CN218134951U - 一种用于pcd复合片组装的预压成型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及金刚石加工技术领域，具体涉及一种用于PCD复合片组装的预压成型模具，包括预成型块、下压板，预成型块包括大屏蔽杯、设置在大屏蔽杯内的合金片、设置在合金片上的金刚石微粉、以及扣设在金刚石微粉上的小屏蔽杯，大屏蔽杯包覆在小屏蔽杯外；下压板上设置有中心通孔，中心通孔的形状、大屏蔽杯的形状、小屏蔽杯的形状均与合金片的形状相同；预成型块被上压头压进中心通孔内。本实用新型的下压板上设置有中心通孔，预成型块被上压头压进中心通孔内，中心通孔的设置，对预成型块的外形进行了约束，避免了在冲压过程中，预成型块产生径向方向的不规则变化以及轴向厚度不一致的情况和大屏蔽杯和小屏蔽杯出现飞边和毛刺的情况。

Description

一种用于PCD复合片组装的预压成型模具

技术领域

本实用新型涉及金刚石加工技术领域，具体涉及一种用于PCD复合片组装的预压成型模具。

背景技术

人造金刚石聚晶PCD(Polycrystalline diamond)主要采用与金刚石呈惰性的结合剂与金刚石颗粒在高温高压条件下制造而成，具有极高的耐磨性、热稳定性、抗压强度和抗冲击韧性，多用于天然钻石棱角的打磨抛光和机械加工工具。

在制作PCD复合片时，为提高PCD复合片金刚石层厚的一致性以及整体性能，在进行PCD复合片的高温高压合成之前，都会用压力机对组装好的PCD复合片预成型块进行压制，以提高初期的组装密度，降低合成过程中的压力损失，以便降低合成压力，提高产品质量。现有的技术通常是将组装好的PCD复合片预成型块，直接放置在压力机的下平板表面，通过压力机的上压头向下加压，直接压在PCD复合片预成型块的上表面，不可避免的会带来径向方向的不规则变化以及金刚石层厚度差异大的差异，且会随着压力机的压力增大而增加，给后期整个合成块的组装带来很大困难；因为金属屏蔽杯的壁厚很薄，而直径与高度及壁厚的比值大，金属屏蔽杯本身强度偏低，不能保证是一个规则的形状，必须将屏蔽杯之间的配合间隙增大，以保证顺利装配。

实用新型内容

为解决上述背景技术中的问题，本实用新型提供一种用于PCD复合片组装的预压成型模具，该模具提高了预成型块的松装密度，将预成型块外形尺寸归于一致，且将金属屏蔽杯的飞边消除，可有效减小各辅件之间的配合间隙，减少合成过程的压力损失，同时松装密度的提高和配合间隙的减小，可以有效减少合成块中的残留气体量，从而降低合成后期卸压时导致的放气炮现象，避免放气炮导致的硬质合金顶锤损坏，有效降低生产成本，提高生产效率。

本实用新型采用下述技术方案：

一种用于PCD复合片组装的预压成型模具，包括预成型块、下压板，预成型块包括大屏蔽杯、设置在大屏蔽杯内的合金片、设置在合金片上的金刚石微粉、以及扣设在金刚石微粉上的小屏蔽杯，大屏蔽杯包覆在小屏蔽杯外；下压板上设置有中心通孔，中心通孔的形状、大屏蔽杯的形状、小屏蔽杯的形状均与合金片的形状相同；预成型块被上压头压进中心通孔内。

进一步的，还包括设置在下压板下方的下拉板，下拉板上设置有凹槽，凹槽外形大于预成型块的外形，下拉板相对下压板水平移动。

进一步的，下压板的下端面设置有滑槽，下拉板在滑槽内移动。

进一步的，下拉板上沿着移动方向设置的两端面分别为第一端面、第二端面，凹槽靠近第一端面设置，第二端面向两侧延伸形成挡块。

进一步的，大屏蔽杯和小屏蔽杯的壁厚为0.1mm-0.5mm。

进一步的，中心通孔的孔壁与大屏蔽杯的外壁的平均间隙为0.1mm-0.2mm。

进一步的，金刚石微粉的粒度为2μm-35μm。

进一步的，下压板为硬质合金板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1)本实用新型的下压板上设置有中心通孔，预成型块被上压头压进中心通孔内，中心通孔的设置，对预成型块的外形进行了约束，使被冲压进中心通孔内的预成型块只能在中心通孔内进行变形，避免了在冲压过程中，预成型块产生径向方向的不规则变化以及轴向厚度不一致的情况，同时也避免了在冲压过程中，大屏蔽杯和小屏蔽杯出现飞边和毛刺的情况，使预成型快的表面平滑、规整，此外还可以确保冲压成型的预成型块外形尺寸保持一致。

