CN109128180A - 一种粉末注射成形平板直杆类零件的整形装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粉末注射成形平板直杆类零件的整形装置，它包括机架，设置在机架上方且用于固定平板的可旋转固定装置，设置在机架内且用于约束直杆倾斜角度的可旋转挡板组件，对称设置在可旋转挡板组件两侧且用于固定可旋转挡板组件的螺杆定位装置；所述机架顶部有突起圆柱形台面，机架底部纵向开设有挡板放置槽，挡板放置槽中间部分与机架顶面相通；圆柱形台面顶部和挡板放置槽内两侧壁均设有刻度线。本发明针对“平板+直杆”类零件，通过调节即可适应不同的倾斜度要求，可同时对天顶角θ和方位角φ进行整形，且不必单独设计制造整形模；使用电动滚珠螺杆可保证调节准确度，还可提供“智能化”控制接口；而且该装置维护方便，零件更换便捷。

Description

一种粉末注射成形平板直杆类零件的整形装置
技术领域
本发明涉及粉末注射成形技术领域，尤其是涉及一种粉末注射成形平板直杆类零件的整形装置。
背景技术
粉末注射成形技术（Powder Injection Molding，简称PIM）是整合粉末冶金与注塑成形技术的一种先进的成形技术，采用PIM工艺制造“平板+直杆”等三维空间结构类小型零件，可解决传统机械制造工艺面临的大部分问题，它的优势在于：直接制成整体式三维空间结构零件、大幅度减少加工工序、材料利用率可达99%等。但PIM工艺应用于制造“平板+直杆”类三维空间结构零件也带来了“烧结变形”的问题，即在高温烧结过程中，复杂零件的形位公差精度控制难度较大，烧结后一般需要设置整形工序。
整形模具是在工件外形已基本定型后用来对个别部位加以修整的模具。由于不同零件的形位要求多种多样，甚至同一零件也需应用不同的整形模，使模具设计制造工作繁重，零件制造成本增加。
对于“平板+直杆”类零件，其中“直杆”的倾斜程度涉及空间上两个维度的变化，在球坐标系中表现为天顶角θ和方位角φ的不确定性，因此需要多种复杂的整形模来进行整形，过程复杂，且耗时费力。
发明内容
针对上述现有技术中粉末注射成形的平板直杆类零件在整形中所存在的问题，本发明提供一种能解决上述这一类零件中“直杆”与“平板”间倾斜度\垂直度整形问题的装置，对于同类零件，只需对该整形装置进行相应调节，即可适应不同的倾斜度要求进行整形，无需额外设计制造整形模具。
本发明通过以下技术方案实现：一种粉末注射成形平板直杆类零件的整形装置包括机架，设置在机架上方且用于固定平板的可旋转固定装置，设置在机架内且用于约束直杆倾斜角度的可旋转挡板组件，对称设置在可旋转挡板组件两侧且用于固定可旋转挡板组件的螺杆定位装置；所述机架顶部有突起圆柱形台面，机架底部纵向开设有挡板放置槽，挡板放置槽中间部分与机架顶面相通；所述圆柱形台面顶部和挡板放置槽内两侧壁均设有刻度线。
进一步地，所述可旋转固定装置包括可水平旋转的卡箍，与卡箍上凸台螺孔相配合的螺杆Ⅰ，以及置于螺杆头部的顶块；所述卡箍用于固定在圆柱形台面上，所述卡箍上方的突起用于指示刻度；所述螺杆Ⅰ指向卡箍圆心，螺杆Ⅰ末端与顶块紧密配合，使顶块前平面与螺杆Ⅰ垂直。
进一步地，所述可旋转挡板组件包括挡板、连接块，两挡板上部卡在挡板放置槽上，两挡板下部与两连接块通过两侧的连接轴活动相连，保证两挡板始终平行；所述连接块下方中部设有指示块，用于指示刻度，指示块的楞线与其两侧开孔的连接轴的轴线位于同一平面。
进一步地，所述螺杆定位装置包含与机架挡板放置槽端壁上螺纹通孔相配合的螺杆Ⅱ，以及顶块组件；所述螺杆Ⅱ末端为一球体，所述顶块组件中部形成与之相对应的球形凹槽，同时纵向开设有转动槽，所述顶块组件前表面能与挡板外侧表面接触，通过螺杆定位装置的相对运动将可旋转挡板组件压紧。
本发明的有益效果：本发明将可旋转固定装置、可旋转挡板组件和螺杆定位装置有机结合，组成针对“平板+直杆”类零件的通用整形装置，通过调节即可适应不同的倾斜度要求，可同时对天顶角θ和方位角φ进行整形，且不必单独设计制造整形模；使用电动滚珠螺杆可保证调节准确度，还可提供“智能化”控制接口；且该装置维护方便，零件更换便捷。
