專利名稱：多層模板粉末壓制成形模架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉末壓制成形機(jī)用模架，特別涉及一種多層模板粉末壓制成形模架。
背景技術(shù)：
粉末冶金是制造金屬粉末以及以金屬粉末(包括混入非金屬粉末)為原料，用成形-燒結(jié)法制造材料與制品的技術(shù)。單軸向剛性模具壓制成形法是當(dāng)前粉末冶金工業(yè)普遍采用的方法，傳統(tǒng)的粉末冶金模架只能生產(chǎn)一種零件，不同的零件需要設(shè)計(jì)不同的模架，這往往使得成本加大，生產(chǎn)周期長(zhǎng)；現(xiàn)有的粉末冶金模架由模具、模具支座及接合器構(gòu)成，是為進(jìn)行粉末移送、控制可動(dòng)模沖的壓制速度及使陰模、模沖與芯棒分別保持在適當(dāng)?shù)南嚓P(guān)位置的裝置，在壓制成形形狀復(fù)雜的、多臺(tái)面零件壓坯時(shí)，為防止壓坯密度不均勻，需要采用粉末移送技術(shù)使粉末在裝填后進(jìn)行重排，還要對(duì)可動(dòng)模沖動(dòng)作順序以及壓制速度進(jìn)行控制；現(xiàn)有的多層模架采用調(diào)節(jié)螺釘、擋塊或楔形塊等控制模沖的運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)壓制出多臺(tái)面零件的目的，如在專利號(hào)為01239490.4的中國(guó)實(shí)用新型專利中公開了一種“粉末成型機(jī)模架擋塊調(diào)整機(jī)構(gòu)”，這種調(diào)整機(jī)構(gòu)就是利用擋塊來(lái)調(diào)節(jié)模具的位置的，但是這類控制結(jié)構(gòu)不能有效地對(duì)不同模沖的位置以及運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行分別控制，在壓制過(guò)程中由于模沖運(yùn)動(dòng)的不協(xié)調(diào)，以及調(diào)節(jié)螺釘、檔塊以及楔形塊的彈性形變，使得壓坯密度不均勻，出現(xiàn)裂紋，因而難以保證復(fù)雜零件的成形質(zhì)量；為了實(shí)現(xiàn)壓制精度較高的多臺(tái)面零件，在專利號(hào)為01239491.2的中國(guó)實(shí)用新型專利中公開了一種“粉末成型機(jī)模架的雙上沖機(jī)構(gòu)”，這種機(jī)構(gòu)在模架上設(shè)置了相互配合的內(nèi)、外沖座結(jié)構(gòu)，可以壓制兩個(gè)臺(tái)面的零件產(chǎn)品，如需壓制臺(tái)面高度不同的零件，那么需要調(diào)整外沖座下的固定螺母使外沖座下移來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種通過(guò)螺母來(lái)調(diào)節(jié)外沖座下移的作用方式精度差、工作強(qiáng)度大、自動(dòng)化程度不高，而且由于外沖座在調(diào)整下移時(shí)實(shí)際上并不能很好地固定其位置，所以在壓制零件時(shí)不可避免產(chǎn)生施力滯后的現(xiàn)象，這樣亦容易導(dǎo)致壓坯密度不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)合理、控制簡(jiǎn)單方便的多層模板粉末壓制成形模架，可對(duì)各層模沖進(jìn)行單獨(dú)的運(yùn)動(dòng)(位移和速度)和壓力控制，提高壓坯的質(zhì)量，同時(shí)能夠壓制成型形狀復(fù)雜的、多臺(tái)面零件，實(shí)現(xiàn)系列零件的加工制造，提高生產(chǎn)效率。
本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本多層模板粉末壓制成形模架包括模沖、模沖連接座、模板、模板驅(qū)動(dòng)桿、陰模、陰模座、導(dǎo)柱等構(gòu)件，模沖連接在模沖連接座上，模沖連接座連接在模板上，陰模連接在陰模座上，其特征在于所述下模沖、下模沖連接座的數(shù)量都為2個(gè)或2個(gè)以上，2個(gè)或2個(gè)以上的下模沖、下模沖連接座分別依次配合連接，各下模沖連接座分別與各獨(dú)立的下模板配合連結(jié)。
所述下模沖、下模沖連接座的數(shù)量具體可為2～4個(gè)。
對(duì)于需要加工上二下三臺(tái)面的復(fù)雜形狀零件，所述下模沖、下模沖連接座的數(shù)量為3個(gè)，3個(gè)下模沖及下模沖連接座分別依次配合連接，3個(gè)下模沖連接座分別與3塊下模板配合連結(jié)。
