到达装粉位置时重复上述动作即可。上述一个周期的整体动作完成大约需要30秒的时间。

下面结合试验对本实用新型的效果进行说明。

试验1为生产效率对比。将图1-4所示的本实用新型的SMC成形溶液式模壁润滑系统与人工手动模壁润滑生产效率进行对比，本实用新型平均一分钟能生产2个零件，而采用人工模壁润滑一分钟只生产1个零件，生产效率提高100％。

试验2为生产成本对比，本实用新型只需要前期的设计成本及后续的少量维护，而采用人工模壁润滑需要每月支付人工工资，因此本实用新型降低了大量的人工成本。

试验3为模壁润滑性能对比，本实用新型与人工模壁润滑后的模壁上润滑剂的均匀性对比发现，本实用新型喷涂非常均匀，零件的均一性优于人工模壁润滑，成形的产品一致性较好。具体见下表1。

表1：

试验4为对比800MPa下，人工模壁润滑与采用本实用新型成形的SMC零件的性能对比，具体见下表2。

表2：

由上述试验可知，本实用新型的模壁润滑系统通过特定结构的雾化喷头实现了润滑剂溶液的二次雾化，能够保证润滑剂溶液均匀的雾化，提高了模腔上润滑剂的喷涂均匀性，相对于现有人工模壁润滑方式，能够提高生产效率，降低生产成本，也能显著降低SMC零件的脱模力，改善了SMC零件的强度和密度。

以上所述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所述原理的前提下，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SMC成形溶液式模壁润滑系统，其特征在于，包括通过管路依次连接的气源、润滑剂溶液存储罐、水阀和雾化喷头，其中：

所述雾化喷头上设置有用于持取该雾化喷头移动的机械臂；

所述雾化喷头包括方向朝下的一次雾化喷嘴和罩设在所述一次雾化喷嘴上的二次雾化套筒，所述二次雾化套筒内在筒底和一次雾化喷嘴之间设置有竖向的固定轴，所述固定轴上设置有用于使润滑剂溶液二次雾化的叶轮，所述二次雾化套筒的筒壁上均匀设置有若干喷孔。

2.根据权利要求1所述的SMC成形溶液式模壁润滑系统，其特征在于，所述一次雾化喷嘴包括管体，所述管体的上端设有连接口，下端设有锥形盖，所述锥形盖上设有若干喷孔。

3.根据权利要求2所述的SMC成形溶液式模壁润滑系统，其特征在于，所述锥形盖上的喷孔垂直设置在锥形盖的盖面上。

4.根据权利要求2所述的SMC成形溶液式模壁润滑系统，其特征在于，所述锥形盖的盖面与竖向之间的夹角为40-60度。

5.根据权利要求2所述的SMC成形溶液式模壁润滑系统，其特征在于，所述锥形盖螺纹连接在所述管体上，所述二次雾化套筒螺纹连接在所述锥形盖上。

6.根据权利要求1所述的SMC成形溶液式模壁润滑系统，其特征在于，所述固定轴上在每个叶轮的上方套设有保护圈。

7.根据权利要求1所述的SMC成形溶液式模壁润滑系统，其特征在于，所述二次雾化套筒上最上沿的喷孔与最下沿的喷孔之间的距离为模具模腔的深度的2/3-4/5，所述二次雾化套筒的外径为模具模腔的内径的1/3-1/2。

8.根据权利要求1-7中任一所述的SMC成形溶液式模壁润滑系统，其特征在于，所述机械臂包括旋转气缸和伸缩气缸，其中：

所述旋转气缸的下端固定在工作平台上，所述旋转气缸的上端经第一连接梁连接所述伸缩气缸的上端，所述伸缩气缸的下端经第二连接梁连接所述雾化喷头的上部。

9.根据权利要求8所述的SMC成形溶液式模壁润滑系统，其特征在于，所述气源和旋转气缸之间设置有第一气阀，所述气源和伸缩气缸之间设置有第二气阀。

10.根据权利要求9所述的SMC成形溶液式模壁润滑系统，其特征在于，所述SMC成形溶液式模壁润滑系统还包括控制柜，所述控制柜的输入端连接SMC成形压机，输出端连接所述第一气阀、第二气阀和水阀。

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