CN215356179U - 一种粉末冶金摩擦块的压制装置及成型设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种粉末冶金摩擦块的压制装置及包含该压制装置的成型设备，其中，所述粉末冶金摩擦块的压制装置包括架体及安装在架体上的上冲、下冲、主工作台、辅工作台及控制系统，所述控制系统包括PLC控制器，利用PLC控制器控制上冲、下冲及主工作台的运动，实现压制装置的自动投料、自动压制的自动化生产，有效的提高了产品质量的一致性和稳定性，产品的摩擦系数、磨损磨耗等性能指标大幅度的提高。

Description

一种粉末冶金摩擦块的压制装置及成型设备

技术领域

本实用新型涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种粉末冶金摩擦块的压制装置及成型设备。

背景技术

随着我国高速铁路的不断发展，列车的速度越来越快，对制动闸片的制动性能要求也越来越高。现在普遍使用的闸片有粉末冶金材料和合成材料两类，合成材料因其强度低、耐热性差、热衰退严重，不适用于高速列车的制动要求；而粉末冶金摩擦材料由于强度高、导热性能好，摩擦性能稳定等优点，是较为理想的闸片用制动材料。

粉末冶金摩擦块的加工需要先压制成型，即把钢背和摩擦材料压制到一起，并且加工摩擦块的外形形状和尺寸特征，是摩擦块加工的关键工序和特殊过程。传统的加工方式是手工投料、手工控制压制、手工拿取产品，这种加工方式主要存在以下问题：

1)人工投料时原料不易摊平，导致材料在模腔内分布不均匀，使得压制后产品的摩擦材料密度不均匀，影响产品的使用性能；

2)由于主料未摊平，导致后续辅料投放不均匀，而辅料是增强粘接强度的，辅料投放不均匀影响产品的粘接强度，影响产品的安全性，存在安全隐患；

3)人工称料、投料、人工取放钢背、取放产品，操作复杂，效率低，质量一致性较差，生产效率较低，约为20片/小时；

4)同一产品厚度偏差大及同批次压制的产品厚度偏差大，导致产品的初始磨合性能差；

5)操作过程不稳定，废品率高；

6)生产过程人员参与多，人员机械伤害分风险大。

因此，亟需开发一种新型的粉末冶金摩擦块的压制装置以解决目前加工方式中存在的问题。

实用新型内容

针对现有技术中的不足与缺陷，本实用新型提供一种粉末冶金摩擦块的压制装置及成型设备，用于解决传统加工方式中投料不均匀、废品率高及压制效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种粉末冶金摩擦块的压制装置，包括：

多个支撑导柱，所述多个支撑导柱对称分布；

第一固定板，安装在所述多个支撑导柱的顶部，且所述第一固定板上安装有第一油缸；

第二固定板，安装在所述多个支撑导柱的底部，且所述第二固定板上安装有第二油缸，所述第二油缸与所述第一油缸相对安装；

上冲，安装在所述第一油缸的伸缩端，且所述上冲底部的形状对应于钢背的形状；

下冲，安装在所述第二油缸的伸缩端，且所述下冲中设有可移动的内芯，所述内芯的尺寸对应于摩擦块的内孔的尺寸；

主工作台，通过驱动装置可滑动地安装在所述上冲与所述下冲之间的支撑导柱上，且所述主工作台上设有第一通孔；

辅工作台，安装在所述主工作台上，且所述辅工作台对应于所述第一凹模的位置上设有与之相连通的第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔内设置有用于容纳摩擦块原料的凹模；所述辅工作台的两端分别设有投料器及所述投料器的直线驱动；及

控制系统，设置在所述支撑导柱的一侧，所述控制系统包括PLC控制器，所述第一油缸、所述第二油缸、所述主工作台的驱动装置及所述投料器的直线驱动分别与所述PLC控制器电路连接。

于本实用新型的一实施例中，所述第一油缸的伸缩端连接有第一工作台，所述第一工作台的两端可滑动地安装在所述支撑导柱上，所述上冲通过上模垫板固定在所述所述第一工作台的底部，支撑导柱可为所述第一工作台提供支撑力，使上冲运行时保持稳定。

于本实用新型的一实施例中，所述主工作台的驱动装置包括至少两个第三油缸，所述第三油缸对称安装在所述第一固定板上，所述主工作台通过连接柱与所述第三油缸的伸缩端相连。

于本实用新型的一实施例中，所述第二固定板设有对称分布在所述下冲两侧的内芯油缸，所述内芯油缸与所述PLC控制器电路连接，所述内芯通过横向贯穿所述下冲的内芯固定板安装在所述下冲内部，所述内芯固定板的两端分别与所述下冲两侧的内芯油缸的伸缩端相连，所述内芯通过所述内芯油缸的伸缩可在所述下冲内自由移动。

