一种钨合金顶锤自动成型装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种钨合金顶锤自动成型装置，其特征在于：主要包括成型模架以及设置在成型模架一侧的自动加料取件装置，成型模架包括自下而上依次设置的下模板、中模板、阴模板和上模板；自动加料取件装置包括直线导轨、取坯装置、加料机构、脱模剂喷涂机构、水平驱动机构、自动称料机、料仓、自动加料桶；通过位置检测装置、上限位装置、下限位装置来检测上模冲与阴模的位置以及下模冲与阴模的位置，阴模由粉体的向下力自由浮动定位，实现一次压制成型，压制精度高。脱模时，利用脱模保护装置继续压在产品上，避免产品损坏。可通过取坯装置、加料机构、脱模剂喷涂机构实现钨合金顶锤压制中的自动取件、加料盒喷涂脱模剂工艺，自动化程度高。
【专利说明】一种钨合金顶锤自动成型装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种成型装置，特别涉及一种钨合金顶锤自动成型装置。
【背景技术】
[0002]自从Bridgman成功设计出达到5 GPa以上压力的高压设备后，高压物理学取得了许多意义重大的成果。例如，在高温高压下合成出了金刚石、立方氮化硼等材料，研究了许多不同物质在高压下的物理性质，但是几乎所有的高压研究都离不开高压密封装置，顶锤作为高压密封装置关键零部件之一，其寿命的长短直接决定着金刚石、立方氮化硼等材料合成的生产成本。因此，有效地提高碳化钨硬质合金顶锤在实际生产中的使用寿命，严格控制其消耗成为企业提高经济效益的重要手段，通常，碳化钨硬质合金顶锤的使用寿命受其材质(化学成分、粒度等)、制作、几何结构及使用条件等因素的影响。
[0003]钨合金顶锤结构如图1所示，主要包括一个六面体棱柱20b，以及棱柱20b上、下端的圆台形缩径段20a、20c。
[0004]冶金技术的发展和成熟，越来越多的材料采用粉末冶金技术进行制作。经研究目前的钨合金顶锤也可采用合金金属粉末在粉末成型压机将粉末压制成顶锤形状，再通过烧结制得最终产品。目前的钨合金顶锤在进行粉末压制成型时，由于精度要求高，无法一次成型，需要进行机加工，大大降低了工作效率。
[0005]经检索相关文献，未发现与本实用新型中技术方案相同的钨合金顶锤自动成型结构。
【发明内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题是提供一种钨合金顶锤自动成型装置，能够自动加料进行一次成型，且密度一致性好。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为:一种钨合金顶锤自动成型装置，其特征在于:主要包括成型模架以及设置在成型模架一侧的自动加料取件装置，成型模架包括自下而上依次设置的下模板、中模板、阴模板和上模板；阴模板通过四根穿过中模板的拉杆与下模板连接固定，下模板上螺栓固定螺母，所述的螺母与钨合金顶锤成型机的顶缸活塞杆连接；阴模板的四角固定有导柱，上模板的四角通过导套与导柱滑动配合；阴模板内安装阴模，阴模具有一个自上而下由棱柱形大直径腔、圆台形缩径腔和圆柱形小直径腔构成的型腔；上模板由钨合金顶锤成型机的主缸驱动，主缸与上模板之间设置脱模保护装置；上模板下端面安装上模冲，上模冲为与阴模棱柱形大直径腔配合的圆柱体结构，上模冲的压制端面具有一个圆台形型腔；中模板两端通过支座固定在鹤合金顶锤成型机的固定工作台上；中模板上安装下模冲，下模冲为与圆柱形小直径腔配合的圆柱体结构；所述上模冲、阴模板、中模板之间均设置位置检测装置，上模板与阴模板之间设置一对上限位装置；中模板与阴模板之间设