本申請(qǐng)涉及模具的領(lǐng)域，尤其是涉及一種陶瓷球的干壓成型模具及陶瓷球的成型方法。

背景技術(shù)：

1、陶瓷球是一種精密的陶瓷制品，通常由高純度的陶瓷材料制成，具有豐富的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。陶瓷球具有高硬度、高耐磨性、高抗壓強(qiáng)度和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，其廣泛應(yīng)用于軸承制造，特別是在高速、高溫或強(qiáng)腐蝕性環(huán)境下使用的軸承；陶瓷球也用于制作閥門球、泵的密封部件和醫(yī)療器械等。

2、目前常用的陶瓷球的成型模具包括上模、中模和下模，中模為方板狀并貫穿開設(shè)有圓孔，上模和下模相互靠近的端部呈內(nèi)凹式的半球狀（實(shí)際不到半球）。成型時(shí)，下模位于中模的圓孔內(nèi)，將粉料加入至圓孔內(nèi)，再將上模伸入圓孔。上模及下模均有驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)控制移動(dòng)，一般為油缸、氣缸等。驅(qū)動(dòng)上模和下模相互靠近，對(duì)中間的粉料進(jìn)行加壓，以制成球坯。

3、向中模內(nèi)加上粉料后，粉料上方呈平面狀，下模向下擠壓粉料時(shí)，粉料向上模的弧形凹陷內(nèi)流動(dòng)，以形成球體。但是由于粉料不具備理想的流動(dòng)性，導(dǎo)致成型后位于上模及下?；⌒蔚捻旤c(diǎn)處密度較低、強(qiáng)度較弱，且陶瓷球整體應(yīng)力分布也不均勻，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了改善陶瓷球干壓成型過程中上下兩端部位密度不均的問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N陶瓷球的干壓成型模具及陶瓷球的成型方法。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N陶瓷球的干壓成型模具及陶瓷球的成型方法采用如下的技術(shù)方案：

3、一種陶瓷球的干壓成型模具，包括上模、下模和中模，所述中模設(shè)有供所述上模下端和所述下模上端插接的成型孔，所述上模的下端面與所述下模的上端面作為成型面，所述成型面均為內(nèi)凹球面，所述上模和所述下模均設(shè)有頂桿，兩個(gè)所述頂桿的相對(duì)端的端面作為頂推接觸面，所述上模和所述下模均設(shè)有與所述頂桿適配的頂桿孔，兩個(gè)所述成型面、兩個(gè)所述頂推接觸面以及所述成型孔能夠共同合圍形成型腔。

4、通過采用上述技術(shù)方案，利用干壓成型模具成型陶瓷球時(shí)，在裝填粉料前，使上模向上移動(dòng)離開下模，使下模的上端插入中模的成型孔內(nèi)，并使兩個(gè)頂桿分別移動(dòng)退入頂桿孔中；然后將粉料裝填到中模的成型孔內(nèi)，粉料部分進(jìn)入下模的頂桿孔內(nèi)，接著使上模下行，以與下模、中模共同擠壓成型陶瓷球，接著使兩個(gè)頂桿頂壓粉料。上述成型陶瓷球的過程中，利用下模的頂桿孔容納一部分的粉料，使成型陶瓷球的粉料量增多，當(dāng)上模下行時(shí)粉料部分進(jìn)入上模的頂桿孔內(nèi)；通過利用頂桿對(duì)粉料施加壓力，能夠增加陶瓷球上下兩端的密實(shí)度，有利于改善陶瓷球分布不均的問題。

5、可選的，所述上模和所述下模均設(shè)有活動(dòng)定位銷，所述頂桿的外周面均設(shè)有供所述活動(dòng)定位銷插接的定位銷孔，所述活動(dòng)定位銷能夠沿軸向伸縮移動(dòng)。

6、通過采用上述技術(shù)方案，活動(dòng)定位銷與定位銷孔配合，能夠限定頂桿的高度位置，使兩個(gè)頂桿的相對(duì)端的端面能夠分別與上模的成型面和下模的成型面對(duì)齊，有利于控制陶瓷球的精度。

7、可選的，所述活動(dòng)定位銷包括銷軸部和活塞部，所述銷軸部與所述定位銷孔適配，所述活塞部的直徑大于銷軸部的直徑；所述上模和所述下模均設(shè)有安裝孔，安裝孔包括活塞孔和伸縮孔，所述伸縮孔與所述銷軸部適配，所述活塞孔與所述活塞部適配，所述伸縮孔的一端連通活塞孔，所述銷軸部與所述伸縮孔穿設(shè)連接，所述活塞部位于活塞孔內(nèi)，所述銷軸部套設(shè)有壓縮彈簧，所述壓縮彈簧位于所述活塞孔內(nèi)，所述活塞孔遠(yuǎn)離所述伸縮孔的一端用于連接正壓發(fā)生裝置。

