专利名称：将粉料自动加入模具内的方法与设备的制作方法
技术领域：
本发明在总体上涉及将粉料自动加入模具内的方法与设备。更具体地说，涉及用于将所需量的粉料自动加入包括内有通孔的管状体的模具内的方法与设备。这种模具可以是用于在烧结过程中烧结加入其内的粉料的烧结模具，也可以是只用来于其中形成粉料压块而把这样的粉料压块从其中取出后再作烧结处理的模具。
业已提出过种种粉料加料设备，用来将适量的粉料加入烧结模具内而于其中形成粉料压块，而此粉料压块在继后的烧结过程如电烧结过程中则保持于此模具内。但至今尚未提出过用来获得烧结产品的包括下述步骤的连续制造方法的设想将适量的粉料以多层形式加入烧结模具内；加热保持于此烧结模具内的粉料压块以进行烧结；从此模具中取出此烧结产品。这种原理之所以未曾提出过，主要是由于传统的电烧结技术需要较长的时间来完成烧结过程。结果，任何传统的自动式粉料加料设备都未曾计划用于这种连续创造过程而仅仅是唯一地提供了用来将粉料加到模具中的功能。
近来，电烧结方法中已取得了许多改进。例如本申请人所提出的采用脉冲电流的脉冲电流激励烧结(或脉冲电烧结)法，以及包括火花等离子体烧结、放电烧结和等离子激活烧结等方法，都有改进。根据改进了的脉冲电流激励烧结方法，烧结的时间显著缩短，而这样短的烧结时间便有可能实现为获得烧结产品的包括上述步骤的连续制造工艺。于是，目前已提出了要求有适合用于前述这样连续制造过程的用来将粉料装入到模具内的方法与设备。
此外，借助较新的例如上述的烧结技术，那些用任何较旧的方法难以烧结到一起的材料现在就易结成单一的烧结产品。这类材料的例子包括不锈钢对铜、陶瓷对金属，等等。这类两种不同粉料的单一烧结产品可以制成两层粘合到一起而各层是由纯碎粉料组成的双层结构，但这类烧结产品可加以改进，即通过加入至少一中间层来构成这样的多层结构，而此中间层则是由此两种粉料的混合物制成。此外，这种多层结构也可便利地用于包括三或多层各由组成一致只是粒度互不相同的粉料组成的烧结制品，这些层中的粉料粒度从产品的一侧到另一侧渐增。这样的烧结制品可以具有梯度的功能性(即烧结产品的性质从一侧到另一侧呈逐渐变化)，而能更大的改进其特性。为了制成具有梯度功能性的烧结制品，要求添加不同的粉料(它们相互不同地表现在至少一种性质上，包括粉料组份、组份的百分率、粒度与颗粒形状)到烧结模具中，而得以精密地形成所需厚度的相应粉料层。但这里并未提出各种用于自动添加粉料的设备，它们之中也没有哪种能把不同的粉料装入模具内以全自动的方式来形成多层粉料压块。再有，为了以良好的重现性制成具有梯度功能性的高质量烧结制品，那就不仅要求能形成多层粉料压块还要求有其他种种本领，因而不存在有适合于制造具有梯度功能的烧结制品的传统粉料加料设备。
鉴于以上所述，本发明的一个目的在于提供一种用来自动地将粉料加到模具内的方法与设备，其中，可把不同的粉料加到烧结模具或粉料压块成形模具内，以全自动的方式于模具内形成一层在一层之上的多层粉层。
本发明的另一个目的在于提供用来自动地将粉料加入模具内的方法与设备，其中的粉料加料工序可以依全自动的方式进行，即采用将适量的粉料加入模具内的步骤，继而采用刮除过剩的粉料量至模具上表面高度的步骤。
本发明的又一目的在于提供这样的用来将粉料自动加到模具内的方法与设备，其中可将不同的粉料，即相互在包括粉料组分、组份百分率、粒度与粉料形状等性质中至少有一种是不同的粉料，以全自动的方式加到模具内于其中形成一层在一层之上的多层粉料层，其中采用将适量的粉料装填到模具内的步骤，继以刮除任何过剩的粉料量至模具上表面高度的步骤。
本发明的再一个目的在于提供这样的用于将粉料自动加入模具内的方法与设备，其中通过采用在所需压力下对已装填到此模具内的粉料层加压，可以制成高质量的烧结产品。