所述上模沖、上模沖連接座的數(shù)量都為2個(gè)或2個(gè)以上，2個(gè)或2個(gè)以上的上模沖、上模沖連接座分別依次配合連接，各上模沖連接座分別與各獨(dú)立的上模板配合連結(jié)。
所述上模沖、上模沖連接座的數(shù)量具體可為2～4個(gè)。
所述多層模板粉末壓制成形模架包括有集成油缸，集成油缸與各下模板相連接以驅(qū)動(dòng)下模板。
所述集成油缸與每個(gè)下模板配合連接的數(shù)量為4個(gè)，均布于下模板的下面以保證下模板受力平衡均勻。
對(duì)于加工上二下三臺(tái)面的復(fù)雜形狀零件，集成油缸由12個(gè)油缸組成，每層下模板下均布4個(gè)油缸。
本多層模板粉末壓制成形模架與閉環(huán)控制系統(tǒng)相連接；具體為閉環(huán)控制系統(tǒng)與控制模板的油缸相連接，通過(guò)控制模板從而對(duì)模沖的速度、位移以及壓力進(jìn)行監(jiān)控。
本多層模板粉末壓制成形模架的作用原理是根據(jù)所要加工的多臺(tái)面復(fù)雜形狀零件的要求，通過(guò)增減模沖的數(shù)量與及調(diào)整各模沖的相對(duì)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的多臺(tái)面復(fù)雜形狀的加工要求，生產(chǎn)不同的零件只需替換陰模和模沖，而不需要更換整個(gè)模架；本模架設(shè)置的集成油缸可以對(duì)模板均勻施力，從而可對(duì)粉末零件實(shí)現(xiàn)均勻的壓制，使所壓制的零件密度均勻，提高其壓制質(zhì)量；此外，本模架設(shè)置的閉環(huán)控制系統(tǒng)能根據(jù)不同零件的不同加工要求實(shí)現(xiàn)在壓制過(guò)程中加壓-卸壓-保壓-卸載等一系列復(fù)雜操作，對(duì)各層模沖進(jìn)行單獨(dú)的運(yùn)動(dòng)(位移和速度)和壓力控制，提高運(yùn)動(dòng)精度和壓制質(zhì)量，從而達(dá)到較好的加工效果。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果(1)利用本多層模板粉末壓制成形模架可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要壓制多臺(tái)面復(fù)雜形狀的粉末零件，適用范圍廣；(2)本多層模板粉末壓制成形模架設(shè)置的集成油缸可使零件在壓制過(guò)程中受力均勻，所設(shè)置的閉環(huán)控制系統(tǒng)可以根據(jù)不同的加工工藝的要求控制實(shí)現(xiàn)不同的壓制過(guò)程，所以由本多層模板粉末壓制成形模架制造的零件加工精度高、密度均勻，不會(huì)產(chǎn)生裂紋，可以較好地保證復(fù)雜零件的加工質(zhì)量；(3)本多層模板粉末壓制成形模架對(duì)于系列零件的生產(chǎn)加工，其操作調(diào)整可通過(guò)控制系統(tǒng)自動(dòng)完成，并不需如現(xiàn)有技術(shù)中的人工手動(dòng)調(diào)整，因而其自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高；(4)利用本多層模板粉末壓制成形模架的粉末壓制成型機(jī)生產(chǎn)不同系列的零件僅需替換模架的陰模和模沖即可，并不需要更換整個(gè)模架，因而相對(duì)于現(xiàn)有的生產(chǎn)不同零件需要更換不同的模架的設(shè)備，本發(fā)明可明顯節(jié)約生產(chǎn)設(shè)備投資成本，并可大大提高生產(chǎn)效率。


圖1是本發(fā)明本多層模板粉末壓制成形模架的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1所示多層模板粉末壓制成形模架加工上二下三臺(tái)面的復(fù)雜零件的工藝步驟圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例圖1示出了本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)形式，由圖1可見，本多層模板粉末壓制成形模架包括以下部分導(dǎo)柱1、連接板2、模架用油缸3、連接塊4、連接桿壓圈5、連接桿6、下中模板驅(qū)動(dòng)桿7、下內(nèi)模板8、下中模板9、下外模板驅(qū)動(dòng)桿10、下外模板11、下外模沖連接座