于本实用新型的一实施例中，所述投料器的底部设有漏料口，所述漏料口与所述辅工作台紧密贴合。

进一步地，所述漏料口形状对应于所述凹模的模腔口的形状。

更进一步地，所述投料器的所述投料器的漏料口上设有硬质聚氨酯刮板，所述硬质聚氨酯刮板与所述辅工作台紧密贴合。

于本实用新型的一实施例中，所述所述投料器的直线驱动为气缸，所述气缸与所述PLC控制器电路连接，所述气缸的伸缩端与所述投料器相连。

本实用新型的第二个方面是提供一种包含上述粉末冶金摩擦块的压制装置的成型设备。

如上所述，本实用新型公开一种粉末冶金摩擦块的压制装置及成型设备，所述压制装置通过PLC控制器控制上冲、下冲、主工作台、内芯的运动，完成粉末冶金摩擦块的自动化压制工作，方便、快捷，提高工作效率，降低废品率。所述压制装置的上冲、下冲及凹模组成压制成型的腔体，粉末冶金的原料通过投料器在直线驱动的带动下进入凹模内，原料可由投料器分批次运输，同时，投料器每投料一次，下冲就下行一次，保证原料在模腔内得到很好的摊平，防止材料堆积，布料不均匀；下冲中间的内芯可通过内芯油缸控制内芯的高度，使内芯平面始终与钢背的下平面贴合，形成摩擦块中间的内孔，内孔完整，孔内无溢料。

采用本实用新型的压制装置压制摩擦块具有以下有益效果：

1)投料时采用分级、分层容积法投料和摊平，材料的均匀性好，压制后产品摩擦材料密度均匀，保证了产品的使用性能稳定性；

2)主料、辅料自动依次投放到模腔里，主料摊平效果好，能够保证之后辅料投放后的均匀性，保证产品的粘接强度，使产品的安全性得到保障，消除了安全隐患；

3)同片产品的压制厚度及同批次产品的压制厚度偏差小，一致性好，能够控制到厚度在±0.05MM范围内，使得产品的初始磨合性能提高；

4)压制装置采用PLC控制器控制各部件运动从而实现自动投料、自动压制，操作简单，动作连贯流畅，大幅度提高效率，质量一致性好；生产效率120片/小时，提高效率6倍；

5)自动循环压制过程稳定，废品率低；

6)生产过程中人员参与少，减少了人员机械伤害风险。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1显示为粉末冶金摩擦块的俯视结构示意图。

图2显示为粉末冶金摩擦块的侧视结构示意图。

图3显示为本实用新型的粉末冶金摩擦块的压制装置的主视结构示意图。

附图标记

100 摩擦块

1001 摩擦材料

1002 钢背

1003 内孔

1 支撑导柱

2 第一固定板

3 第二固定板

4 上冲

5 下冲

501 内芯

502 内芯固定板

503 内芯油缸

6 主工作台

601 凹模

7 辅工作台

8 投料器

9 直线驱动

10 第一油缸

11 第一工作台

12 上模垫板

13 第二油缸

14 第三油缸

15 连接柱

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

请参阅图1和图2，粉末冶金摩擦块100包括摩擦材料1001及与摩擦材料压制在一起的钢背1002，其中，摩擦材料1001的中心设有内孔1003。

请参阅图3，本实用新型提供一种粉末冶金摩擦块的压制装置，包括架体及安装在架体上的上冲4、下冲5主工作台6、辅工作台7及控制系统，其中，所述架体包括多个对称分布的支撑导柱1、第一固定板2、第二固定板3，例如所述架体包括四个支撑导柱1，四个支撑导柱1对称分布，第一固定板2安装在支撑导柱1的顶部，第二固定板3安装在支撑导柱1的底部，为了使压制装置更加稳定，第二固定板3的底部安装有设备底座。