附图说明
图1是本发明整形装置的整体结构示意图，
图2是本发明整形装置的可旋转固定装置结构示意图，
图3是本发明整形装置的可旋转挡板组件结构示意图，
图4为本发明整形装置的螺杆定位装置结构示意图。
在图中，1、机架， 2、可旋转固定装置， 2.1、卡箍， 2.2、螺杆Ⅰ，2.3、顶块， 2.4、凸台螺孔， 2.5、凸起， 2.6、紧固台, 3、可旋转挡板组件， 3.1、挡板， 3.2、连接块， 3.3、指示块， 3.4，连接轴， 4、螺杆定位装置， 4.1、螺杆Ⅱ， 4.2、顶块组件， 4.3，转动槽， 4.4、球形凹槽， 5、螺纹通孔， 6、挡板放置槽， 7、圆柱形台面。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图所示，所述一种粉末注射成形平板直杆类零件的整形装置包括机架1，设置在机架上方、用于固定平板的可旋转固定装置2，设置在机架挡板放置槽6内、用于约束直杆倾斜角度的可旋转挡板组件3，设置在可旋转挡板组件两侧、用于固定可旋转挡板组件的螺杆定位装置4，所述平板直杆类零件是指由各种几何形状的平板与直杆相交一起组成的零件。
具体的，见图1，所述机架1顶部有突起圆柱形台面7，机架底部纵向开设有挡板放置槽6，挡板放置槽中间部分与机架顶面相通；所述圆柱形台面顶部刻有360°整周刻度线，所述中间槽内两侧壁各刻有120°刻度线。
具体的，见图2，所述可旋转固定装置2包括可水平旋转的卡箍2.1，与卡箍2.1上凸台螺孔2.4相配合的螺杆Ⅰ2.2，以及置于螺杆头部的顶块2.3；所述卡箍2.1用于固定在圆柱形台面7上，所述卡箍2.1上方两三角形突起2.5用于指示刻度；所述螺杆Ⅰ2.2指向卡箍2.1圆心，末端无螺纹且与顶块2.3紧密配合，保证顶块2.3前平面与螺杆Ⅰ2.2垂直。通过手动旋转卡箍2.1至合适刻度，并将卡箍2.1锁紧，之后将螺杆Ⅰ2.2旋至一定长度，即可限制“平板”方位，确定方位角φ。
具体的，见图3，所述可旋转挡板组件3置于机架1中间槽内部，以机架1顶部开孔处的水平槽为轴心转动，挡板上部通过转轴（图中未标出）卡在水平槽上，两挡板3.1下部与两连接块3.2通过两侧的连接轴3.4活动相连，保证两挡板3.1始终平行；所述连接块3.2下方中部存在指示块3.3，用于指示刻度，指示块的楞线（呈三角形的指示块最底端）与其两侧开孔的连接轴的轴线位于同一平面。当两连接块3.2与两挡板3.1组装到位并装入机架1中间槽后，两连接块3.2会自动压紧且不易脱落；连接块3.2下方突起楞线与其两轴线位于同一平面可确保楞线的运动轨迹为圆柱面，使其指示的刻度更为准确。
具体的，见图4，所述螺杆定位装置4包括两组相同的组件，每组中包含一个与机架中间槽端壁上螺纹通孔5相配合的螺杆Ⅱ4.1，以及顶块组件4.2；所述螺杆Ⅱ4.1末端为一球体，所述顶块组件4.2中部形成与之相对应的球形凹槽4.4，同时纵向开设有转动槽4.3，其宽度稍窄于球体直径，保证螺杆Ⅱ4.1既可以自身轴线为轴转动，又可沿顶块4.2内凹槽转动。顶块组件4.2由两对称的零件组成，中部合成一球形凹槽，与螺杆Ⅱ4.1末端配合，螺杆定位装置4装入机架后顶块组件4.2自动压紧，不易脱落，所述顶块组件4.2前表面与挡板3.1外侧表面接触，通过两组螺杆定位装置4的相对运动可将可旋转挡板组件3压紧。
该可调节整形装置的具体调节及使用方法如下：首先根据某“平板+直杆”零件的理想尺寸选定球坐标系中x轴的合适方向，并使原点位于“直杆”轴线与“平板”平面交点，要求平板外轮廓线上到原点最近点位于x轴上，用来确定卡箍与平板直杆类零件相对位置，此时可通过计算确定理想尺寸零件中“直杆”的方位角φ和天顶角θ；然后根据方位角φ及“平板”形状旋转卡箍2.1，使螺杆Ⅰ2.2轴线与x轴平行，同时需使伸入可旋转挡板组件3中的“直杆”能够直接通过调整挡板3.1的角度来约束天顶角θ（由于挡板放置槽内挡板并不是任意方向倾斜，只能向两个相对的方向倾斜（如图1所示），为了使“直杆”倾斜度的待调整方向与挡板可倾斜的方向一致，须使“平板”转至合适方向，再将“直杆”***），卡箍的三角形突起指向某一特定刻度，锁紧卡箍2.1；此时调节螺杆Ⅰ2.2，使顶块2.3前表面到原点距离等于“平板”外轮廓线到原点的最近距离，并且调节螺杆Ⅱ4.1使挡板3.1偏转角度等于天顶角θ，利用另一侧螺杆压紧可旋转挡板组件3；此时整形装置调节完毕，将待整形零件“直杆”部分向下伸入可旋转挡板组件3内部，并使在零件上定义的x轴与螺杆Ⅰ2.2轴线平行，最后通过向下施加压力可完成整形。