置一对下限位装置；自动加料取件装置主要包括直线导轨、取坯装置、加料机构、脱模剂喷涂机构、水平驱动机构、自动称料机、料仓、自动加料桶；一对直线导轨，直线导轨通过导轨支架安装在阴模板上，直线导轨上自前向后依次设置取坯装置、加料机构和脱模剂喷涂机构；取坯装置，包括一安装在直线导轨滑块上的口字型取件板，取件板的两侧分别安装由夹持气缸驱动的夹持手；加料机构，包括一安装在直线导轨滑块上的加料板，加料板上安装自动加料桶；脱模剂喷涂机构，包括喷口朝上的上喷雾嘴，以及喷口朝下的下喷雾嘴，上、下喷雾嘴通过喷雾嘴支架安装在加料机构的加料板上；一水平驱动机构，安装在导轨支架的端部，用于驱动加料机构、取坯装置和脱模剂喷涂机构沿直线导轨延伸方向移动远离或靠近阴模型腔；一自动称料机，自动称料机具有一个进料口，以及一个在加料位置位于自动加料桶正上方的出料口 ；一大容量料桶，通过大容量料桶支架安装在自动称料机的上方，大容量料桶的底部设置有为自动称料机定量供料的定量供粉装置。
[0008]优选的，所述的脱模保护装置为一中心气缸,所述的中心气缸的缸底与主缸活塞杆连接固定，中心气缸的活塞杆与上模板上端面连接固定。
[0009]优选的，所述上限位装置为位于上模板两侧的缓冲限位气缸，所述的缓冲限位气缸包括缓冲缸体、缓冲活塞杆和调节螺栓，缓冲缸体安装在上模板上，缓冲活塞杆垂直向下，缓冲活塞杆的下端螺纹连接调节螺栓。
[0010]优选的，所述下限位装置为水平安装在中模板上的侧向限位气缸，所述侧向限位气缸的缸体通过垫板固定在中模板上，侧向限位气缸的活塞杆端部通过T型块连接侧向限位滑块，侧向限位滑块上安装若干下限位块A ;所述阴模板的下端面安装若干下限位块B。
[0011]优选的，所述自动加料桶包括一锥形斗，锥形斗的底端具有一个出料管口，出料管口处设置有卸料板，锥形斗的一侧安装有驱动卸料板绕开口处转动关闭或打开开口的卸料气缸。
[0012]优选的，所述定量供粉装置包括一垂直设置的储粉管，以及设置在储粉管两端的上、下气动蝶阀；所述的定量供粉装置与大容量料桶、自动称料机通过快速接头连接，且定量供粉装置的快速接头端均设置有软连接。
[0013]本实用新型的优点在于:本实用新型中利用上模冲、阴模和下模冲配合构成一个钨合金顶锤型腔，压制时，通过位置检测装置、上限位装置、下限位装置来检测上模冲与阴模的位置以及下模冲与阴模的位置，阴模由粉体的向下力自由浮动定位，实现一次压制成型，压制精度高，且能够避免上模冲与阴模发生碰撞造成损坏。脱模时，利用脱模保护装置继续压在产品上，然后阴模下行，使得产品露出阴模，进而由夹持器夹持移出实现脱模，避免产品损坏。自动称料机称取额定重量的粉体进入自动加料桶，通过水平驱动机构驱动自动加料桶移动至阴模型腔上方，由卸料气缸打开卸料板，使得额定重量的粉体落入阴模内完成加料，实现自动加料。料桶通过定量供粉装置为自动称料机定量供粉，无需对自动称料机频繁添料，同时，避免大量落料造成称重不准或堵塞架桥现象。而在压制完成后，可通过取坯装置取出钨合金顶锤，无需人工手动取件，降低劳动强度的同时，避免产品的损坏。取件完成后，通过脱模剂喷涂机构的上、下喷雾嘴分别对钨合金顶锤成型液压机的上模、阴模喷脱模剂，改善脱模时顶锤与阴模的摩擦系数，更加便于脱模，避免产品的损坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型中钨合金顶锤结构结构示意图。
[0015]图2为本实用新型中钨合金顶锤成型模架主视图。[0016]图3为本实用新型中钨合金顶锤成型模架侧视图。
[0017]图4为本实用新型中上模板俯视图。
[0018]图5为本实用新型中阴模板俯视图。
