CN114951658B - 一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粉末冶金技术领域，公开了一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具，包括动模板和定模板，动模板内固定有上模芯座，上模芯座内固定有上模芯，上模芯成型有第一半球形孔及第一中间通孔；第一中间通孔内套接有被动伸缩的上支撑套，上支撑套内套接有可主动上下移动的挤压芯轴，定模板内固定有下模芯座，下模芯座内固定有下模芯，下模芯成型有第二半球形孔及第二中间通孔，第二中间通孔内套接有被动伸缩的下支撑套。它可以将烧结后的空心柱状工件直接压制出球型外壁，可有效提高球型轴承的加工效率，且可大幅减少原材料的浪费，降低加工、生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具。
背景技术
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。由于球型轴承的外壁为球型面，不能直接通过粉末压制成型，现有的粉末冶金球型轴承加工方式一般为：先通过粉末压制成型呈空心柱体状的工件，然后烧结， 烧结后的工件放到车床上进行切削，从而车出球型外壁；这样的加工方式不仅浪费原材料，且在车床上切削时，需要工装夹具及装夹的时间，生产效率较为低下。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具，它可以将烧结后的空心柱状工件直接压制出球型外壁，可有效提高球型轴承的加工效率，且可大幅减少原材料的浪费，降低加工、生产成本。
本发明解决所述技术问题的方案是 ：
一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具，包括上下设置的动模板和定模板，所述动模板内成型有上大下小的第一台阶通孔，第一台阶通孔内固定有上模芯座，上模芯座内固定有上模芯，上模芯成型有第一半球型孔及第一中间通孔；第一中间通孔内套接有上支撑套，上支撑套的中部成型有径向观察的通槽，通槽内套接有支撑板，支撑板与动模板固定连接；所述支撑板上固定有伸缩缸，伸缩缸的伸缩杆端部固定有挤压芯轴，挤压芯轴插套在上支撑套内；所述上支撑套的上端固定有顶板，顶板压靠在第一弹簧的一端，第一弹簧的另一端固定在上模板上，上模板与动模板固定连接；
所述定模板上成型有上小下大的第二台阶通孔，第二台阶通孔内固定有下模芯座，下模芯座内固定有下模芯，下模芯成型有第二半球型孔及第二中间通孔，第二半球型孔的球心位于第一半球型孔的球心的正下方；第二中间通孔内套接有下支撑套，下支撑套的下端压靠在第二弹簧的一端，第二弹簧的另一端固定在下模板上，下模板与定模板固定连接。
所述挤压芯轴的下端高出上支撑套的下端面，上支撑套的下端面高出第一半球型孔的下端面；第一半球型孔的下端面与上模芯座的下底面、动模板的下底面齐平设置；
所述挤压芯轴的下端成型有下小上大的锥部；
所述上支撑套的内孔孔径和下支撑套的内孔孔径都与挤压芯轴的外径间隙配合设置。
所述第一弹簧和第二弹簧为氮气弹簧。
所述动模板内成型有右侧开口的右大左小设置的且贯穿第一台阶通孔的多级台阶孔；所述支撑板的左端成型有低台阶凸起，低台阶凸起插套并固定在多级台阶孔的左端孔内，支撑板的右端成型有高台阶凸起，高台阶凸起插套并固定在多级台阶孔的中间孔内。
所述第二半球型孔的上端面与下模芯座的上端面、定模板的上底面齐平设置；
所述下支撑套的中部成型有轴肩，轴肩的上端面压靠在定位销上，定位销插套并固定在定模板内。
所述动模板和定模板合模时留有间隙；
所述定模板上设有间隙微调机构，间隙微调机构包括竖直设置的限位柱，限位柱高出定模板的上底面。
所述定模板上成型有与限位柱间隙配合的限位孔、与限位孔下端相通的矩形孔，与矩形孔右端相通的台阶圆孔及前后方向贯穿矩形孔的蜗轮安装槽；
所述间隙微调机构还包括插套在矩形孔内的直角梯形块，直角梯形块的右端固定有螺杆，螺杆螺接在蜗轮上，蜗轮成型有两个左右设置的凸台，每个凸台上套接有一个推力轴承，左侧的推力轴承夹持在蜗轮和台阶圆孔的底面之间，右侧的推力轴承夹持在夹持在蜗轮和挡套之间，挡套固定在台阶圆孔内；所述蜗轮的下端啮合有前后方向设置的蜗杆，蜗杆的两端通过轴承铰接在定模板内，蜗杆的前端固定有手轮；
所述限位柱插套在限位孔内，限位柱的下端成型有第一斜面，第一斜面压靠在直角梯形块的第二斜面上。
所述限位柱的下端固定有永磁铁，所述直角梯形块可被永磁铁吸引。
所述定模板的前侧壁上成型有调节槽，所述手轮安装在调节槽内；