8、通過采用上述技術(shù)方案，活動(dòng)定位銷的活塞部能夠在正壓發(fā)生裝置的壓力作用下移動(dòng)靠近頂桿，使活動(dòng)定位銷的銷軸部與定位銷孔配合，使頂桿的高度位置受到限制；當(dāng)正壓發(fā)生裝置對(duì)活塞部的壓力作用解除后，壓縮彈簧能夠迫使活動(dòng)定位銷的銷軸部退出定位銷孔，使頂桿能夠伸縮移動(dòng)。

9、可選的，所述中模設(shè)有負(fù)壓流道，所述負(fù)壓流道包括橫向孔和縱向孔，所述橫向孔的一端與所述成型孔連通，所述橫向孔的另一端封閉設(shè)置，當(dāng)所述成型孔處于成型狀態(tài)時(shí)，所述橫向孔受到所述上?；蛩鱿履５恼诒?；所述縱向孔的一端與所述橫向孔連通，所述縱向孔的另一端用于連接負(fù)壓發(fā)生裝置。

10、通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)陶瓷球成型后，在上模向上回退的過程中，利用頂桿將陶瓷球頂出，然后使陶瓷球離開成型模具。隨后，在頂桿回退進(jìn)入頂桿孔之前，將模具重新合模，并使負(fù)壓流道與上模和下模之間的空間連通，再利用負(fù)壓發(fā)生裝置抽吸上模與下模之間殘留的粉料，減少粉料進(jìn)入頂桿與頂桿孔之間的間隙中，從而有利于減少頂桿與頂桿孔之間的磨損。

11、可選的，所述頂桿設(shè)有正壓流道，所述正壓流道包括軸向孔和徑向孔，所述軸向孔沿所述頂桿的軸向，所述徑向孔開設(shè)于所述頂桿的外周面，所述徑向孔與所述頂桿孔連通，所述軸向孔用于連接正壓發(fā)生裝置。

12、通過采用上述技術(shù)方案，在利用負(fù)壓發(fā)生裝置抽吸上模與下模之間的殘留粉料的過程中，同時(shí)利用正壓發(fā)生裝置對(duì)上模與下模之間的空間中吹入正壓空氣，正壓空氣從頂桿與頂桿孔之間的縫隙進(jìn)入上模與下模之間的空間，有利于進(jìn)一步減少頂桿與頂桿孔之間殘留的粉料。

13、可選的，所述徑向孔的孔口方向傾斜朝向所述成型面。

14、通過采用上述技術(shù)方案，正壓空氣經(jīng)過徑向孔進(jìn)入頂桿與頂桿孔之間的縫隙中，通過使徑向孔的孔口方向傾斜朝向成型面，能夠減少頂桿孔內(nèi)壁對(duì)正壓空氣的阻力。

15、可選的，所述頂桿設(shè)有密封圈，所述密封圈位于所述頂桿孔內(nèi)，所述頂桿的外周面設(shè)有用于容納所述密封圈的環(huán)形槽。

16、通過采用上述技術(shù)方案，密封圈能夠阻礙正壓空氣向頂桿孔遠(yuǎn)離成型面的一端流動(dòng)，有利于使正壓空氣發(fā)揮清潔陶瓷球粉末的作用。

17、可選的，所述密封圈為x型密封圈。

18、通過采用上述技術(shù)方案，x型密封圈能夠較好地適應(yīng)頂桿在頂桿孔內(nèi)的伸縮移動(dòng)。

19、一種陶瓷球的成型方法，基于上述任意一項(xiàng)陶瓷球的干壓成型模具，包括如下步驟：干壓成型陶瓷球；陶瓷球干壓成型后，向下移動(dòng)中模；上模上移后退；使下模移動(dòng)，同時(shí)使頂桿保持不動(dòng)，使陶瓷球與下模分離。

20、通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)陶瓷球干壓成型后移動(dòng)中模，能夠使陶瓷球與成型孔的內(nèi)壁分離。

21、可選的，干壓成型陶瓷球的步驟中，下方的頂桿先于上方的頂桿頂進(jìn)成型腔。

22、通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)上模上移后退的過程中，使上方的頂桿頂出，能夠使陶瓷球與上模分離，減少陶瓷球粘附、滯留在上模，而導(dǎo)致上模帶著陶瓷球擠壓粉料的情況，以盡可能避免模具擠壓損壞的情況。

23、綜上所述，本申請(qǐng)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

24、1.成型陶瓷球的過程中，利用下模的頂桿孔容納一部分的粉料，使成型陶瓷球的粉料量增多，當(dāng)上模下行時(shí)粉料部分進(jìn)入上模的頂桿孔內(nèi)；通過利用頂桿對(duì)粉料施加壓力，能夠增加陶瓷球上下兩端的密實(shí)度，有利于改善陶瓷球分布不均的問題。

25、2.活動(dòng)定位銷與定位銷孔配合，能夠限定頂桿的高度位置，使兩個(gè)頂桿的相對(duì)端的端面能夠分別與上模的成型面和下模的成型面對(duì)齊，有利于控制陶瓷球的精度。