[0019]图6为本实用新型中中模板以及下限位装置俯视图。
[0020]图7为本实用新型中压制示意图。
[0021]图8为本实用新型自动加料取件装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]本实用新型的钨合金顶锤自动成型装置主要包括成型模架以及设置在成型模架一侧的自动加料取件装置。
[0023]钨合金顶锤成型模架，结构请参阅图2、3，包括自下而上依次设置的下模板9、中模板7、阴模板5和上模板2。
[0024]阴模板5通过四根穿过中模板7的拉杆6与下模板9连接固定，下模板9上螺栓固定螺母10，所述的螺母10与钨合金顶锤成型机的顶缸活塞杆连接。阴模板5的四角固定有导柱4，上模板2的四角通过导套3与导柱4滑动配合；阴模板5内通过压圈安装阴模
17,阴模17具有一个自上而下由棱柱形大直径腔、圆台形缩径腔和圆柱形小直径腔构成的型腔。
[0025]上模板2由钨合金顶锤成型机的主缸驱动，主缸与上模板2之间设置脱模保护装置；脱模保护装置为一中心气缸1，中心气缸I的缸底与主缸活塞杆连接固定，中心气缸I的活塞杆与上模板2上端面连接固定。上模板2下端面安装上模冲16，上模冲16为与阴模17棱柱形大直径腔配合的圆柱体结构，上模冲16的压制端面具有一个圆台形型腔。中模板7两端通过支座8固定在钨合金顶锤成型机的固定工作台上；中模板7上安装下模冲18，下模冲18为与阴模17圆柱形小直径腔配合的圆柱体结构。
[0026]为确保能够顺利压制成型，并具有合格的尺寸精度，上模冲16、阴模板5、中模板7之间均设置位置检测装置，上模板2与阴模板5之间设置一对上限位装置冲模板7与阴模板5之间设置一对下限位装置。
[0027]作为本实用新型更具体的实施方案:
[0028]上限位装置为位于上模板两侧的缓冲限位气缸14，缓冲限位气缸14包括缓冲缸体、缓冲活塞杆和调节螺栓，缓冲缸体安装在上模板2上，缓冲活塞杆垂直向下，缓冲活塞杆的下端螺纹连接调节螺栓15。通过缓冲限位气缸14的缓冲活塞杆抵住阴模板实现上模冲在阴模板内的下限位。
[0029]下限位装置为水平安装在中模板上的侧向限位气缸11，侧向限位气缸11的缸体通过垫板19固定在中模板7上，侧向限位气缸11的活塞杆端部通过T型块连接侧向限位滑块12，侧向限位滑块12上安装若干下限位块A ;阴模板5的下端面安装若干下限位块B13。通过侧向限位气缸11的活塞杆驱动侧向限位滑块12伸出位于阴模板的下限位块B13下方，实现下模冲在阴模内的上限位。
[0030]自动加料取件装置如图8所示，包括直线导轨、取坯装置、加料机构、脱模剂喷涂机构、水平驱动机构、自动称料机、料仓、自动加料桶。一对直线导轨223，直线导轨223通过导轨支架219安装在阴模板5上，直线导轨23上自前向后依次设置取坯装置218、加料机构和脱模剂喷涂机构214。一水平驱动机构213，安装在导轨支架219的端部，用于驱动加料机构215、取坯装置218和脱模剂喷涂机构214沿直线导轨223延伸方向移动远离或靠近阴模型腔。
[0031]作为本实用新型更具体的实施方案:
[0032]取坯装置218包括一安装在直线导轨223滑块上的口字型取件板，取件板的两侧分别安装由夹持气缸驱动的夹持手；夹持气缸采用双导杆气缸。加料机构包括一安装在直线导轨223滑块上的加料板，加料板上安装自动加料桶215。本实用新型中，自动加料桶215包括一锥形斗，锥形斗的底端具有一个出料管口，出料管口处设置有卸料板，锥形斗的一侧安装有驱动卸料板绕开口处转动关闭或打开开口的卸料气缸。脱模剂喷涂机构214，包括喷口朝上的上喷雾嘴，以及喷口朝下的下喷雾嘴，上、下喷雾嘴通过喷雾嘴支架安装在加料机构的加料板上。上、下喷雾嘴具有脱模剂接口和压缩气体接口，脱模剂接口与脱模剂油罐连通，压缩气体接口与压缩空气储罐连通，压缩气体接口与压缩空气储罐之间设置电磁阀。