本发明的又另一个目的是提供一种新颖的粉料装填机构，它能将适量的粉料装填到例如烧结模具或粉料压块成形的模具内，而以高的精密度于模具内形成粉料层。
根据本发明的一个方面，提供了自动地将适量的粉料加到内中有通孔的管头模具内的方法，此方法包括下述步骤提供在其孔的下端中装配有一下压芯的模具；将此模具与装配于其中的下压芯带至粉料装填位置；将适量的粉料装填入此模具内同时刮除任何过量的粉料至模具顶面的高度；用所需的压力对模具内此适量的粉料加压，形成粉料压块。
在本发明的最佳实施例中，所述模具可以包括烧结模具而所述下压芯可以有一顶面。在此情形下，此方法还可包括下述步骤测定此下压芯顶面距烧结模具顶面的深度；相对于此烧结模具位移此粉料压块与下压芯，而将粉料压块带至此烧结模具中的所需位置；将上压芯配合到此粉料压块上方的烧结模具孔内。或者，所述模具可以包括粉料压块成形模具，而此下压芯可以具有顶面。在此情形下，此方法还可包括下述步骤测定下压芯的顶面距粉料压块成形模具顶面的深度；相对于此烧结模具位移此粉料压块与下压芯，而得以从此粉料压块成形模具中取出此粉料压块与下压芯。
在本发明的另一最佳实施例中，本方法还可包括多次重复前述装填/刮除步骤，而得以于模具中形成由不同粉料层组成的多层粉料压块，此各个层在包括粉料组份、组份百分率、粒度与粒料形状等性质中相互至少有一种不同。此外，在此实施例中，所述方法可以包括在每次重复此装填/刮除步骤之后重复该加压步骤的步骤，或可以包括在每两次或多次重复此装填/刮除步骤之后重复该加压步骤的步骤。
在本发明的又一最佳实施例中，可以将不同的粉料存储于各个料斗中，其中可以在对于所有料斗都是共同的单一位置处确定出粉料装填位置，其中此方法还可包括将这些料斗顺序带至此单一粉料充填位置的步骤。或者，可把不同的粉料存储于各个料斗中，其中所述粉料装填位置是确定在多个对各料斗各一个的位置上，且其中所述方法还可包括下述步骤将所述模具按照适于在其中形成多层的顺序相继带至此多个粉料装填位置。此外，装填到模具内的粉料量在执行装填/刮除步骤之后可以测量其重量。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于自动地将所需的粉料量装填到具有通孔的管状模具内的设备，此设备包括模具输送系统，用来支承和输送在孔中配合有下压芯的模具；粉料装填机构，用于将适量的粉料装入此模具内，此粉料装填机构位于沿此模具输送系统输送该模具的输送路径上确定的粉料装填位置；以及加压装置，用来将所需的压力对此模具中的适量粉料进行加压以形成粉料压块。
在本发明一最佳实施例中，所述模具输送系统可以包括延伸到涉及预定范围的导轨；以及可沿此导轨移动并能支承此在孔中配合有下压芯的模具作垂直移动的可动运载装置。所述粉料装填机构可以包括位于此运载装置输送路径上方且能于其中存储适量粉料的料斗；以及用来刮除已从料斗装填到模具内的任何过剩的粉料量至此模具顶面高度的刮除机构。此外，所述加压装置包括用来与压配合于此模具内的下压芯的下柱塞以及用来下压此模具内所述适量粉料的上柱塞。
在本发明的又一最佳实施例中可设置多个粉料装填机构，其中分别存储不同的粉料。这些粉料在包括粉料组份、组份百分率、粒度和粒料形状的性质中相互至少有一种不同，其中上述多个粉料装填机构是沿所述运载装置的输送路径排成一行。此外，所述料斗可以相对于保持在粉料装填位置时的模具运动，同时可在保持于粉料装填位置时的模具顶面的平面中运动，而此料斗则可以形成所述刮除机构的一部分。
在本发明的再一最佳实施例中，所述运载工具可以包括可动底座；用来支承模具的接收板，此接收板是由所述可动底座支承成能相对此可动底板作垂直位移；上推件，用来当此模具为该接收板支承时移动配合于模具孔内的下压芯，此上推件为上述接收板支承成可相对此接收板作垂直位移；以及用来驱动此上推件位移的驱动装置。除此，前述设备还可包括测量装置，用来测量内中装填有此适量粉料的烧结模具的重量，由此可以测量此模具内所装填的粉料的重量。
