CN1004684B - 粉末成型压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属粉末成型压机。本发明通过设置压缩、顶出调节机构，用一根压杆即能完成压缩、顶出和阻止凹模上浮的任务，因此，依据本发明实施的粉末成型压机结构简单，制造成本低，而且，因为不必使用止动释放机构，在开始顶出的瞬间不存在冲击现象，因此，可提高产品的质量。同时，在保证有足够压制时间后，可把其他时间压缩到较小的范围内，从而可提高生产速度。

Description

粉末成型压机

本发明涉及一种粉末成型压机，即把金属粉末等装填入金属模内，经压缩、顶出（脱模）加工，压缩成规定形状的粉末成型压机。

日本公开专利60-162597提出了一种如图1和图2所示的粉末成型压机。从图1可知，该压机的压模组包括：固定在上压杆（106）上的上冲头（108）;固定于机架、始终固定不动的下冲头（114）;固定在工作台面（111）内的凹模（112）;通过工作台面（111）、连杆（110）、下拉板（109），与凹模（112）固定连接的芯杆（115）。该芯杆（115）和凹模（112）均通过下拉板（109）、下拉杆（117），与底板（120）固定连接，从而能随底板（120）作上下升降运动，而上冲头（108）通过上压杆（106）及连接螺杆等安装在主轴（103）的曲轴销（103a）上。曲轴销（103a）的两侧分别装有压缩凸轮（123）和顶出凸轮（124）。动作开始后，随着主轴（103）的转动，上冲头（108）下降而嵌入凹模（112）内，对凹模内粉末进行预压缩。同时，随着压缩凸轮（123）的转动，压缩用压杆（127）被压下降，并通过位于压杆（127）下方的滚轮（148a）、摆臂（148），使摆杆（145）（见图2）向下摆动，再通过摆杆（145）上的滚轮（147a）和（146a），将底板（120）向下压，从而使与底板（120）固定连接的凹模（112）和芯杆（115）开始与正在继续下降的上冲头（108）一起向下移动，由于下冲头（114）固定不动，凹模（112）内的粉末便被压缩成制品。此时，铰接在底板（120）上的止动件（134）、（135）与设于底座上的止动支柱（137）接触，阻止底板（120）即凹模（112）进一步下降。接着，释放和顶出过程开始，上冲头（108）回升离开凹模（112），而顶出凸轮（124）开始通过顶出用压杆（128），先压下下顶杆（141），使止动件（135）和（134）转动而与止动支柱（137）脱开，完成释放动作，然后通过摆杆（145）（见图2）上的滚轮（149a），使摆杆（145）进一步向下摆，从而使底板（120），以及与底板（120）固定连接的凹模（112）和芯杆（115）进一步下降，固定不动的下冲头（114）便将凹模（112）内的制品从凹模（112）内顶出，完成顶出动作。

上述的粉末成型压机，由于用两根压杆来分别完成压缩和顶出动作，必须设置止动释放机构，所以，不仅零件多，结构复杂和造价高，并且，在压缩终了和顶出开始前的释放过程中，为了防止凹模（112）随着上冲头（108）的上升而上升，压缩用压杆（127）必须通过滚轮（148a）、（147a）给底板（120）一个下压力以防止凹模（112）的上升，但在释放终了时，也即在止动件（134）与止动支柱（137）脱开的瞬间，由于该下压力的作用，凹模（112）会受到一突然的向下冲击，该冲击现象会影响凹模内压制品内部和外部的质量，尤其在高速连续自动生产（压制）时影响更明显。

本发明的任务旨在提供一种克服了上述种种缺点的粉末压机，该压机的压缩、顶出凸轮分别通过压缩、顶出调节机构和一根压杆及一摆杆来完成上述的压缩、顶出和阻止凹模上升任务，结构简单、造价低，并且无止动释放机构，不存在任何冲击现象，因而其压制品质量高。

根据本发明实施的粉末成型压机，其压缩、顶出（脱模）机构包括：互相靠近地设于曲轴后端的压缩凸轮和顶出凸轮;包括两个位置可调的滚轮装置，并随着该滚轮装置的两个滚轮与各自对应的压缩凸轮或顶出凸轮分别接触而作上下直线运动的压缩、顶出调节机构;与该压缩、顶出调节机构的下端固定连接的一根压杆;与凹模和芯杆固定连接的下拉杆，以及与所述压杆和下拉杆均联动，能绕一固定支点自由摆动的摆动杆。

本发明的效果是显而易见的，首先，在本发明中仅使用一根压杆来完成压缩、顶出和阻止凹模上浮的任务，因此，结构简单、制造成本低，其次，在本发明中，因为有压缩、顶出调节机构，使凹模的下降量和下降时间能适应不同粉末，不同制品的要求，并且可以不必采用已有技术中的止动释放机构，所以在开始顶出的瞬间不存在冲击现象，而是相当平稳，因此产品的质量可以在已有技术的基础上得到提高。所以，依据本发明实施的粉末成型压机达到了用较简单的机构和操作方法，生产出优质产品的目的。

