一种多向放电烧结挤压机的制作方法

本发明涉及一种冶金烧结和挤压成形设备，特别是放电烧结挤压机。

背景技术：

早在1930年，美国科学家就提出了脉冲电流烧结原理，但是直到1965年，脉冲电流烧结技术才在美、日等国得到应用。日本获得了SPS技术的专利，1988年日本研制出第一台工业型SPS装置，并在新材料研究领域内推广应用。1990年以后，日本推出了可用于工业生产的第三代SPS产品，具有10～100t的烧结压力和脉冲电流5000～8000A。最近又研制出压力达500t，脉冲电流为25000A的大型SPS装置。

目前世界上所生产的放电烧结设备大多为上下两个压头导通电流，一端进行加载，往往造成烧结材料在轴向和径向上产生不均匀现象。骆俊廷在此基础上发明了一种对向挤压卧式放电烧结熔炼机，可实现对向加载，该结构可在一定程度上避免加载时材料在径向和轴向上的不均匀现象，但受轴向加载的方式限制，仍然主要以烧结和熔炼为主，很难实现复杂形状枝杈类零件制品的挤压成形。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种既能够避免加载的不对称性导致的烧结材料的不均匀性，同时又可实现复杂形状枝杈类零件制品挤压成形的多向放电烧结挤压机。

本发明的技术方案如下：

本发明主要包括机架和炉体，其中，机架有平行设置的矩形上横梁和矩形下横梁，相互平行的两个立板上下两端分别与上、下横梁垂直连接形成两侧封闭前后敞开的框架。在上、下横梁间设有4根两端分别固定在其上的立柱，该四根立柱分别穿过矩形上活动横梁和矩形下活动横梁上对应的通孔，在通孔与立柱之间分别设有固定在上、下活动横梁上的导向套。最好，在上述机架下部设有地脚支架，该地脚支架与地面连接。

炉体主要包括上炉体和下炉体，其中，上炉体上开口设有将其封闭的盖板，下开口固定在上活动横梁中心通孔周围并与下炉体的上开口对应，该下炉体的下开口固定在下活动横梁上。另外在上活动横梁上固定有合炉液压缸的活塞杆端，该竖直的合炉液压缸缸体端固定在上横梁上，该合炉液压缸可将上下炉体闭合在一起，形成密闭的炉腔。在上炉体上设有通气孔和窥视孔镜，通气孔上设有供气体进出的导气管，导气管与真空泵连接，可将闭合炉体抽成真空或者充入保护气体，而整个炉腔内的工作过程通过窥视孔镜观察。上炉体腔内设有端顶与压头相连的上压头固定轴，该竖直的上压头固定轴穿过上炉体盖板对应的通孔以及上横梁对应的通孔，并与上横梁通过螺栓进行相连，而位于上横梁上的上压头固定轴端部套有铜电极和锁紧螺母，上压头固定轴内部开有竖直的冷却水道，以便加热成形时对上压头固定轴通循环水冷却。下炉体腔内设有与上压头固定轴同轴线的下压头固定轴，其上端顶与可置于上炉腔内的压头相连，其下端穿过下活动横梁对应的通孔且位于下活动横梁下面的端顶与下压头固定轴轴座连为一体，该下压头固定轴轴座通过螺栓分别与上面的铜电极和下面的轴向加载液压缸活塞杆端相连，下压头固定轴内部也开有竖直的冷却水道，以便加热成形时对下压头固定轴通循环水冷却，该轴向加载液压缸缸体或设在下横梁上，或设在下横梁下面。在上炉体腔内还设有两个侧向压头及与它们相连的侧向压头固定轴，该两侧向压头固定轴同轴线且与上下压头固定轴轴线垂直相交。该两侧向压头固定轴分别穿过上炉体侧壁对应的通孔，位于炉体外的另一端与侧向压头固定轴底座一端相邻。在侧向压头固定轴端部的周壁上设有挂钩，在侧向压头固定轴底座端部的周壁上设有与挂钩对应的销钉，使侧向压头固定轴与侧向压头固定轴底座活动连接。侧向压头固定轴底座通过螺栓与侧向加载液压缸活塞杆端相连，该侧向加载液压缸缸体通过连接件固定在立板对应的通孔上。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

该多向放电烧结挤压机配合自主设计的多向挤压模具装置，在通过上下液压缸加载脉冲电流和压力的同时，侧向加载液压缸通过压头对所加工制品进行压力加载，使制品的多个表面受力具有对称性，能够放电挤压成形出高性能的复杂形状枝杈类零件制品，成形出的零件内部组织和力学性能均匀性更强。