在本发明的又另一最佳实施例中，所述粉料装填机构可以具有单一的粉料装填位置。此粉料装填机构可以包括至少一个可相对于此单一粉料装填位置到达和离去的料斗，此料斗能于其中存储适量的粉料；以及一刮除机构，可用来刮除任何从粉料装填到模具内过剩的粉料量，达到模具顶面的高度。此外，所述加压装置可以包括位于粉料装填位置处的下压件，用来将配合于模具内的下压芯上压；以及一上压件，用来向下对此模具内的粉料量加压。再有，所述模具输送系统可以包括导轨；可动底座，它可由此导轨导引而沿此导轨运动且于其中形成有许多成行排列的孔，每个孔都可与模具的孔对准；装附于此可动底座上的止动件，用来限制模具的向上位移；以及用来驱动此可动底座沿上述导轨朝两个方向运动的驱动装置，由此，所述可动底座能在一次载运与上述孔数相同个数的模具。
在本发明的又再一实施例中，所述粉料装填机构可以还有能进行分度运动的转台。所述料斗可以相对保持在粉料装填位置处的模具运动，同时可以于保持在粉料装填位置处的模具顶面的平面中运动，由此，所述料斗可以构成为该刮除机构的一部分。这样的至少一个料斗可以包括相对于此转台的轴线沿圆周上相分开的位置设于转台之上的一批料斗，这批料斗能单独运动，其中可将不同的粉料分别存储于这批料斗之中，而各个料斗中所含的粉料至少在包括粉料组份、组份百分率、粒度、粒料形状等性质中有一个是互不相同的。
根据本发明的又另一方面，提供了一种用于将粉料装填到顶端有孔口的模具中的粉料装填机构，此机构包括具有顶面的支承板以及用来接收上述模具上端的孔，其中此模具的上端可以配合到此孔内而在其间没有实质性的间隙，且使此支承板的顶面与此模具的顶面相互基本平齐；以及料斗，此料斗具有底面且布置成可在支承板的顶面上运动，而以此底面与支承板的顶面接触，此料斗中存储有适量的粉料。此料斗具有用来分配粉料的底部孔口，此孔口开设在底面上而其大小等于或大于所述模具的孔的顶部孔口，其中所述料斗可在支承板的顶面上运动且越过此模具的顶面。
在本发明的最佳实施例中，所述料斗可以在其底部孔口为前述支承板关闭的第一位置和此底部孔口与此支承板的孔口对准的第二位置间运动，由此，通过此料斗从此第一位置到第二位置再返回第一位置的一对行程便完成了粉料装填。或者，此料斗可以沿此第一位置与料斗底部孔口为该支承板封闭的第三位置间的直线路径运动，其中此料斗在上述第一与第三位置的行程中绕过该第二位置，在此，此料斗的底部孔口与此支承板的孔口对准，由此，通过此料斗从上述第一与第三位置中之一到另一的单一行程便完成了粉料装填。
本发明上述的和其他的目的，特点与优点可以从下面参看附图对其最佳实施例所作的详细描述中获得理解，附图中
图1A至1H是烧结模具的剖面图，用来说明本发明的将粉料自动加入模具内的方法的原理；图2是依据本发明第一实施例构制与布设的用来将粉料自动加入模具内的设备的侧视图；图3是图2中的自动式粉料加料设备的平面图；图4是图2所示自动式粉料加料设备的运载装置和测量装置的前视图，其中所示运载装置经部分切除；图5A是沿图4中箭头Z-Z示向观察的此运载工具部分剖开的侧视图；图5B是沿图5A中箭头C-C示向观察的此运载工具的剖面图；图5C是沿图5A中箭头C-C示向观察的此运载工具的剖面图；图5D是沿图5A中箭头D-D示向观察的此运载工具的剖面图；图6是沿垂直于图4观察方向的方向所观察的图4中测量装置的侧视图；图7是烧结模具分配装置的正视图；图8是沿垂直于图7观察方向的方向所观察的图7中烧结模具分配装置的侧视图；图9是粉料装填机构的平面图10是图9的粉料装填机构的纵剖面图；图11