2)本实用新型设置有下拉板，下拉板上设置有凹槽，下拉板用于为冲压和保压过程提供冲压平台，凹槽移动到中心通孔下方时，预成型块从中心通孔被压出至凹槽内，在通过拉拽下拉板将冲压完成的预成型块拉出。

3)本实用新型的中心通孔的孔壁与大屏蔽杯的外壁的平均间隙为0.1mm-0.2mm，使得确保预成型块能够被压头压进中心通孔内的前提下，保留较小的间隙，以便中心孔可以更好的约束大屏蔽杯和小屏蔽杯的外形，大屏蔽杯和小屏蔽杯在中心通孔内的变形空间很小，避免冲压过程中产生较大变形，也避免大屏蔽杯和小屏蔽杯出现飞边和毛刺的情况，还可以减少冲压过程中的压力损失。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本实用新型一种用于PCD复合片组装的预压成型模具的整体结构示意图；

图2为本实用新型的剖视图；

图3为图2的A部分的局部放大示意图；

图4为本实用新型下压板的结构示意图；

图5为本实用新型下拉板的结构示意图。

图中：1-预成型块，2-下压板，3-下拉板，4-上压头，11-大屏蔽杯，12-小屏蔽杯，13-合金片，14-金刚石微粉，21-中心通孔，22-滑槽，31-凹槽，32-挡块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下面结合附图1至附图5以及具体实施例详细论述本实用新型：

本实用新型实施例提供了一种用于PCD复合片组装的预压成型模具，如图1-5所示，包括预成型块1、下压板2，预成型块1包括大屏蔽杯11、设置在大屏蔽杯11内的合金片13、设置在合金片13上的金刚石微粉14、以及扣设在金刚石微粉14上的小屏蔽杯12，大屏蔽杯11包覆在小屏蔽杯12外；下压板2上设置有中心通孔21，中心通孔21的形状、大屏蔽杯11的形状、小屏蔽杯12的形状均与合金片13的形状相同，中心通孔21的尺寸略大于大屏蔽杯11的外形尺寸；预成型块1被上压头4压进中心通孔21内。生产PCD复合片时，首先启动压力机，压力机的上压头4缓慢压下，将预成型块1压进下压板2的中心通孔21内，并保压10-200秒时间，将预成型块1冲压成型；中心通孔21的设置，对预成型块1的外形进行了约束，使被冲压进中心通孔21内的预成型块1只能在中心通孔21内进行变形，避免了在冲压过程中，预成型块1产生径向方向的不规则变化以及轴向厚度不一致的情况，同时也避免了在冲压过程中，大屏蔽杯11和小屏蔽杯12出现飞边和毛刺的情况，使预成型快的表面平滑、规整，此外还可以确保冲压成型的预成型块1外形尺寸保持一致。

需要说明的是，中心通孔21的形状、大屏蔽杯11的形状、小屏蔽杯12的形状和合金片13的形状，均由具体加工的PCD复合片的外形决定，可以为圆形、方形、多边形等各种不同形状，相应的保持一致即可。具体的，中心通孔21进行抛光处理，以降低后期的脱模压力。

具体的，大屏蔽杯11和小屏蔽杯12均包括杯底、杯底向上延伸形成杯壁、杯壁上边缘形成杯口，大屏蔽杯11的杯口朝上放置，小屏蔽杯12的杯口朝下放置，大屏蔽杯11和小屏蔽杯12之间形成安装空间，安装空间用于放置合金片13和金刚石微粉14。

进一步的，还包括设置在下压板2下方的下拉板3，下拉板3上设置有凹槽31，凹槽31外形大于预成型块1的外形，下拉板3相对下压板2水平移动；下拉板3用于为冲压和保压过程提供冲压平台；冲压时，下拉板3的非凹槽31部分设置在中心通孔21下方，上压头4将预成型块1压进下压板2的中心通孔21内，并压在下拉板3上，持续进行保压，保压结束后，上压头4抬起，移动下拉板3，将凹槽31移动到中心通孔21下方，再次启动压力机，上压头4压下，将预成型块1从中心通孔21内压出，落在凹槽31内，再次移动下拉板3，将凹槽31拉出，同时将冲压完成的预成型块1拉出，方便取出，如此循环。

进一步的，下压板2的下端面设置有滑槽22，下拉板3在滑槽22内移动；滑槽22用于将下拉板3设置在其中，同时为下拉板3的移动提供导向，避免下拉板3跑偏；具体的，滑槽22的高度大于下拉板3的高度，以便下拉板3在滑槽22内顺畅的移动。

