一种粉末冶金高速压制成型装置的制作方法

本发明涉及粉末冶金成型领域，尤其涉及一种粉末冶金高速压制成型装置。

背景技术：

粉末冶金技术是一项节能节材、环保、效率高、成本低、近（净）成形的先进零部件制造技术，其制品已广泛应用于机械、电力电子、自动化、航空航天、汽车、军事等领域。其中粉末冶金材料在实际应用中最为关键的是保持高性能，而高密度是高性能的基础，因而密度衡量粉末冶金材料的最重要指标，既能获得高密度、高性能的粉末冶金零部件，同时又能降低生产成本，是国内外粉末冶金界的研究者们不懈追求的重要目标。

传统粉末冶金成形装置是设备造价大，液压冲击系统结构复杂，零件数量大，设备体积大，安装精度要求高，操作繁琐，制压速度不高，对高校和科研单位的研究和技术推广造成一定的困难。

技术实现要素：

本发明提供一种粉末冶金高速压制成型装置，利用重力势能作为蓄能方式替代要求苛刻的液压或其它驱动方式，不仅结构简单、可靠实用，而且成本低廉，造价仅为同类进口设备价格的７％左右，操作方便，对环境无污染,是一种环境友好型成形装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种粉末冶金高速压制成型装置，包括成型架，所述成型架的顶部固定设有电动葫芦；其中所述电动葫芦内的升降绳与电磁吸盘连接固定，所述成型架上还设有与所述电磁吸盘相适配的电磁吸盘充退磁控制器；其中所述电磁吸盘与重锤组件连接固定；其中所述重锤组件的正下方设有粉末成型模架组件；

所述粉末成型模架组件包括从下到上依次设置的模架垫板、垫块、下模板、上模板和上模冲导向；其中所述下模板的正下方设有轮幅式传感器；其中传感器垫块嵌入设置在所述下模板内；所述下模板的左右两端设有模架垫块；其中所述上模板固定在所述模架垫块的顶部；其中所述上模板通过凹模压板固定阴模；其中上模冲位于所述阴模的上方且滑动设置在所述上模冲导向内；其中下模冲的一端位于所述阴模内且另一端固定设置在活动垫块；其中所述上模冲和下模冲下部均设有压力传感器。

作为本发明的进一步改进在于：所述重锤组件包括2-4个依次叠加的重锤，每个所述重锤的重量为25kg。

作为本发明的进一步改进在于：所述成型架的一侧转动设有重锤保险搁架。

作为本发明的进一步改进在于：其中一侧的模架垫块通过锁紧栓与所述上模板的一端紧固连接且另一侧的模架垫块通过立柱调整垫与所述上模板的另一端配接固定。

作为本发明的进一步改进在于：所述阴模的横截面可以为齿形或者圆形；所述上模冲包括齿形上模冲或圆形上模冲，所述下模冲包括齿形下模冲或圆形下模冲；这样配合不同的粉末成型要求，和试验数据的采集；圆柱形及齿轮模具在自制的冲击锤式高速压制实验装置对粉末高速压制过程模具变形行为进行测试，获得粉末所受径向应力及上下模冲轴向应力。

作为本发明的进一步改进在于：所述成型架的两侧设有重锤下降导轨；所述重锤组件的两端均滑动固定在所述重锤下降导轨上保证重锤下降运动的平稳性。

作为本发明的进一步改进在于：所述模架垫板通过定位螺栓锁紧在成型架的底板上，提高整体结构的稳固性。

作为本发明的进一步改进在于：所述成型架的底板上设有减震稳定装置，所述减震稳定装置包括减震垫板和加强杆；所述加强杆的一端与所述减震垫板连接固定且另一端穿过底板与所述成型架的侧边连接固定，保证工作时能够及时减震，保证成型的稳定性。

作为本发明的进一步改进在于：每个所述加强杆上均设有弹性杆，减少振动时应力的产生。

本发明工作时利用电动葫芦实现电磁吸盘的上下运动，成型粉末放置在阴模内；电磁吸盘充退控制器对电磁吸盘进行充磁，将重锤保险搁架上的重锤组件进行吸附，然后转动重锤保险搁架在成型架的一端，根据粉末成型的设计要求，电动葫芦带动电磁吸盘进行高度调节，然后利用电磁吸盘充退控制器对电磁吸盘进行退磁，这样重锤组件沿着重锤下降导轨进行降落，利用重力势能带动上模冲在上模冲导向运动并配合下模冲对阴模内的粉末进行压制成型，压制过程中上模冲的压力传感器、下模冲的压力传感器和轮幅式传感器将数值传输到计算机当中，同时根据针对金属粉末在不同冲击锤重量与高度、不同润滑状况、不同类型粉末等各种冲击条件下的摩擦行为进行分析；适应的调节活动垫块和立柱调整垫实现整体模具的结构高度微调；