所述调节槽的底面上成型有与手轮同轴心设置的圆刻度盘，手轮的外壁上成型有三角指针。
所述上模芯座的上端成型有定位凸台；所述上支撑套的中部成型有限位凸台，限位凸台的下端压靠在定位凸台的上端面上。
本发明的突出效果是：
与现有技术相比，它可以将烧结后的空心柱状工件直接压制出球型外壁，可有效提高球型轴承的加工效率，且可大幅减少原材料的浪费，降低加工、生产成本。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1关于A的局部放大图；
图3为图1关于B的局部放大图；
图4为图1关于C的局部放大图；
图5为本发明的手轮部分的前视图；
图6为本发明的合模过程示意图；
图7为图6关于D的局部放大图；
图8为本发明所涉及到的工件挤压前和挤压后的结构示意图。
具体实施方式：
实施例，见如图1至图8所示，一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具，包括上下设置的动模板1和定模板4，所述动模板1内成型有上大下小的第一台阶通孔101，第一台阶通孔101内固定有上模芯座21，上模芯座21内固定有上模芯22，上模芯22成型有第一半球型孔221及第一中间通孔222；第一中间通孔222内套接有上支撑套23，上支撑套23的中部成型有径向观察的通槽231，通槽231内套接有支撑板24，支撑板24与动模板1固定连接；所述支撑板24上固定有伸缩缸29，伸缩缸29的伸缩杆端部固定有挤压芯轴25，挤压芯轴25插套在上支撑套23内；所述上支撑套23的上端固定有顶板26，顶板26压靠在第一弹簧27的一端，第一弹簧27的另一端固定在上模板28上，上模板28与动模板1固定连接；
所述定模板4上成型有上小下大的第二台阶通孔401，第二台阶通孔401内固定有下模芯座31，下模芯座31内固定有下模芯32，下模芯32成型有第二半球型孔321及第二中间通孔322，第二半球型孔321的球心位于第一半球型孔221的球心的正下方；第二中间通孔322内套接有下支撑套33，下支撑套33的下端压靠在第二弹簧34的一端，第二弹簧34的另一端固定在下模板35上，下模板35与定模板4固定连接。
更进一步的说，所述挤压芯轴25的下端高出上支撑套23的下端面，上支撑套23的下端面高出第一半球型孔221的下端面；第一半球型孔221的下端面与上模芯座21的下底面、动模板1的下底面齐平设置；
所述挤压芯轴25的下端成型有下小上大的锥部251；
所述上支撑套23的内孔孔径和下支撑套33的内孔孔径都与挤压芯轴25的外径间隙配合设置。
更进一步的说，所述第一弹簧27和第二弹簧34为氮气弹簧。
更进一步的说，所述动模板1内成型有右侧开口的右大左小设置的且贯穿第一台阶通孔101的多级台阶孔102；所述支撑板24的左端成型有低台阶凸起241，低台阶凸起241插套并固定在多级台阶孔102的左端孔内，支撑板24的右端成型有高台阶凸起242，高台阶凸起242插套并固定在多级台阶孔102的中间孔内。
更进一步的说，所述第二半球型孔321的上端面与下模芯座31的上端面、定模板4的上底面齐平设置；
所述下支撑套33的中部成型有轴肩331，轴肩331的上端面压靠在定位销36上，定位销36插套并固定在定模板4内。
更进一步的说，所述动模板1和定模板4合模时留有间隙104；
所述定模板4上设有间隙微调机构5，间隙微调机构5包括竖直设置的限位柱51，限位柱51高出定模板4的上底面。
更进一步的说，所述定模板4上成型有与限位柱51间隙配合的限位孔402、与限位孔402下端相通的矩形孔，与矩形孔102右端相通的台阶圆孔403及前后方向贯穿矩形孔的蜗轮安装槽404；
所述间隙微调机构5还包括插套在矩形孔内的直角梯形块52，直角梯形块52的右端固定有螺杆53，螺杆53螺接在蜗轮54上，蜗轮54成型有两个左右设置的凸台541，每个凸台541上套接有一个推力轴承55，左侧的推力轴承55夹持在蜗轮54和台阶圆孔403的底面之间，右侧的推力轴承55夹持在夹持在蜗轮54和挡套56之间，挡套56固定在台阶圆孔403内；所述蜗轮54的下端啮合有前后方向设置的蜗杆57，蜗杆57的两端通过轴承铰接在定模板4内，蜗杆57的前端固定有手轮58；
所述限位柱51插套在限位孔402内，限位柱51的下端成型有第一斜面511，第一斜面511压靠在直角梯形块52的第二斜面521上。
更进一步的说，所述限位柱51的下端固定有永磁铁59，所述直角梯形块52可被永磁铁59吸引。
更进一步的说，所述定模板4的前侧壁上成型有调节槽405，所述手轮58安装在调节槽405内；