图面说明：

图1为日本公开专利昭60-162597所示粉末成型压机的纵剖视图。

图2为沿图1Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。

图3为依据本发明实施的粉末成型压机第一种实施例的纵剖视图。

图4为图3所示压机的左剖视图。

图5为依据本发明实施的粉末成型压机的压缩、顶出调节机构的剖视图。

图6为依据本发明实施的粉末成型压机的摆动杆与下拉杆之间的连接结构的剖视图。

图7为沿图6中B-B剖面线的剖面图。

图8为依据本发明实施的粉末成型压机的摆动杆的工作端、凹模、上冲头的压制某一种制品的行程图。

图9、图10、图11、图12为分别与图8所示行程图上a、b、c、d各点位置对应的凸轮及滚轮位置图。

图13为依据本发明实施的粉末成型压机第二种实施例的示意图。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图3所示，曲轴（1）通过轴承（2）支承于机身（3）的上部，曲轴（1）由动力源（图中未画出）通过齿轮减速机构（图中未画出）驱动。上滑块（4）通过连接螺杆（5）及曲柄连接套（6）升降自如地连接至曲轴（1）上的曲颈（1a）上。

压机冲模装置由上冲头（8）、凹模（9）、芯杆（10）、下冲头（11）构成，上冲头（8）通过连接套（60）连接到上滑块（4）上，凹模（9）固定设置于工作台面（12）的孔中，并通过工作台面（12）、导向杆（13）与下拉板（14）连接。导向杆（13）由机身上的导向孔（21）支持可自由地上下运动，套于导向杆（13）外的气压缸（或为液压缸）（22）的一端与机身连接，另一端与工作台面（12）的下端面连接，它给工作台面（12）一个总是使其向上运动的作用力，芯杆（10）通过连接板（16）、连杆（15）与工作台面（12）连接，从而也与凹模（9）及下拉板（14）连接。下冲头（11）通过支座（17）与活塞（18）相连，活塞（18）设在和机身（3）固定连接的油缸（19）中，使油缸（19）成为下冲头（11）的压力垫。下拉杆（23）的一端与下拉板（14）连接，另一端与位于机身（3）上的限位板（24）下的螺母（25）连接，调节螺母（25）可改变凹模（9）的上限位置（即装粉高度）。

如图5所示，在曲轴（1）的一端装有曲线形状和位相各不相同的压缩凸轮（26）和顶出凸轮（27），在调整架（28）的上端（28a）与曲轴（1）上的凸轮（26）、（27）之间，在与凸轮（26）、（27）相对应的位置处分别设有调节压缩时间与顶出时间用的压缩、顶出调节滚轮架（29）、（30），与压缩、顶出凸轮（26）、（27）分别接触的压缩、顶出滚轮（31）、（32）分别通过设于滚轮架上的滚轮轴（33）、（34）铰接于滚轮架（29）、（30）内，该两对滚轮及滚轮轴分别构成压缩、顶出滚轮装置，压缩调节螺栓（35）、顶出调节螺栓（36）的一端（35、36即为连接滚轮架与调整架28的可调连接件）通过挡圈（37a）、（37b）分别固定于调整架（28）的上端（28a）上，另一端与滚轮架（29）、（30）螺纹连接。通过调节螺栓（35）、（36），可改变滚轮架（29）、（30）与调整架（28）的相对位置，即能分别改变滚轮（31）、（32）与凸轮（26）、（27）的相对位置。由该两对位置可调的滚轮装置、连接该滚轮装置和调整架（28）的可调连接件及调整架（28）构成压缩、顶出调节机构（7）。

如图4所示，由固定于机身（3）上的两个导向套（44）支持，且只能沿上下方向***的压杆（38）的上端与调整架（28）的下端（28b）连接成一体，摆动杆（39）设置于压机中央下部，并能绕固定于机身上的支点（40）自由转动，支点（40）位置设置于摆动杆的中部，压杆（38）的下端通过连接于压杆（38）下端的滑块（41）及位于摆动杆（39）一端的滑槽（42）与摆动杆（39）连接，压缩弹簧（43）的一端与导向套（44）的下端连接，另一端与压杆（38）的下端连接，该弹簧（43）总是作用于压杆（38）上一个下拉力以使滚轮（31）与凸轮（26）或滚轮（32）与凸轮（27）处于接触状态。