是图9的粉料装填机构沿图9中U-U线截取的横剖图；图12是加压装置的正视图；图13A是沿垂直于图12的观察方向的方向所观察的图12的加压装置的侧视图；图13B是图12的加压装置的支座的放大平面图；图14是发送装置的侧视图；图15是沿垂直于图14观察方向的方向所观察的图14中发送装置的正视图；图16是依据本发明第二实施例构置和布设的用来将粉料自动加入模具内的设备的示意性平面图；图17是沿图16中V-V线截取的图16中设备的剖面图；图18是沿图16中W-W线截取的图16中设备的放大剖面图；图19是用于图16设备中的粉料装填机构的平面图；图20是图19中的粉料装填机构的剖面图；图21是依据本发明第三实施例构制与布设的用来将粉料自动加入模具中的设备的一部分的示意性平面图；图22是图21的自动粉料加料设备中所用运载装置的放大平面图；图23是沿图21中X-X线截取的放大剖面图；图24是沿图22中Y-Y线截取的放大剖面图；图25是图21的设备中所用升降/支承设备的放大图。
现在参考附图详述本发明的最佳实施例。
首先参看图1A-1H来描述依据本发明将粉料自动加入模具内的方法的原理。(1)首先，设置本方法中所用的模具a，它包括一管状体，内有通孔b确定出模腔，如图1A所示。同时设有下压芯e，它从模具a的底部插入孔b内而配合到孔b中。模具a可以是不仅用于在其中形成粉料压块还能在继后的电烧结过程将此粉料压块保持于其中的烧结模具，或可以是只是用来于其中形成粉料压块而后从中取出用于烧结处理的粉料压块成形模具。在前一种情形，模具a和下压芯e可以由任何适用于电烧结过程的导电材料例如石墨形成。在后一种情形，模具a和下压芯e可以由任何适当的铁基材料例如钢形成。模具a及配合于其中的下压芯e放在底盘(未图示)之上，带至粉料装填位置，高精度地使模具a与粉料装填位置对准。应该注意，此底盘是用来方便此连续制造过程而并非用来防止下压芯掉出模具的；事实上，下压芯是紧配合到模具的孔中。这样即令不用底盘也能有效地防止下压芯从模具中掉下，但是此模具本身是被卡紧用于运输的。
(2)随即将模具a固定地保持于粉料装填位置，同时由上推杆f上推此下压芯e，如图1B所示，使此下压芯沿垂向相对于模具a(它在此时刻被固定地保持住)位移，直至下压芯e的顶面距模具a的顶面c的距离(或深度)达到所需的距离(或所需的深度)。此所需的深度取决于拟充填到模具a内所需的粉料量，因而也即取决于拟形成于模具a中的粉料层的所需厚度。
(3)再如图1C所示，将所需数量的粉料j用粉料装填机构装入模具a和下压芯e顶面限定的空间h内，此粉料装填机构也用作刮除器，用来刮除任何过剩的粉料量，至模具顶面高度。当粉料装填作业完成后，装入此空间h中的粉料量j便形成其顶面与模具a的顶面同高度(或平齐)的粉料层。
(4)然后，如图1D所示，在下压芯e由支承板其底面的下柱塞g稳定地保持住时，通过降低一上柱塞k而以所需的压力对模具a中的这一数量的粉料j加压，形成一粉料压块。此所需的压力取决于拟装填的粉料性质，例如粉料的组份材料和/或粒度，且选择为能确保在烧结后可获得满意成品的这样一个压力。
(5)所述设备可以用来于模具中形成包括不同粉料层的多层粉料压块，这些层在包括粉料组份、粉料百分率、粒度与粒料形状等性质中相互之间至少有一种性质是不同的。在要形成这种多层粉料层块时，在进行了上述步骤(4)中对模具中的粉料的加压作业后，使上与下柱塞k和g一起相对于模具a沿垂向位移，以去调节粉料压块(由以前充填的粉料形成)的顶面距模具的顶面c使其达到为用于下一粉料层给模具中充填所需粉料量时的所需深度。然后对此下一粉料层重复步骤(3)与(4)的操作。在此之后，对于此多层粉料压块所包括的各粉料层再重复步骤(5)的一系列操作。