12、陰模座13、上外模沖14、上模板導(dǎo)套15、上模板16、上內(nèi)模沖底座17、上內(nèi)模沖壓圈18、上外模沖底座19、墊塊20、上內(nèi)模沖21、陰模22、墊片23、24、下外模沖25、下外模沖壓圈26、卡環(huán)27、下中模沖28、下中模沖壓圈29、下內(nèi)模沖30、下內(nèi)模沖壓圈31、下中模沖連接座32、下內(nèi)模沖連接座33、芯桿34、芯桿壓圈35、下內(nèi)模沖驅(qū)動(dòng)桿36、墊板37、芯桿連接座38、油缸箱39、模架墊板40、下模沖擋塊41、上外模沖壓圈42、“T”型塊43、上壓塊44；各構(gòu)件具體的位置及連接關(guān)系為上模板16通過(guò)“T”型塊43和上壓塊44連接在粉末壓制成形機(jī)的滑塊(圖1中沒有示出)上，由滑塊驅(qū)動(dòng)；上外模沖14通過(guò)上外模沖壓圈42固定在上外模沖底座19上，上外模沖底座19經(jīng)墊塊20通過(guò)螺栓與上模板16相連接，因而上外模沖14可隨著上模板16運(yùn)動(dòng)；上內(nèi)模沖21通過(guò)上內(nèi)模沖壓圈18及上內(nèi)模沖底座17與粉末壓制成形機(jī)的上驅(qū)動(dòng)缸相連接。下內(nèi)模沖30通過(guò)下內(nèi)模沖壓圈31與下內(nèi)模沖連接座33相連接，下內(nèi)模沖連接座33連接在下內(nèi)模板8上；下中模沖28通過(guò)下中模沖壓圈29與下中模沖連接座32相連接，下中模沖連接座32安裝在下中模板9上；下外模沖25通過(guò)下外模沖壓圈26與下外模沖連接座12相連接，下外模沖連接座12安裝在下外模板11上。陰模22通過(guò)墊片23、24固定裝配在陰模座13中，通過(guò)導(dǎo)柱1和連接板2與粉末壓制成形機(jī)的下驅(qū)動(dòng)缸相連接。模架用油缸3一共有12個(gè)，每組4個(gè)，分為3組，每組分別通過(guò)下外模板驅(qū)動(dòng)桿10、下中模板驅(qū)動(dòng)桿7、下內(nèi)模沖驅(qū)動(dòng)桿36驅(qū)動(dòng)下外模板11、下中模板9、下內(nèi)模板8；模架用油缸3安裝于墊板37下的腔體內(nèi)，模架用油缸3的下外模板驅(qū)動(dòng)桿10、下中模板驅(qū)動(dòng)桿7、下內(nèi)模沖驅(qū)動(dòng)桿36分別穿過(guò)墊板37與下外模板11、下中模板9、下內(nèi)模板8相連結(jié)；在墊板37的上面設(shè)置有下模沖擋塊41，用于下模板的定位，降低壓制過(guò)程中驅(qū)動(dòng)桿對(duì)墊板37和油缸箱39的沖擊。芯桿34通過(guò)芯桿壓圈35與芯桿連接座38相連接，芯桿連接座38連接于連接桿6的一端，連接桿6的另一端通過(guò)連接桿壓圈5與連接塊4相連接，連接塊4連接在下驅(qū)動(dòng)缸的中心驅(qū)動(dòng)缸上并由其驅(qū)動(dòng)。
圖2示出了利用本發(fā)明多層模板粉末壓制成形模架加工上二下三臺(tái)面的復(fù)雜零件的工藝過(guò)程原理，具體步驟如下——圖2(a)中，上模沖、下模沖及陰模處于裝粉位置，粉末裝填入下模沖與陰模形成的空間內(nèi)。
圖2(b)中，為了防止上模沖下壓時(shí)粉末濺出，保持下模沖位置不動(dòng)，將陰模向上移動(dòng)一小段距離，從而在粉末上形成一防濺空間。
圖2(c)中，上模沖下壓并至與粉末接觸的位置。
圖2(d)中，上模沖繼續(xù)下壓，下模沖亦有一定的下移，粉末在模腔中重新分布并逐漸被壓緊。
圖2(e)中，上模沖壓至最底位置，下模沖亦下移至最低位置，此時(shí)粉末被壓至體積最小狀態(tài)；在前述(a)～(e)的作用過(guò)程中，上、下模沖的具體運(yùn)動(dòng)參數(shù)由不同零件的壓制工藝條件決定。
圖2(f)中，松開上模沖的壓力，讓零件產(chǎn)生一定的回彈；根據(jù)實(shí)際工藝條件的需要，有時(shí)也會(huì)保持壓力，或者部分卸壓。
圖2(g)中，陰模與上、下模沖同時(shí)上行一段距離，準(zhǔn)備零件壓坯的脫模。圖2(h)中，陰模與芯桿下行。
圖2(i)中，中間的芯桿退出零件壓坯。
圖2(j)中，退回上模沖，零件壓坯脫出。
綜上所述，本發(fā)明提供的多層模板粉末壓制成形模架能夠很好地解決上二下三臺(tái)面復(fù)雜零件壓制過(guò)程中壓坯密度不均勻的問(wèn)題。壓制相似零件只需更換陰模和模沖即可，因而本多層模板粉末壓制成形模架通用性較好，可明顯降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