附图说明

图1是本发明主视半剖示意图。

图2是图1去掉立板后的左视局剖A-A视图。

图3是图1中侧向压头固定轴与侧向压头固定轴底座连接处局部主视剖面示意简图。

图4是图3的俯视图。

图中：1-地脚支架，2-下横梁，3-下压头固定轴，4-下活动横梁，5-下炉体，6-导向套，7-上活动横梁，8-立板，9-侧向加载液压缸，10-上炉体，11-上炉体盖板，12-立柱，13-上压头固定轴，14-上横梁，15-铜电极，16-锁紧螺母，17-冷却水道，18-窥视孔镜，19-挂钩，20-侧向加载液压缸缸活塞杆，21-侧向加载液压缸缸体，22-销钉，23-侧向压头固定轴底座，24-侧向压头固定轴，25-螺钉，26-冷却水道，27-铜电极，28-下压头固定轴轴座，29-轴向加载液压缸活塞杆，30-轴向加载液压缸缸体，31-轴向加载液压缸，32-合炉液压缸活塞杆，33-通气孔，34-导气管，35-合炉液压缸缸体，36-合炉液压缸。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对其组成和工作原理做进一步说明：

在图1和图2所示的多向放电烧结挤压机示意图中，机架有平行设置的矩形上横梁14和矩形下横梁2，相互平行的两个立板8上下两端分别与上、下横梁垂直连接形成两侧封闭前后敞开的框架。在上、下横梁间设有4根两端分别固定在其上的立柱12，该四根立柱分别穿过矩形上活动横梁7和矩形下活动横梁4上对应的通孔，在通孔与立柱之间分别设有固定在上、下活动横梁上的导向套6。在上述机架下部设有地脚支架1，该地脚支架与地面连接。

上炉体10上开口设有将其封闭的盖板11，下开口固定在上活动横梁7中心通孔周围并与下炉体5的上开口对应，该下炉体的下开口固定在下活动横梁4上。另外在上活动横梁7上固定有合炉液压缸36的活塞杆32端，该竖直的合炉液压缸缸体35端固定在矩形上横梁14上。在炉体上设有通气孔33和窥视孔镜18，通气孔33上设有供气体进出的导气管34。上炉体腔内设有端顶与压头相连的上压头固定轴13下端，该竖直的上压头固定轴穿过上炉体盖板11对应的通孔以及上横梁14对应的通孔，并与上横梁通过螺栓进行相连，而位于矩形上横梁上的上压头固定轴13端部套有铜电极15和锁紧螺母16，上压头固定轴13内部开有竖直的冷却水道17。下炉体5腔内设有与上压头固定轴同轴线的下压头固定轴3，其上端顶与可置于上炉腔内的压头相连，其下端穿过下活动横梁4对应的通孔且位于下活动横梁下面的端顶与下压头固定轴轴座28连为一体，该下压头固定轴轴座通过螺栓分别与上面的铜电极27和下面的轴向加载液压缸31的活塞杆29端相连，下压头固定轴3内部也开有竖直的冷却水道26，该轴向加载液压缸缸体30设在下横梁下面的地脚支架1内。在上炉体10腔内还设有两个侧向压头及与它们相连的侧向压头固定轴24，该两侧向压头固定轴同轴线且与上下压头固定轴轴线垂直相交。该两侧向压头固定轴分别穿过上炉体侧壁对应的通孔，位于炉体外的另一端与侧向压头固定轴底座23一端相邻。在侧向压头固定轴24端部的周壁上设有由螺钉固定的两个挂钩19，在侧向压头固定轴底座23端部的周壁上设有与挂钩对应的两个销钉22，如图3和图4所示。侧向压头固定轴底座通过螺栓与侧向加载液压缸9活塞杆20端相连，该侧向加载液压缸缸体21通过连接件固定在立板8对应的通孔上。

本发明的工作过程大致如下：首先将待挤压形变的试样装入放电多向挤压模具装置的带凸起式上、下模腔之间的型腔内，两个液压缸驱动两个侧向压头固定轴24带动侧向压头进行运动，对制品进行侧向加载，给其施加一定的预压力；此时轴向加载液压缸31通过下压头固定轴3使模具装置的下模腔上行并给下模腔一定的压力，使其紧密与上模腔接触，达到密封、导热的效果；之后上炉体10与下炉体5通过合炉液压缸36严紧闭合，通过导气管34使炉腔内与真空系统相连可形成真空环境；电源通过上、下对称的两个铜电极15和27对上、下压头固定轴13、3和模具装置的上、下模腔加载脉冲电流，从而产生热量，使模具装置中的待挤压试样达到熔融状态，此时停止加热并进行保温，通过两侧向压头固定轴24给模具侧向压头继续缓慢施加同样速度和大小的压力，当其充满整个模具装置型腔时停止压力的加载；最后多向放电烧结挤压机断电，自然冷却降温后侧向加载液压缸9回程，使侧向压头固定轴24回程，将挂钩19与销钉22脱开，使得侧向压头固定轴24随上炉体10一起向上运动达到开炉的目的，随后取出放电多向挤压模具装置，并取出形变后的试样。