请参阅图3，第一固定板2上安装有上冲4的驱动装置第一油缸10，第二固定板3上安装有下冲5的驱动装置第二油缸13，第一油缸10与第二油缸13相对安装，上冲4安装在第一油缸10的伸缩端，且上冲4底部的形状对应于钢背1002的形状，下冲5安装在第二油缸11的伸缩端，且下冲5的中间设有可移动的内芯501，内芯501的尺寸对应于摩擦块的内孔1003的尺寸。主工作台6通过驱动装置可滑动地安装在支撑导柱1上，主工作台6位于上冲4与下冲5之间，主工作台6上设有上下贯通的第一通孔，辅工作台7固定安装在主工作台6上，且辅工作台7对应第一通孔的位置上开设有与之相连通的第二通孔，第一通孔与第二通孔内放置有用于容纳原料的凹模601，凹模601的模腔形状对应于摩擦块的形状，上冲4与下冲5可在各自的驱动装置的带动下进入凹模601，上冲4、下冲5与凹模601配合形成粉末冶金摩擦块100的压制型腔，因此，上冲4与下冲5的直径与凹模601的模腔口的直径一致。辅工作台7的两端分别设有投料器8及投料器8的直线驱动9，投料器8的底部设置有被辅工作台封堵的漏料口，在直线驱动9的带动下，投料器8可沿辅工作台7作直线运动，当投料器8的漏料口移动至凹模601时，将摩擦块的原料投放至凹模601内。控制系统(图中未示出)安装在支撑导柱1的一侧，控制系统包括PLC控制器，第一油缸10、第二油缸13、主工作台6的驱动装置及投料器8的直线驱动9分别通过电路与PLC控制器连接。

作为示例，第一油缸10的伸缩端安装有第一工作台11，第一工作台11的两端与支撑导柱1滑动连接，第一工作台11的底部安装有上模垫板12，上冲4安装在上模垫板12上，第一油缸10的活塞杆进行伸缩运动带动第一工作台11沿支撑导柱1上下滑动，进而带动上冲4上下运动。因为第一工作台11的两端安装在支撑导柱1上，支撑导柱1可提供一定的支撑力，当第一油缸10带动上冲4运动时，可提高上冲4运动的稳定性，使上冲4的运动保持的同一直线上。

作为示例，主工作台6的驱动装置至少包括两个油缸，例如，主工作台6的驱动装置包括两个第三油缸14，两个第三油缸14对称安装在第一固定板2上，第三油缸14通过连接柱15与主工作台6相连。安装时，连接柱15的一端与第三油缸14的伸缩端相连，另一端依次穿过第一工作台11、辅工作台7及主工作台6，并固定在主工作台6上，第一工作台11对应连接柱15的位置上设有通孔，且通孔的直径大于连接柱15的直径。因此，第一工作台11与主工作台6之间的运动互不干扰。

作为示例，下冲5的底部设有横向贯通的凹槽，且凹槽的高度应大于内芯501在下冲5内部移动的距离，第二固定板3上还安装有两个内芯油缸503，两个内芯油缸503对称分布在下冲5的两侧，且内芯油缸503与PLC控制器通过电路连接，内芯固定板502从凹槽内穿过，两端分别与下冲5两侧的内芯油缸503相连，内芯501通过内芯固定板502安装在下冲5的内部。内芯油缸503可带动内芯501上下移动。且由于下冲5底部设置的凹槽，使得内芯501与下冲5的运动互不干扰。在压制时，内芯501周围被原料包围，内芯501的上端面与钢背1002贴合，形成摩擦块中间的内孔1003，内芯501的设置可使摩擦块的内孔完整，孔内无溢料。

作为示例，投料器8的直线驱动9可以为气缸，气缸固定安装在辅工作台7的端部，且气缸与PLC控制器通过电路连接，投料器8与气缸的伸缩端相连，气缸伸缩会带动投料器8沿辅工作台7做直线往返运动。投料器8的底部设有漏料口，且投料器8的底部漏料口的形状对应于凹模601模腔口的形状，当投料器8在气缸的驱动下沿辅工作台7运行至凹模601的模腔口上方时，投料器8内的原料进入凹模601内。投料器8的下端还可配置硬质聚氨酯刮板，硬质聚氨酯刮板可与辅工作台7的上表面紧密贴合，防止投料器8内的原料溢出，保证投料器8的密封性和耐磨性，提高投料的精准性及摊平效果。