本发明的有益效果是：利用重锤通过压模将冲击能从压制机转移到粉末上，重锤的重量和冲击速度决定高速压制瞬间冲击能量和材料致密度化程度，不仅结构简单、可靠实用，对环境无污染。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明粉末成型模架组件图；

图3是本发明重锤组件的结构示意图；

图4是本发明的齿形上模冲的结构示意图；

图5是齿形下模冲的结构示意图；

图6是圆形上模冲的结构示意图；

图7是圆形下模冲的结构示意图；

其中1-成型架、2-电动葫芦、3-电磁吸盘、4-电磁吸盘充退磁控制器、5-重锤组件、6-模架垫板、7-垫块、8-下模板、9-上模板、10-上模冲导向、11-传感器垫块、12-模架垫块、13-凹模压板、14-阴模、15-上模冲、16-下模冲、17-活动垫块、18-重锤保险搁架、19-立柱调整垫、20-重锤下降导轨、21-轮幅式传感器、22-压力传感器、23-减震垫板、24-加强杆、25-弹性杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述：

如图1-6所示：本实施例的一种粉末冶金高速压制成型装置包括成型架1，所述成型架1的顶部固定设有电动葫芦2；所述成型架1的一侧转动设有重锤保险搁架18。

其中所述电动葫芦2内的升降绳与电磁吸盘3连接固定，所述成型架1上还设有与所述电磁吸盘3相适配的电磁吸盘充退磁控制器4；其中所述电磁吸盘3与重锤组件5连接固定；其中所述重锤组件5的正下方设有粉末成型模架组件；所述重锤组件5包括两个依次叠加的重锤，每个所述重锤的重量为25kg。

所述成型架1的底板上设有减震稳定装置，所述减震稳定装置包括减震垫板23和加强杆24；所述加强杆24的一端与所述减震垫板23连接固定且另一端穿过底板与所述成型架1的侧边连接固定；每个所述加强杆24上均设有弹性杆25。

所述粉末成型模架组件包括从下到上依次设置的模架垫板6、垫块7、下模板8、上模板9和上模冲导向10；其中所述下模板8的正下方设有轮幅式传感器21；其中传感器垫块11嵌入设置在所述下模板8内；所述下模板8的左右两端设有模架垫块12；其中所述上模板9固定在所述模架垫块12的顶部；其中所述上模板9通过凹模压板13固定阴模14；其中上模冲15位于所述阴模14的上方且滑动设置在所述上模冲导向10内；其中下模冲16的一端位于所述阴模14内且另一端固定设置在活动垫块17；其中所述上模冲15和下模冲16下部均设有压力传感器22。

其中一侧的模架垫块12通过锁紧栓与所述上模板9的一端紧固连接且另一侧的模架垫块12通过立柱调整垫19与所述上模板9的另一端配接固定。

所述阴模14的横截面为齿形；所述上模冲包括齿形上模冲，所述下模冲16包括齿形下模冲。

所述成型架1的两侧设有重锤下降导轨20；所述重锤组件5的两端均滑动固定在所述重锤下降导轨20上。

所述模架垫板6通过定位螺栓锁紧在成型架1的底板上。

本实施例本利用电动葫芦2实现电磁吸盘3的上下运动，成型粉末放置在阴模14内；电磁吸盘充退控制器4对电磁吸盘3进行充磁，将重锤保险搁架18上的重锤组件5进行吸附，然后转动重锤保险搁架18在成型架1的一端，根据粉末成型的设计要求，电动葫芦2带动电磁吸盘3进行高度调节，然后利用电磁吸盘充退控制器4对电磁吸盘3进行退磁，这样重锤组件5沿着重锤下降导轨20进行降落，利用重力势能带动上模冲15在上模冲导向10运动并配合下模冲16对阴模14内的粉末进行压制成型，压制过程中上模冲15的压力传感器、下模冲16的压力传感器22和轮幅式传感器21将数值传输到计算机当中，同时根据针对金属粉末在不同冲击锤重量与高度、不同润滑状况、不同类型粉末等各种冲击条件下的摩擦行为进行分析；适应的调节活动垫块17和立柱调整垫19实现整体模具的结构高度微调。

本实施例采用50kg冲击锤,对质量8.09g的试样在冲击高度为2m时进行压制,试样密度可达7.45g/cm3。