[0033]自动称料机211用于为自动加料桶215提供额定质量的粉体，其通过支架212固定在鹤合金顶锤成型压机的一侧，自动称料机211具有一个进料口，以及一个在加料位置位于自动加料桶215正上方的出料口。
[0034]大容量料桶21用于为自动称料机211供应粉体，避免人工频繁的向自动称料机211内加料，其通过大容量料桶支架22安装在自动称料机211的上方，大容量料桶I的底部设置有为自动称料机211定量供料的定量供粉装置。
[0035]作为本实用新型更具体的实施方案:
[0036]定量供粉装置包括一垂直设置的储粉管，以及设置在储粉管两端的上气动蝶阀26、下气动蝶阀27，且定量供粉装置与大容量料桶21、自动称料机211通过快速接头24、210连接，且定量供粉装置的快速接头24、210端均设置有软连接25、29。
[0037]另外，为了方便拆卸下大容量料桶21进行补充粉体，在其底部安装手动蝶阀23。
[0038]成型工作原理:
[0039]为更好的描述本专利的工作原理，将阴模内壁自上而下依次分为平面A、平面B和平面C，平面B:棱柱形大直径腔、圆台形缩径腔的衔接处；平面C:圆台形缩径腔和圆柱形小直径腔的衔接处；平面A:高于平面B —个顶锤六面体棱柱的距离；
[0040]具体的:阴模初始位置时，下模冲伸入阴模型腔底部的圆柱形小直径腔内，C平面位于下模冲上端面的上方；下模冲顶端伸入阴模内与之配合形成一个底部密封的阴模型腔，在阴模型腔内加入一种或多种合金元素组成的钨合金粉体；上模冲下行至接触阴模内粉体表面进行分阶段压制，压制分为5次进行；利用圆台形缩径腔处粉体对阴模的向下压力，使得阴模下行；直至阴模下行到C平面与下模冲上端面齐平；而上模冲下行至下端面与A平面齐平。通过位置检测装置监测上模冲与阴模的位置，避免不到位，而在上模冲与阴模之间设置上限位装置，同时通过缓冲限位气缸先接触阴模板，推动阴模下行，避免上模冲越过B平面造成上模冲与阴模的损坏；通过位置检测装置监测阴模与下模冲的位置，避免下模冲上端面低于C平面，造成不到位，而在中模板上安装下限位装置，避免下模冲上端面高于A平面。压制到位后，上模冲保压I分钟后卸压；脱模，上模冲在脱模保护装置作用下以一定的压力抵住钨合金顶锤的上表面，然后阴模下行至低于下冲广1.5cm，上模冲再回程；同时，由与阴模板同步移动的夹持器夹持住钨合金顶锤；最后阴模再次上行2?3cm，使得夹持器夹持住钨合金顶锤上移，实现钨合金顶锤的脱模。
[0041]自动加料取件工作原理:
[0042]大容量料桶通过定量供粉装置为自动称料机供料时，首先通过控制系统控制上气动蝶阀打开，大容量料桶内的粉体进入储粉管，然后关闭上气动蝶阀，打开下气动蝶阀，确保只有储粉管内的粉体落入自动称料机中。自动加料桶在位于加料位置时，自动称料机根据工艺要求称取额定重量的粉体并进入其出料口下方的自动加料桶内；此时，取坯装置的两夹持手刚好位于脱模后的钨合金顶锤两侧，由夹持气缸驱动夹持手夹紧钨合金顶锤。然后水平驱动机构先驱动夹持手、自动加料桶以及脱模剂喷涂机构同步前移，夹持手将顶锤17前移出阴模松开后放下顶锤；同时，上、下喷雾嘴移动至阴模上方，分别对上模冲、阴模喷涂脱模剂；然后水平驱动机构再驱动夹持手、自动加料桶以及脱模剂喷涂机构同步后移，使得自动加料桶移至阴模上方，卸料气缸驱动卸料板打开，使得自动加料桶内的粉体落入阴模内。