(6)要是此模具是烧结模具a1，所完成的粉料压块便在保持于模具中时随后进行烧结处理。在此情形下，于此多层粉料压块中的最后一层粉料层加压操作的同时或之后，使下柱塞g、下压芯e、完成的粉料压块与上柱塞K一起相对于模具a向下位移，将此完成的粉料压块在模具a中的垂直位置调节到所需的垂直位置(这通常是此模具中的垂向中间位置)。然后从模具中取出上柱塞K，并代之以由韧性导电材料如石墨制的上压芯m，它是从上方插入烧结模具的孔b之内，如图G所示。至此便完成了将粉料加入烧结模具内的操作序列，而将在其中配合有上与下压芯且保持有完成的粉料压件的烧结模具送到下一站进行烧结处理。另一方面，要是此模具是粉料压块成形模具a2，即通过适当的操作从模具a2中取出此完成的粉料压块n，例如将上柱塞K下移而将粉料压块n推出模具。应该注意到，模具中粉料的加压操作可以在充填/刮除作业每次重复之后重复，或可以在充填/刮除作业每两或多次重复之后重复。此外应注意，粉料层的厚度会因加压操作导致的致密化而减小，这在进行下一层的粉料充填作业时必须考虑到粉料层厚度的这种减少现象。
下面参看图2至15来描述依据本发明第一实施例构制和布设的，用来自动地将粉料装填到模具内的设备以及由此设备将粉料加到模具内而对其中所保持的粉料压块进行电烧结的典型作业序列。
图2与3示明了第一实施例的自动式粉料加料设备10(以后简称“加料设备”)。加料设备10可以合适地用于在烧结模具中形成包括多层不同粉料的多层粉料压块，这些不同的粉料在包括粉料组份、组份百分率、粒度与粒料形状等性质中至少有一个是不同的。加料设备10包括了如下所述的一批成行设置的分别独立用于装填不同粉料的粉料装填机构。具体地说，加料设备10包括机架11(沿图2与3中水平方向延伸)、设于机架11一端(图2与3中的右端)的烧结模具分配装置12、包括一批沿机架儿长度成行配置的粉料装填机构14的粉料装填系统、设于机架11上且与上述粉料装填系统相邻的测量装置16、与机架11分开构置且与此机架11左端相邻的加压装置18、用于取出或拾出和发送烧结模具的取出装置20、以及用来从烧结模具分配装置12将烧结模具与底盘(即烧结模具与它置在上面的底盘)输送至加压装置18的烧结模具输送系统22。这样，在此实施例中，烧结模具a1便与位于其下的相关底盘J一起输送。如图4虚线所示，底盘J中开有中央圆孔H，其直径小于烧结模具的孔径6。底盘J的顶面还有一中央的浅凹座，用来纳置烧结模具的底部，以确保运输过程中使烧结模具能合适地就位于底盘J上。烧结模具存贮存于分配装置12中时使一下压芯e配合到孔b中，而以此下压芯底部的外周边沿底盘J的中央孔H的边缘与底盘J的底面触合。在此条件下，此烧结模具由分配装置12分配到后面将细致描述的运载装置上。
参考图4与5，烧结模具输送系统22包括一对分开的水平导轨221，沿窄长的机架11的纵向延伸，覆盖机架11的全长。导轨221安装在机架11的底架件111以及加压装置18的底板之上。输送系统22还包括沿导轨221延伸的齿条222和由导轨221支承并可沿其运动的运载装置223。运载装置223包括水平的平整的可动底板224，后者有4个轮子225，相对于图4的左右侧各两个，图4中只示明其中的两个。由于设有这些轮子225，可动底板224就能沿导轨221运动。可动底板224由安装于其上且集中设有减速齿轮的驱动马达226驱动而沿导轨221运动。驱动马达26有输出轴，轴上固定地安装的小齿轮227与齿条222啮合，使得驱动马达的运转能促使可动底板224沿导轨221运动。可动底板224上固定地安装着四个轴承套229a(底板224各侧上有两个，图4中只示明了两个)，以及四个为各个相应轴承套229a所支承和导引的立柱229用于相对于可动底板229作垂直移动。在此四个立柱的上端固定地和支承着水平的平整的接收板230。接收板230之中形成一个中央圆孔231。当载有烧结模具a1的底盘J置放到接收板230上时，孔231便基本上与烧结模具a1的孔b对准。在柱229的中点附近固定有一安装板232使这四个立柱229相互连接。