进一步的，下拉板3上沿着移动方向设置的两端面分别为第一端面、第二端面，凹槽31靠近第一端面设置，第二端面向两侧延伸形成挡块32；挡块32用于限制下拉板3的移动，避免下拉板3从滑槽22内完全脱出。

进一步的，大屏蔽杯11和小屏蔽杯12的壁厚为0.1mm-0.5mm，由于有中心通孔21的设置，在冲压过程中，即使大屏蔽杯11和小屏蔽杯12的杯壁的壁厚设置的相对较薄，也不易产生变形和出现飞边和毛刺的情况。

进一步的，中心通孔21的孔壁与大屏蔽杯11的外壁的平均间隙为0.1mm-0.2mm，使得确保预成型块1能够被压头压进中心通孔21内的前提下，保留较小的间隙，以便中心孔可以更好的约束大屏蔽杯11和小屏蔽杯12的外形，大屏蔽杯11和小屏蔽杯12在中心通孔21内的变形空间很小，避免冲压过程中产生较大变形，也避免大屏蔽杯11和小屏蔽杯12出现飞边和毛刺的情况，还可以减少冲压过程中的压力损失。

进一步的，金刚石微粉14的粒度为2μm-35μm，对应不同粒度的金刚石微粉14，该预压成型模具均可以进行压制，并得到松装密度较高的预成型块1。

具体的，不同粒度的金刚石微粉14，采用不同的压制压力和保压时间，从而得到较高的松装密度，将松装密度从现有技术可以实现的50％提高到80％以上，减小了后期合成过程的体积收缩。需要说明的是，松装密度的提高和中心通孔21的孔壁与大屏蔽杯11的外壁的平均间隙的减小，可以有效减少合成块中的残留气体量，从而降低合成后期卸压时导致的放气炮现象，避免放气炮导致的硬质合金顶锤损坏，有效降低生产成本，提高设备开机率。优选的，金刚石微粉14粒度2μm-5μm时，压制压力采用80-120KN，保压时间为60-90秒；金刚石微粉14粒度8μm-12μm时，压制压力采用80-100KN，保压时间为40-80秒；金刚石微粉14粒度25μm-35μm时，压制压力采用60-80KN，保压时间为40-80秒。

进一步的，下压板2为硬质合金板，具有耐高温、硬度高、耐磨性好等特点，可以适应高温高压的工作环境，有效避免挤压变形，还可以更好的对中心孔进行抛光，此外，可以保障更高的加工精度，确保中心通孔21的孔壁与大屏蔽杯11的外壁的平均间隙保持在较小范围内。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (8)

1.一种用于PCD复合片组装的预压成型模具，包括预成型块、下压板，其特征在于：

所述预成型块包括大屏蔽杯、设置在所述大屏蔽杯内的合金片、设置在所述合金片上的金刚石微粉、以及扣设在所述金刚石微粉上的小屏蔽杯，所述大屏蔽杯包覆在所述小屏蔽杯外；

所述下压板上设置有中心通孔，所述中心通孔的形状、所述大屏蔽杯的形状、所述小屏蔽杯的形状均与所述合金片的形状相同；

所述预成型块被上压头压进中心通孔内。

2.根据权利要求1所述的用于PCD复合片组装的预压成型模具，其特征在于：还包括设置在所述下压板下方的下拉板，所述下拉板上设置有凹槽，所述凹槽外形大于所述预成型块的外形，所述下拉板相对下压板水平移动。

3.根据权利要求2所述的用于PCD复合片组装的预压成型模具，其特征在于：所述下压板的下端面设置有滑槽，所述下拉板在所述滑槽内移动。

4.根据权利要求2所述的用于PCD复合片组装的预压成型模具，其特征在于：所述下拉板上沿着移动方向设置的两端面分别为第一端面、第二端面，所述凹槽靠近所述第一端面设置，所述第二端面向两侧延伸形成挡块。

5.根据权利要求1所述的用于PCD复合片组装的预压成型模具，其特征在于：所述大屏蔽杯和所述小屏蔽杯的壁厚为0.1mm-0.5mm。

6.根据权利要求1所述的用于PCD复合片组装的预压成型模具，其特征在于：所述中心通孔的孔壁与所述大屏蔽杯的外壁的平均间隙为0.1mm-0.2mm。

7.根据权利要求1所述的用于PCD复合片组装的预压成型模具，其特征在于：所述金刚石微粉的粒度为2μm-35μm。

8.根据权利要求1所述的用于PCD复合片组装的预压成型模具，其特征在于：所述下压板为硬质合金板。

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