摆动杆（39）的另一端即工作端与下拉杆（23）可调节地连接，下拉杆（23）上设有调节凹模上、下限位置用的调节装置，该连接以及调节装置的结构如图6、7所示，主要包括可沿下拉杆（23）上、下滑动的调节套（48）、滑块（47），设于摆动杆（39）一端的滑槽（46），设于调节套（48）下方的下拉杆（23）上的凸缘（49），固定于凸缘（49）下方的机身（3）上的限位板（24），位于该限位板（24）下方、用螺纹连接在下拉杆（23）上的调节螺母（25）。调节套（48）位于限位板（24）上方的下拉杆（23）上，并置于滑块（47）内，调节套（48）与滑块（47）通过螺纹（50）连接，滑轴（51）置于滑块（47）内，滑块（47）置于滑槽（46）内，滑轴（51）可在滑块（47）中有微量转动，滑块（47）可沿滑槽（46）移动，通过调节调节套（48）可改变调节套（48）的下端面（48a）与下拉杆（23）上的凸缘（49）的上端面（49a）之间的距离，从而可以调节凹模的下限位置。而调节螺母（25）与限位板（24）接触时的位置是下拉杆（23）即凹模的上限位置，通过调节螺母（25）可调节该上限位置。

具有上述结构的粉末成型压机，当动作开始后，随着曲轴（1）的转动，上冲头（8）和上滑块（4）一起开始向下运动。同时，两个凸轮（26）、（27）也开始转动，首先，压缩凸轮（26）与滚轮（31）接触而将调整架（28）向上顶起，并通过压杆（38）、摆动杆（39）、下拉杆（23）等动作构件，使凹模（9）和芯杆（10）随工作台面（12）一起向下运动，此时，上冲头（8）已嵌入凹模（9）内并在继续向下运动，且下降速度高于凹模（9）的速度，而下冲头（11）固定不动，这样，凹模（9）内的粉末便受到上、下冲头的双向压制而被压制成制品，完成压缩行程。然后，上冲头（8）向上回升，顶出凸轮（27）开始与顶出滚轮（32）接触，将调整架（28）进一步向上顶，同样通过压杆（38）、摆动杆（39）、下拉杆（23）等，使凹模（9）和芯杆（10）进一步向下运动，直至下冲头（11）将压制品顶出凹模（9），完成顶出行程。

关于本粉末成型压机在加工过程中主要动作构件的具体工作行程及各动作行程时凸轮与滚轮的相互位置关系，以下利用图8和图9作进一步说明。

在本实施例中，因为压杆（38）与下拉杆（23）位于摆动杆（39）的支点（40）的两侧，所以，拉下凹模（9）时，压杆（38）向上运动，两者运动方向相反。但随压杆（38）而摆动的摆动杆的另一端，即摆动杆的工作端运动方向与凹模（9）一致，并且凹模（9）正是随该工作端下降的，所以，图8未画出压杆（38）的工作行程图，而画出了摆动杆工作端的工作行程图。

图8是本实施例中的粉末成型压机在加工过程中主要部分的工作行程图，其中，①、②、③分别是上冲头（8）、摆动杆（39）的工作端和凹模（9）的行程曲线，设于曲轴上的压缩、顶出凸轮（26）、（27）的形状是预先按工作要求制成的。

在图8中，横轴表示装有凸轮（26）、（27）和通过曲柄（6）和上滑块（4）等装有上冲头（8）的曲轴（1）的转动角度，纵轴表示上冲头（8）、摆动杆（39）的工作端及凹模（9）随该转动角度而变化的升降位置。当压制动作开始时，首先如图8所示，上冲头（8）在上滑块（4）的驱动下开始沿曲线①下降。当上冲头（8）处于图8（a）点位置时，上冲头（8）还未进入凹模（9）中，对应的凸轮与滚轮的位置如图9所示。当上冲头（8）刚与凹模（9）内的金属粉末接触时，调节套（48）的下端面（48a）与凸缘（49）的上端面（49a）之间有一间隙，该间隙即为预压缩行程。当上冲头（8）开始嵌入凹模向下压即开始进行预压缩后，凸轮通过压缩、顶出调节机构使压杆（38）及与压杆（38）相连的摆动杆（39）的一端开始上升，从而使摆动杆（39）的另一端，即其工作端开始沿曲线②下降，至预压缩结束时，凸缘（49）的上端面（49a）与调节套（48）的下端面（48a）刚好接触。预压缩结束后摆动杆工作端继续下降，并通过凸缘（49）使下拉杆（23）下降，从而使凸模（9）如曲线③所示，开始随曲线②下降，在此过程中进行压缩，至b点压缩结束，此时，凸轮与滚轮的位置如图10所示，通过调节调节螺栓（35）可改变压杆（38）的最大压缩量或压缩时间。其后，上冲头（8）开始上升至c点，在b至c，但不包括c点的过程中，压杆（38）的位置维持在压缩终了时的位置，并通过摆动杆（39）压住与凹模（9）连接成一体的下拉杆（23），阻止凹模（9）上升。此时，如图10所示，压缩滚轮（31）与压缩凸轮（26）处于接触状态，而顶出凸轮（27）与顶出滚轮（32）处于脱开状态。至c点时，开始进行顶出过程，由于压缩滚轮（31）与顶出滚轮（32）分别通过各自的滚轮架和连接件与调整架（28）及压杆（38）构成一刚性体，因此随着顶出滚轮（32）与顶出凸轮（27）的接触和被顶起，包括顶出滚轮在内的整个刚性体也随之被抬起，所以，压缩滚轮（31）开始与压缩凸轮（26）脱开，此时，滚轮与凸轮的相对位置如图11所示。其后，上冲头（8）继续上升，摆动杆（39）的工作端与凹模（9）在顶出凸轮（27）的作用下继续沿重合在一起的曲线下降，下降至d点即下限点，顶出结束，这时凸轮与滚轮的相对位置如图12所示。此时，压缩凸轮（26）与压缩滚轮（31）继续处于脱开状态，而顶出滚轮（32）与顶出凸轮（27）处于最大顶出状态。通过调节顶出调节螺栓可改变最大顶出量或最大顶出时间，调节调节套（48）可改变凹模（9）的下限位置。