在安装板232与接收板230之间设有升降板233。升降板233上固定地安装着四个轴承套233a，用来接纳各个立柱229，使得此升降板233为立柱229导引作垂直移动。升降板233的顶面上还固定地安装一上推件234，用来将配合在为底盘J所承载的烧结模具中的下压芯上推到接收板230之上。安装板230上设有驱动马达235，它包括其中设有减速齿轮的马达。驱动马达235有垂直输出轴，它的轴线与接收板230的孔231的轴线准直。驱动马达235的输出轴之上固定地连接着螺旋轴236，使得驱动马达235的运转能促致螺旋轴236转动。升降板233上固定地安装有螺母237与螺纹轴236螺合。当驱动马达235运转而转动螺旋轴236时，升降板233便与上推件234一起相对于立柱229因而相对于安装板沿垂向位移。上推件234有一以其轴线沿垂向延伸的柱状杆和一沿径向从此杆的顶端朝外延伸的水平顶端凸缘234b，其中形成的轴向通孔234a则沿垂向延伸(图5A)。螺纹轴236接纳在上推件234的轴向孔234a中。在此实施例中，驱动马达235所用的马达包括一步进马达，它能以定位误差充分小于0.1mm而通常约为0.01mm的精度进行定位控制。也可以采用其他的器件，只要它们能够提供相同程度的定位精度即可。
可动底板224上有一升降马达239。立杆238固定地连接到安装板232上，杆238的上端则固定于安装板232上。可动底板224上还安装有驱动机构，用来有效地连接升降马达239的输出轴和立杆238，以将前者的旋转运动变换为后者的直线运动。此驱动机构可以包括齿条齿轮机构、丝杆机构或一包括有与立杆238作摩擦接触的辊的辊机构。此驱动机构最好包括由升降马达支承成用于转动和驱动的旋转螺母(未图示)，而立杆238包括一与此旋转螺母螺合的螺杆。这种机构通常可控制安装板232的垂直位移，其精度允许定位误差小于0.1mm。工作中，当升降马达239起动来转动旋转螺母时，安装板232便与柱229和接收板230一起相对于可动底板224沿垂向位移。运载装置223输送烧结模具a1，此时烧结模具a1位于底盘J之上，而底盘则又设在接收板230之上。底盘J为一板状件，顶面上形成有中央的浅凹座用来接纳烧结模具a1的底部。烧结模具a1可以定位于底盘J上并借助此中央凹座为其保持。虽然在此实施例中是借助所述中央凹座使烧结模具定位并保持于底盘J之上，但也可采用其他装置来提供这种功能。此外，虽然此实施例所用烧结模具包括一具有圆形横剖面的空心柱体，但任何其他包括有具备不同横剖面的管状体都是可以采用的。可动板224、安装板232和升降板233分别具有凹座或切口224′、232′和233′，它们朝一个方向开口，面朝导轨221的一端，此方向称为运载装置233的前进方向。凹座224′、232′与233′能接纳加压装置18的竖立的空心柱形底座(提供了与图1B至1F中下柱塞g相同的功能，将于后面详述)，使得上推件234的轴线可以与该柱形底座的轴线基本准直。要是下压芯e的尺寸使之可以紧配合到烧结模具a1之内，则当下压芯在下一个粉料装填作业中未对其作任何支承的条件下就不会在此模具内下降。要是出现这种情形，就可用液压缸取代用来相对于安装板232来升/降上推件234的驱动马达，只要此液压缸能高精度地确定下压芯e的上限位置即可。