本实用新型的粉末冶金摩擦块的压制装置使用过程示例如下：启动压制装置，按照运行程序，投料器8开始投料，投料器8在直线驱动9的推动下沿着辅工作台7上表面匀速移动，直至投料器8的底部漏料口与凹模601的模腔口重合，原材料充分进入凹模模腔内，投料器8回到初始位置，原料被投料器8底部的硬质刮板刮平，完成一次布料；之后，下冲5在第二油缸13的带动下向下移动一定距离，然后重复上述布料动作，直至将主料全部投入凹模模腔；主料投料结束后，投辅料，投料步骤通主料一致，待原料全部投完后，第二油缸13带动下冲5向下移动一定距离，其中，下冲5向下移动的距离等于钢背的厚度，同时，内芯油缸503带动内芯501向下移动同样的距离，留出钢背的放置空间；然后将钢背放入凹模601的模腔内，压在辅料的上方，第一油缸10带动第一工作台11沿着支撑导柱1向下匀速滑行，带动上冲4向下移动，上冲4的底部与钢背接触，上冲4继续下行，达到预设压力后，停止下行，并保压一定时间；保压结束后，第一油缸10泄压，第一油缸10带动上模4回位，第三油缸14带动主工作台6向下移动，已压制成型的摩擦块从凹模601的模腔中脱出，完成一次工作循环。

综上所述，本实用新型公开一种粉末冶金摩擦块的压制装置及包含该压制装置的成型设备，所述压制装置通过PLC控制器控制投料、压制动作，实现了摩擦块的自动加工生产，有效的提高了产品密度的均匀性、厚度尺寸、外观尺寸等方面的质量一致性和稳定性，产品的摩擦系数、磨损磨耗等性能指标大幅度的提高，产品的安全可靠性得到保障。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种粉末冶金摩擦块的压制装置，其特征在于，包括：

多个支撑导柱，所述多个支撑导柱对称分布；

第一固定板，安装在所述多个支撑导柱的顶部，且所述第一固定板上安装有第一油缸；

第二固定板，安装在所述多个支撑导柱的底部，且所述第二固定板上安装有第二油缸，所述第二油缸与所述第一油缸相对安装；

上冲，安装在所述第一油缸的伸缩端，且所述上冲底部的形状对应于钢背的形状；

下冲，安装在所述第二油缸的伸缩端，且所述下冲中设有可移动的内芯，所述内芯的尺寸对应于摩擦块的内孔的尺寸；

主工作台，通过驱动装置可滑动地安装在所述上冲与所述下冲之间的支撑导柱上，且所述主工作台上设有第一通孔；

辅工作台，安装在所述主工作台上，且所述辅工作台对应于所述第一通孔的位置上设有与之相连通的第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔内设置有用于容纳摩擦块原料的凹模；

所述辅工作台的两端分别设有投料器及所述投料器的直线驱动；及

控制系统，设置在所述支撑导柱的一侧，所述控制系统包括PLC控制器，所述第一油缸、所述第二油缸、所述主工作台的驱动装置及所述投料器的直线驱动分别与所述PLC控制器电路连接。

2.根据权利要求1所述的粉末冶金摩擦块的压制装置，其特征在于，所述第一油缸的伸缩端连接有第一工作台，所述第一工作台的两端可滑动地安装在所述支撑导柱上，所述上冲通过上模垫板固定在所述所述第一工作台的底部。

3.根据权利要求1所述的粉末冶金摩擦块的压制装置，其特征在于，所述主工作台的驱动装置包括至少两个第三油缸，所述第三油缸对称安装在所述第一固定板上，所述主工作台通过连接柱与所述第三油缸的伸缩端相连。

4.根据权利要求1所述的粉末冶金摩擦块的压制装置，其特征在于，所述第二固定板设有对称分布在所述下冲两侧的内芯油缸，所述内芯油缸与所述PLC控制器电路连接，所述内芯通过横向贯穿所述下冲的内芯固定板安装在所述下冲内部，所述内芯固定板的两端分别与所述下冲两侧的内芯油缸的伸缩端相连，所述内芯通过所述内芯油缸的伸缩可在所述下冲内自由移动。

5.根据权利要求1所述的粉末冶金摩擦块的压制装置，其特征在于，所述投料器的底部设有漏料口，所述漏料口与所述辅工作台紧密贴合。

6.根据权利要求5所述的粉末冶金摩擦块的压制装置，其特征在于，所述漏料口形状对应于所述凹模的模腔口的形状。

7.根据权利要求5所述的粉末冶金摩擦块的压制装置，其特征在于，所述投料器的漏料口上设有硬质聚氨酯刮板，所述硬质聚氨酯刮板与所述辅工作台紧密贴合。

8.根据权利要求1所述的粉末冶金摩擦块的压制装置，其特征在于，所述投料器的直线驱动为气缸，所述气缸与所述PLC控制器电路连接，所述气缸的伸缩端与所述投料器相连。

9.一种包含权利要求1-8任一所述的粉末冶金摩擦块的压制装置的成型设备。

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