所述调节槽405的底面上成型有与手轮58同轴心设置的圆刻度盘406，手轮58的外壁上成型有三角指针581。
更进一步的说，所述上模芯座21的上端成型有定位凸台211；所述上支撑套23的中部成型有限位凸台232，限位凸台232的下端压靠在定位凸台211的上端面上。
工作原理：第一，通过机械手将挤压前的工件放置到下支撑套33的上端面；
第二，动模板1下移带动上模芯22、上支撑套23和挤压芯轴25同步下移向定模板4靠近，首先挤压芯轴25的锥部251***到挤压前的工件的中间孔内，对工件进行中心定位；
第三，动模板1继续下移，上支撑套23的下端面压靠在工件的上端面上，然后动模板1继续带动上模芯22下移，工件慢慢被上模芯22的第一半球型孔21和下模芯32的第二半球型孔321包围，同时上支撑套23和下支撑套33在工件的作用下分别被动向上移动和向下移动，而上模芯继续下移，从而将工件的外壁进行初步整形；当动模板1的下端压靠在限位柱51的上端时，动模板不能继续下移；
第四，伸缩缸29带动挤压芯轴25下移，挤压芯轴25将工件的内孔涨开并外涨，工件外壁向外涨并通过第一半球型孔21和第二半球型孔321的球型内壁的作用从而将工件外壁挤压成球型状；上支撑套23被动上移带动第一弹簧27压缩，下支撑套33被动下移带动第二弹簧34压缩，由于第一弹簧和第二弹簧为氮气弹簧，越压缩，弹力越大，当挤压芯轴25的下端锥部完全进入到下支撑套内时，此时上支撑套23的下端面上移到第一半球型孔221与第一中间通孔222的结合处时，第一弹簧的弹力和工件的向上的挤压力相等；下支撑套23的上端面下移到第二半球型孔321与第二中间通孔322的结合处，第二弹簧的弹力和工件的向下的挤压力相等，从而完成工件的挤压成型工作；
第五，伸缩缸29带动挤压芯轴25上移，挤压芯轴25的中间部脱离工件，下端锥部还有部分插在工件的圆孔内；然后上模板上移带得动上模芯上移，下支撑套和上支撑套在第一弹簧和第二弹簧的作用下被动上移和下移，当下支撑套的轴肩331压靠在定位销36上后，下支撑套不能停止上移，上模板继续带动上模芯、上支撑套上移，使其脱离工件，然后将工件取出。
转动手轮58，手轮58带动蜗杆57转动，蜗杆57带动蜗轮54转动，蜗轮54带动螺杆53移动，螺杆53带动直角梯形块52移动，从而驱使限位柱51上移或下移，从而调节限位柱51的高度，从而控制下模芯和上模芯合模时的间距，如果间距过小可能挤爆模具；
通过圆刻度及蜗轮蜗杆的传动比及螺杆53的螺距，可计算出直角梯形块52的位移，从而实现微调。
最后，以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (8)
1.一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具，包括上下设置的动模板（1）和定模板（4），其特征在于：所述动模板（1）内成型有上大下小的第一台阶通孔（101），第一台阶通孔（101）内固定有上模芯座（21），上模芯座（21）内固定有上模芯（22），上模芯（22）成型有第一半球型孔（221）及第一中间通孔（222）；第一中间通孔（222）内套接有上支撑套（23），上支撑套（23）的中部成型有径向观察的通槽（231），通槽（231）内套接有支撑板（24），支撑板（24）与动模板（1）固定连接；所述支撑板（24）上固定有伸缩缸（29），伸缩缸（29）的伸缩杆端部固定有挤压芯轴（25），挤压芯轴（25）插套在上支撑套（23）内；所述上支撑套（23）的上端固定有顶板（26），顶板（26）压靠在第一弹簧（27）的一端，第一弹簧（27）的另一端固定在上模板（28）上，上模板（28）与动模板（1）固定连接；
所述定模板（4）上成型有上小下大的第二台阶通孔（401），第二台阶通孔（401）内固定有下模芯座（31），下模芯座（31）内固定有下模芯（32），下模芯（32）成型有第二半球型孔（321）及第二中间通孔（322），第二半球型孔（321）的球心位于第一半球型孔（221）的球心的正下方；第二中间通孔（322）内套接有下支撑套（33），下支撑套（33）的下端压靠在第二弹簧（34）的一端，第二弹簧（34）的另一端固定在下模板（35）上，下模板（35）与定模板（4）固定连接；
所述动模板（1）和定模板（4）合模时留有间隙（104）；
所述定模板（4）上设有间隙微调机构（5），间隙微调机构（5）包括竖直设置的限位柱（51），限位柱（51）高出定模板（4）的上底面；
所述定模板（4）上成型有与限位柱（51）间隙配合的限位孔（402）、与限位孔（402）下端相通的矩形孔，与矩形孔右端相通的台阶圆孔（403）及前后方向贯穿矩形孔的蜗轮安装槽（404）；