技術(shù)特征：

1.一種陶瓷球的干壓成型模具，包括上模（1）、下模（2）和中模（3），所述中模（3）設(shè)有供所述上模（1）下端和所述下模（2）上端插接的成型孔（31），所述上模（1）的下端面與所述下模（2）的上端面作為成型面（10），所述成型面（10）均為內(nèi)凹球面，其特征在于，所述上模（1）和所述下模（2）均設(shè)有頂桿（5），兩個(gè)所述頂桿（5）的相對(duì)端的端面作為頂推接觸面（51），所述上模（1）和所述下模（2）均設(shè)有與所述頂桿（5）適配的頂桿（5）孔，兩個(gè)所述成型面（10）、兩個(gè)所述頂推接觸面（51）以及所述成型孔（31）能夠共同合圍形成型腔（4）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷球的干壓成型模具，其特征在于：所述上模（1）和所述下模（2）均設(shè)有活動(dòng)定位銷（6），所述頂桿（5）的外周面均設(shè)有供所述活動(dòng)定位銷（6）插接的定位銷孔（52），所述活動(dòng)定位銷（6）能夠沿軸向伸縮移動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種陶瓷球的干壓成型模具，其特征在于：所述活動(dòng)定位銷（6）包括銷軸部（61）和活塞部（62），所述銷軸部（61）與所述定位銷孔（52）適配，所述活塞部（62）的直徑大于銷軸部（61）的直徑；所述上模（1）和所述下模（2）均設(shè)有安裝孔（7），安裝孔（7）包括活塞孔（71）和伸縮孔（72），所述伸縮孔（72）與所述銷軸部（61）適配，所述活塞孔（71）與所述活塞部（62）適配，所述伸縮孔（72）的一端連通活塞孔（71），所述銷軸部（61）與所述伸縮孔（72）穿設(shè)連接，所述活塞部（62）位于活塞孔（71）內(nèi)，所述銷軸部（61）套設(shè)有壓縮彈簧（63），所述壓縮彈簧（63）位于所述活塞孔（71）內(nèi)，所述活塞孔（71）遠(yuǎn)離所述伸縮孔（72）的一端用于連接正壓發(fā)生裝置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷球的干壓成型模具，其特征在于：所述中模（3）設(shè)有負(fù)壓流道（8），所述負(fù)壓流道（8）包括橫向孔（81）和縱向孔（82），所述橫向孔（81）的一端與所述成型孔（31）連通，所述橫向孔（81）的另一端封閉設(shè)置，當(dāng)所述成型孔（31）處于成型狀態(tài)時(shí)，所述橫向孔（81）受到所述上模（1）或所述下模（2）的遮蔽；所述縱向孔（82）的一端與所述橫向孔（81）連通，所述縱向孔（82）的另一端用于連接負(fù)壓發(fā)生裝置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種陶瓷球的干壓成型模具，其特征在于：所述頂桿（5）設(shè)有正壓流道（9），所述正壓流道（9）包括軸向孔（91）和徑向孔（92），所述軸向孔（91）沿所述頂桿（5）的軸向，所述徑向孔（92）開設(shè)于所述頂桿（5）的外周面，所述徑向孔（92）與所述頂桿（5）孔連通，所述軸向孔（91）用于連接正壓發(fā)生裝置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種陶瓷球的干壓成型模具，其特征在于：所述徑向孔（92）的孔口方向傾斜朝向所述成型面（10）。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種陶瓷球的干壓成型模具，其特征在于：所述頂桿（5）設(shè)有密封圈（20），所述密封圈（20）位于所述頂桿（5）孔內(nèi)，所述頂桿（5）的外周面設(shè)有用于容納所述密封圈（20）的環(huán)形槽（53）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種陶瓷球的干壓成型模具，其特征在于：所述密封圈（20）為x型密封圈（20）。

9.一種陶瓷球的成型方法，基于權(quán)利要求2-8任意一項(xiàng)陶瓷球的干壓成型模具，其特征在于，包括如下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9的一種陶瓷球的成型方法，其特征在于，上模（1）上移后退的過程中，使上方的頂桿（5）向下頂出。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種陶瓷球的干壓成型模具及陶瓷球的成型方法，涉及模具的領(lǐng)域，陶瓷球的干壓成型模具，包括上模、下模和中模，所述中模設(shè)有供所述上模下端和所述下模上端插接的成型孔，所述上模的下端面與所述下模的上端面作為成型面，所述成型面均為內(nèi)凹球面，所述上模和所述下模均設(shè)有頂桿，兩個(gè)所述頂桿的相對(duì)端的端面作為頂推接觸面，所述上模和所述下模均設(shè)有與所述頂桿適配的頂桿孔，兩個(gè)所述成型面、兩個(gè)所述頂推接觸面以及所述成型孔能夠共同合圍形成型腔。本申請(qǐng)利用頂桿對(duì)粉料施加壓力，能夠增加陶瓷球上下兩端的密實(shí)度，有利于改善陶瓷球分布不均的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：阮濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海步進(jìn)精密陶瓷有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10