類似地，采用其它數(shù)量的上模沖及下模沖按與本發(fā)明結(jié)構(gòu)相接近或相同的方式連接構(gòu)成的多層模板粉末壓制成形模架亦屬于本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，不超出本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種多層模板粉末壓制成形模架，包括模沖、模沖連接座、模板、模板驅(qū)動(dòng)桿、陰模、陰模座、導(dǎo)柱等構(gòu)件，模沖連接在模沖連接座上，模沖連接座連接在模板上，陰模連接在陰模座上，其特征在于所述下模沖、下模沖連接座的數(shù)量都為2個(gè)或2個(gè)以上，2個(gè)或2個(gè)以上的下模沖、下模沖連接座分別依次配合連接，各下模沖連接座分別與各獨(dú)立的下模板配合連結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層模板粉末壓制成形模架，其特征在于所述下模沖、下模沖連接座的數(shù)量為2～4個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層模板粉末壓制成形模架，其特征在于所述下模沖、下模沖連接座的數(shù)量為3個(gè)，3個(gè)下模沖及下模沖連接座分別依次配合連接，3個(gè)下模沖連接座分別與3塊下模板配合連結(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層模板粉末壓制成形模架，其特征在于所述上模沖、上模沖連接座的數(shù)量都為2個(gè)或2個(gè)以上，2個(gè)或2個(gè)以上的上模沖、上模沖連接座分別依次配合連接，各上模沖連接座分別與各獨(dú)立的上模板配合連結(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多層模板粉末壓制成形模架，其特征在于所述上模沖、上模沖連接座的數(shù)量為2～4個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層模板粉末壓制成形模架，其特征在于所述多層模板粉末壓制成形模架包括集成油缸，集成油缸與各下模板相連接以驅(qū)動(dòng)下模板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多層模板粉末壓制成形模架，其特征在于所述集成油缸與每個(gè)下模板配合連接的數(shù)量為4個(gè)，均布連接于下模板下面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多層模板粉末壓制成形模架，其特征在于集成油缸由12個(gè)油缸組成，每層下模板下均布4個(gè)油缸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多層模板粉末壓制成形模架，包括模沖、模沖連接座、模板、模板驅(qū)動(dòng)桿、陰模、導(dǎo)柱等構(gòu)件，模沖連接在模沖連接座上，模沖連接座及陰模連接在模板上，所述下模沖、下模沖連接座的數(shù)量都為2個(gè)或2個(gè)以上，2個(gè)或2個(gè)以上的下模沖、下模沖連接座分別依次配合連接，各下模沖連接座分別與各獨(dú)立的下模板配合連結(jié)。利用本發(fā)明可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要壓制多臺(tái)面復(fù)雜形狀的粉末零件，適用范圍廣；本發(fā)明所制造的零件加工精度高、密度均勻，不會(huì)產(chǎn)生裂紋，可以較好地保證復(fù)雜零件的加工質(zhì)量；本發(fā)明自動(dòng)化程度高，利用本發(fā)明可明顯節(jié)約生產(chǎn)設(shè)備投資成本，并可大大提高生產(chǎn)效率，可以較好地適用于粉末零件的加工領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B30B15/02GK1480278SQ0313980
公開日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2003年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月15日
發(fā)明者周照耀, 李元元, 王郡文, 邵明, 胡俊文 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)