所述间隙微调机构（5）还包括插套在矩形孔内的直角梯形块（52），直角梯形块（52）的右端固定有螺杆（53），螺杆（53）螺接在蜗轮（54）上，蜗轮（54）成型有两个左右设置的凸台（541），每个凸台（541）上套接有一个推力轴承（55），左侧的推力轴承（55）夹持在蜗轮（54）和台阶圆孔（403）的底面之间，右侧的推力轴承（55）夹持在夹持在蜗轮（54）和挡套（56）之间，挡套（56）固定在台阶圆孔（403）内；所述蜗轮（54）的下端啮合有前后方向设置的蜗杆（57），蜗杆（57）的两端通过轴承铰接在定模板（4）内，蜗杆（57）的前端固定有手轮（58）；
所述限位柱（51）插套在限位孔（402）内，限位柱（51）的下端成型有第一斜面（511），第一斜面（511）压靠在直角梯形块（52）的第二斜面（521）上。
2.根据权利要求1所述的一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具，其特征在于：所述挤压芯轴（25）的下端高出上支撑套（23）的下端面，上支撑套（23）的下端面高出第一半球型孔（221）的下端面；第一半球型孔（221）的下端面与上模芯座（21）的下底面、动模板（1）的下底面齐平设置；
所述挤压芯轴（25）的下端成型有下小上大的锥部（251）；
所述上支撑套（23）的内孔孔径和下支撑套（33）的内孔孔径都与挤压芯轴（25）的外径间隙配合设置。
3.根据权利要求1所述的一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具，其特征在于：所述第一弹簧（27）和第二弹簧（34）为氮气弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具，其特征在于：所述动模板（1）内成型有右侧开口的右大左小设置的且贯穿第一台阶通孔（101）的多级台阶孔（102）；所述支撑板（24）的左端成型有低台阶凸起（241），低台阶凸起（241）插套并固定在多级台阶孔（102）的左端孔内，支撑板（24）的右端成型有高台阶凸起（242），高台阶凸起（242）插套并固定在多级台阶孔（102）的中间孔内。
5.根据权利要求1所述的一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具，其特征在于：所述第二半球型孔（321）的上端面与下模芯座（31）的上端面、定模板（4）的上底面齐平设置；
所述下支撑套（33）的中部成型有轴肩（331），轴肩（331）的上端面压靠在定位销（36）上，定位销（36）插套并固定在定模板（4）内。
6.根据权利要求1所述的一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具，其特征在于：所述限位柱（51）的下端固定有永磁铁（59），所述直角梯形块（52）可被永磁铁（59）吸引。
7.根据权利要求1所述的一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具，其特征在于：所述定模板（4）的前侧壁上成型有调节槽（405），所述手轮（58）安装在调节槽（405）内；
所述调节槽（405）的底面上成型有与手轮（58）同轴心设置的圆刻度盘（406），手轮（58）的外壁上成型有三角指针（581）。
8.根据权利要求1所述的一种粉末冶金球型轴承挤压成型模具，其特征在于：所述上模芯座（21）的上端成型有定位凸台（211）；所述上支撑套（23）的中部成型有限位凸台（232），限位凸台（232）的下端压靠在定位凸台（211）的上端面上。
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2022
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Denomination of invention: A powder metallurgy ball bearing extrusion molding mold Granted publication date: 20221125 Pledgee: Zhuji Branch of Industrial and Commercial Bank of China Ltd. Pledgor: Zhejiang Yongteng Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980000708 |