若螺杆Ⅰ2.2和螺杆Ⅱ4.1均采用电动滚珠螺杆，需附加电控***实现更加精确的调节。对于电动滚珠螺杆Ⅰ2.2，进给量f1可由如下公式确定：
f1=R-d1-d2；
式中， R为卡箍2.1内半径，d1为顶块2.3前平面到螺杆Ⅰ2.2末端距离， d2为待整形零件中“平板”外轮廓线到原点最近距离。
对于螺杆4.1，进给量f2可由如下公式确定：
f2=h·tanθ+m-d3/cosθ；
式中，h为螺杆Ⅱ4.1轴线到挡板3.1上轴线的垂直距离，θ为天顶角，m为挡板3.1上轴线到其近侧中间槽内端壁水平距离，d3为顶块组件4.2前平面到螺杆Ⅱ4.1末端球心距离。某一电动滚珠螺杆Ⅱ4.1按预定进给量f2到达指定位置后，另一电动滚珠螺杆Ⅱ4.1自动进给，压紧挡板3.1。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照具体实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求保护的范围中。

Claims (6)

1.一种粉末注射成形平板直杆类零件的整形装置，其特征在于：它包括机架（1），设置在机架上方且用于固定平板的可旋转固定装置（2），设置在机架内且用于约束直杆倾斜角度的可旋转挡板组件(3)，以及对称设置在可旋转挡板组件两侧且用于固定可旋转挡板组件的螺杆定位装置(4)，所述机架顶部有突起的圆柱形台面（7），机架底部纵向开设有挡板放置槽(6)，挡板放置槽中间部分与机架顶面相通；所述圆柱形台面顶部和挡板放置槽内两侧壁均设有刻度线。
2.根据权利要求1所述的一种粉末注射成形平板直杆类零件的整形装置，其特征在于：所述可旋转固定装置(2)包括可水平旋转的卡箍(2.1)，与卡箍(2.1)上凸台螺孔(2.4)相配合的螺杆Ⅰ(2.2)，以及置于螺杆头部的顶块(2.3)；所述卡箍(2.1)用于固定在圆柱形台面（7）上，所述卡箍(2.1)上方的突起(2.5)用于指示刻度；所述螺杆Ⅰ(2.2)指向卡箍(2.1)圆心，螺杆Ⅰ(2.2)末端与顶块(2.3)紧密配合，使顶块(2.3)前平面与螺杆Ⅰ(2.2)垂直。
3.根据权利要求2中所述的一种粉末注射成形平板直杆类零件的整形装置，其特征在于：所述螺杆Ⅰ(2.2)为电动滚珠螺杆。
4.根据权利要求1所述的一种粉末注射成形平板直杆类零件的整形装置，其特征在于：所述可旋转挡板组件(3)包括挡板(3.1)、连接块(3.2)，两挡板(3.1)上部卡在挡板放置槽上，两挡板(3.1)下部与两连接块(3.2)通过两侧的连接轴(3.4)活动相连，保证两挡板(3.1)始终平行；所述连接块(3.2)下方中部存在指示块(3.3)，用于指示刻度，指示块(3.3)的楞线与其两侧开孔的连接轴的轴线位于同一平面。
5.根据权利要求1所述的一种粉末注射成形平板直杆类零件的整形装置，其特征在于：所述螺杆定位装置(4)包含与机架挡板放置槽端壁上螺纹通孔(5)相配合的螺杆Ⅱ(4.1)，以及顶块组件(4.2)；所述螺杆Ⅱ(4.1)末端为一球体，所述顶块组件(4.2)中部形成与之相对应的球形凹槽(4.4)，同时纵向开设有转动槽(4.3)，所述顶块组件(4.2)前表面能与挡板(3.1)外侧表面接触，通过螺杆定位装置(4)的相对运动将可旋转挡板组件(3)压紧。
6.根据权利要求5中所述的一种粉末注射成形平板直杆类零件的整形装置，其特征在于：所述螺杆Ⅱ(4.1)为电动滚珠螺杆。
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