顶出结束时，凹模（9）及芯杆（10）的上端面与下冲头（11）的上端面处于同一平面上，下冲头（11）将压制品推出之后，凹模（9）及压杆开始恢复到各自的初始位置。

在上述实施例中，压杆（38）与下拉杆（23）设于摆动杆（39）的支点（40）的两侧，但也可如图13所示，让压杆（38）与下拉杆（23）设于支点（40）的同侧。图13中与图3、图4相同的标号表示相同或相当的部分。这时，若下拉杆（23）设在压杆（38）与支点（40）之间，可相对减小凸轮的作用力。若压杆（38）设在下拉杆（23）与支点（40）之间，则可相对减少压杆（38）的行程。图13中，压杆（38）与下拉杆（23）的运动方向一致。

另外，压缩、顶出调节机构中的可调连接件也可不用螺栓，而通过调节滑槽、液压缸等来连接滚轮轴与调整架。

如上所述，由于本发明的粉末成型压机设置了压缩、顶出调节机构和上述的上、下限调节机构，可以准确地控制凹模的下降量和下降时间，所以能适应不同粉末、不同高度的制品、不同内壁光洁度的凹模的不同要求，使压制品达到最佳密度，又可以不设置止动释放机构，不会因发生冲击现象而影响压制品的质量，所以，使用本粉末压机可提高压制品的质量。

Claims (6)

1、一种粉末成型压机，其压缩、顶出（脱模）机构包括：设于曲轴（1）上的压缩凸轮（26）和顶出凸轮（27），随该两凸轮的转动作上下直线运动的压杆（38），与凹模（9）和芯杆（10）固定连接的下拉杆（23），以及与压杆（38）和下拉杆（23）均联动、能绕一固定支点自由摆动的摆动杆（39），其特征在于，上述压缩凸轮（26）和顶出凸轮（27）互相靠近地设于曲轴（1）的后端;具有两个滚轮装置的压缩、顶出调节机构（7），该滚轮装置的两个滚轮（31）、（32）与各自对应的压缩凸轮（26）或顶出凸轮（27）分别接触而作上下直线运动;上述压杆（38）仅1根，连接在压缩、顶出调节机构（7）的下端。

2、据权利要求1所述的粉末成型压机，其特征在于，所述压缩、顶出调节机构（7）还包括与压杆（38）固定连接的调整架（28），把所述的两个滚轮装置位置可调地连接到该调整架（28）上的可调连接件（35）、（36）。

3、据权利要求2所述的粉末成型压机，其特征在于，所述压缩、顶出滚轮装置包括压缩、顶出滚轮轴（33）、（34）和分别安装在该压缩、顶出滚轮轴上的压缩、顶出滚轮（31）、（32）。

4、据权利要求1所述的粉末成型压机，其特征在于所述压杆（38）与下拉杆（23）位于摆动杆（39）支点（40）的两侧，且该压杆（38）与下拉杆（23）的运动方向相反。

5、据权利要求4所述的粉末成型压机，其特征是，所述的下拉杆（23）上设有分别调节凹模（9）上、下限位置用的调节装置，并在机身上设有限制上限位置用的限位板（24）与之配合。

6、据权利要求5所述的粉末成型压机，其特征是，所述的分别调节凹模（9）上、下限位置用的调节装置是螺母（25）和调节套（48），并且，该调节上限用的螺母（25）位于所述的限位板（24）的下方，该调节下限用的调节套（48）位于所述的限位板（24）的上方。

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