参考图7与8，烧结模具分配装置12包括一升降机120，用来于其中存储一批烧结模具a1以及相关的各承载一个模具a1的底盘J。升降机120包括一对水平驱动轴121，设于机架11的两相对侧(图7中机架11的右侧与左侧)；一对水平的惰轮轴122和相关的驱动轴121；以及用来驱动该驱动轴121转动的驱动马达123。驱动轴121由已知类型的相应轴承121a支承用于进行转动，由此而安装到机架11的一对右与左边部件112的上边缘之上(图7)。机架11还包括两对用于烧结模具分配装置12的立柱114，它们安装于这对边部件112之上。惰轮轴122由已知类型的轴承支承用于进行转动，而由此安装于立柱114的顶端，使得此惰轮轴122设于机架11的相对侧且正好在相关的驱动轴121之上。烧结模具分配器12还包括已知的链与链轮型的传动系，用来传送驱动马达123的转矩，驱动两驱动轴121依相反方向转动(即右与左侧驱动轴在图7中分别依顺时针和反时针走向转动)。具体地说，上述传动系对于机架11的各侧包括一对固定地安装于机架11的一侧的驱动轴121之上的相分开的链轮125，同时有一对相分开的链轮126固定地安装于这一侧惰轮轴122之上，两个链轮126所分开的距离与两个链轮125间的距离相对。对于机架11的各侧而言，驱动轴121上的这对链轮125和惰轮轴122上的这对链轮126是通过一对绕于其上的循环链127作有效的连接。在上述方式下，总共设有两对链127。每对链127上以恒定的间隔安装着一批水平支持杆128，使这对链127相互连接。上述这对驱动轴121受驱动作反向同步转动，而左、右侧链对(依图7所示方向)间的相角经调节成，使得设于左侧链对上的支承杆128常与其对应的设于右侧链对上的支承杆保持平齐。
设于左侧链对(按图7示向)的支承杆128之一和设于右侧链对上的相应支承杆128在一起组成支承杆对。各对支承杆128支承一载承烧结模具a1的底盘J，使得可以在烧结模具分配装置12中存储多个烧结模具。为了分配烧结模具a1，启动驱动马达123使链127每次移过一预定距离，按图7中的各箭头示向，使得由此支承杆对所支承的底盘降下，而这两个底盘中最下面的一个便分配到载运装置223的接收板230之上，然后再定位于烧结模具分配装置12之下。
粉料装填机构14沿载运装置223的输送路径成行布置。机构14的个数应等于或大于所用的不同的粉料数。由于粉料装填机构14具有相同的结构和用于提供相一致的功能，故只详述其中之一。参看图9、10与11，机架11包括一对延其纵向即平行于导轨221的纵向延伸的上梁113(图10)。如图所示，粉料装填机构14包括一以周知方式水平地固定于机架11的上梁113之上的大致矩形的支承板141。支承板141垂直于运载装置233的运行方向延伸，而且是在运载装置223所输送的烧结模具a1的输送路径之上。粉料装填机构14还包括一对安装于支承板141顶面之上且与运载装置223运行方向相分开的水平的料斗导轨142以及一个设于支承板141之上且在两个料斗导轨142之间的可动料斗150。料斗导轨142垂直于运载装置223的运行方向并且是在烧结模具a1的输送路径上方延伸。可动料斗150由水平导轨142支承并导引作水平位移。支承板141中形成有孔141a(本实施例中为圆形)。孔141a形成于这样的位置上，使得位于载运装置223之上的烧结模具当此载运装置已到达粉料装填机构14的粉料装置位置时与该孔对准。此外，孔141a所取尺寸还能使其接纳下烧结模具的顶端而在其间不存在任何实质性的间隙。各个料斗导轨142包括确定出一向下的水平导承面143a的导板143、以周知方式固定于基板141之上的基板144、以及将导板143与基板144以在其间留出空隙的方式相连接的一批支承棒145。