[0043]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种钨合金顶锤自动成型装置，其特征在于:主要包括成型模架以及设置在成型模架一侧的自动加料取件装置， 成型模架包括自下而上依次设置的下模板、中模板、阴模板和上模板；阴模板通过四根穿过中模板的拉杆与下模板连接固定，下模板上螺栓固定螺母，所述的螺母与钨合金顶锤成型机的顶缸活塞杆连接；阴模板的四角固定有导柱，上模板的四角通过导套与导柱滑动配合；阴模板内安装阴模，阴模具有一个自上而下由棱柱形大直径腔、圆台形缩径腔和圆柱形小直径腔构成的型腔；上模板由钨合金顶锤成型机的主缸驱动，主缸与上模板之间设置脱模保护装置；上模板下端面安装上模冲，上模冲为与阴模棱柱形大直径腔配合的圆柱体结构，上模冲的压制端面具有一个圆台形型腔；中模板两端通过支座固定在钨合金顶锤成型机的固定工作台上；中模板上安装下模冲，下模冲为与圆柱形小直径腔配合的圆柱体结构；所述上模冲、阴模板、中模板之间均设置位置检测装置，上模板与阴模板之间设置一对上限位装置；中模板与阴模板之间设置一对下限位装置； 自动加料取件装置主要包括直线导轨、取坯装置、加料机构、脱模剂喷涂机构、水平驱动机构、自动称料机、料仓、自动加料桶；一对直线导轨，直线导轨通过导轨支架安装在阴模板上，直线导轨上自前向后依次设置取坯装置、加料机构和脱模剂喷涂机构；取坯装置，包括一安装在直线导轨滑块上的口字型取件板，取件板的两侧分别安装由夹持气缸驱动的夹持手；加料机构，包括一安装在直线导轨滑块上的加料板，加料板上安装自动加料桶；脱模剂喷涂机构，包括喷口朝上的上喷雾嘴，以及喷口朝下的下喷雾嘴，上、下喷雾嘴通过喷雾嘴支架安装在加料机构的加料板上；一水平驱动机构，安装在导轨支架的端部，用于驱动加料机构、取坯装置 和脱模剂喷涂机构沿直线导轨延伸方向移动远离或靠近阴模型腔；一自动称料机，自动称料机具有一个进料口，以及一个在加料位置位于自动加料桶正上方的出料口 ；一大容量料桶，通过大容量料桶支架安装在自动称料机的上方，大容量料桶的底部设置有为自动称料机定量供料的定量供粉装置。
2.根据权利要求1所述的钨合金顶锤自动成型装置，其特征在于:所述的脱模保护装置为一中心气缸，所述的中心气缸的缸底与主缸活塞杆连接固定，中心气缸的活塞杆与上模板上端面连接固定。
3.根据权利要求1所述的钨合金顶锤自动成型装置，其特征在于:所述上限位装置为位于上模板两侧的缓冲限位气缸，所述的缓冲限位气缸包括缓冲缸体、缓冲活塞杆和调节螺栓，缓冲缸体安装在上模板上，缓冲活塞杆垂直向下，缓冲活塞杆的下端螺纹连接调节螺栓。
4.根据权利要求1所述的钨合金顶锤自动成型装置，其特征在于:所述下限位装置为水平安装在中模板上的侧向限位气缸，所述侧向限位气缸的缸体通过垫板固定在中模板上，侧向限位气缸的活塞杆端部通过T型块连接侧向限位滑块，侧向限位滑块上安装若干下限位块A ;所述阴模板的下端面安装若干下限位块B。
5.根据权利要求1所述的钨合金顶锤自动成型装置，其特征在于:所述自动加料桶包括一锥形斗，锥形斗的底端具有一个出料管口，出料管口处设置有卸料板，锥形斗的一侧安装有驱动卸料板绕开口处转动关闭或打开开口的卸料气缸。
6.根据权利要求1所述的钨合金顶锤自动成型装置，其特征在于:所述定量供粉装置包括一垂直设置的储粉管，以及设置在储粉管两端的上、下气动蝶阀；所述的定量供粉装置与大容量料桶、自动称料机通过快速接头连接，且定量供粉装置的快速接头端均设置有软连接。
【文档编号】B01J3/06GK203695017SQ201320756455
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】颜国义 申请人:南通国谊锻压机床有限公司