可动漏斗150包括的空心圆柱体151具有的内径基本上等于或略大于烧结模具a1的孔径b并具有沿径向外延的底凸缘152。底凸缘152从平面上有矩形的外部轮廓，它近似有四个边的方形，其中的一对边沿漏斗导轨143延伸。底凸缘152的各个这些侧边之上设有两个辊153，用来在相应的一个漏斗导轨143的导引面143a之上滚动。这些辊153(总共四个)总是与导承面143a贴合，如上所述的面向下，而得以有效地防止可动漏斗150升高而与支承板141的顶面分离。可动漏斗150的空心柱体151中充填以粉料。一般，尽管最好是使料斗体151所具的横剖面相当于从此料斗150将粉料加入到其内的烧结模具的横剖面，但也可采用其他的横剖面来实现合格的结果。例如对于具有圆形横剖面的空心柱体的烧结模具，我们也可采用具有方形横剖面的管状体的料斗。此外，料斗体151的内腔的横剖面所具尺寸最好是等于或略大于所用烧结模具中孔的横剖面的尺寸。这样，若两者的横剖面都是圆形的时，设D1与D2分别表示烧结模具孔的内径和空心体内腔的内径，则最佳关系可以表示成D1≤D2。
可动漏斗150具有一棒件154，棒件的一端与可动漏斗150的一侧(图9与10中的左侧)相连，此棒件平行于料斗导轨142延伸(即沿图9与10中的水平方向延伸)。棒件154为直线轴承155支承成能沿棒件154的纵向滑动，直线轴承则固定地安装于支承板141之上。棒件154为驱动马达146和已知类型的适当驱动机构(未图示)驱动作往复的直线运动。此驱动机构可以是齿轮齿条传动机构，包括在棒154上形成的齿条齿和与此齿轮齿啮合的小齿轮，为驱动马达146驱动依两个方向转动。这种驱动机构最好设于直线轴承155的机壳中。棒154的位置因而是可动料斗150的位置可由一对安装在棒154的运动方向中相分开位置上的位置传感器147a和147b探测。
具有上述结构的粉料装填机构14按以下所述方式工作。在准备工作时，可动料斗10在其体151的腔中存储有足够数量的粉料j且位于图10所示两个等待位置M与O之一处。上面设有烧结模具a1和相关底盘J的运载装置223受驱动，将烧结模具a1带到粉料装填机构14的粉料装填位置。然后启动运载装置223上的升降马达239去提升接收板230和四个立柱229构成的组件，直到底盘J上的烧结模具a1顶端进入支承板141的孔141a而烧结模具a1的顶面C已同支承板141的顶面基本同高(或平齐)。同时起动运载装置223上的驱动马达235，转动螺旋轴236使升降板233与上推件234相对接收板130一起上升，由此使下压芯e相对于烧结模具a1位移，直至下压芯e的顶面上升到下压芯e的顶面距烧结模具a1的顶面C的距离成为所需距离(或所需深度)的高度。为了防止烧结模具在下压芯于烧结模具内上移时此烧结模具会升高，在粉料装填机构14中设有夹具(未图示)，用来夹住烧结模具将其固定于粉料装填机构14上。此下压芯的顶面距烧结模具a1顶面的“所需”深度取决于待装填到烧结模具内的所需粉料量或要在烧结模具中形成的粉料层的所需厚度。另一方面，下压芯的顶面距烧结模具a1顶面的“实际”深度，则可以由已知的烧结模具a1的高度和下压芯的高度(或厚度)，根据上推件234的垂直位置相对于接收板230的垂直位置的测量结果加以控制。然后起动可动料斗150，进行自位置M到位置0的运动行程或者相反。在此行程中，可动料斗150内室的底部孔(或口)通过烧结模具a1的孔b的顶部孔(或口)，然后从料斗150将粉料装填到烧结模具a1的孔b中。当可动料斗150达到位置M或O时，便结束粉料装填作业。由于可动料斗的底面在此行程中始终与支承板141的顶面触合，刚刚装填到烧结模具a1内的这批粉料便具有与烧结模具a1的顶面平齐的平顶面。这样，可动料斗150底面的边缘便起动刮板作用，可刮除任何超过的粉料量，达到烧结模具a1顶面的高度。完成粉料装填作业后，运载装置223的接收板130便与烧结模具一起下降。下压芯紧配合到烧结模具的孔内，使得必须有显著的力才能促成下压芯相对于烧结模具位移，结果便不会由于重力造成下压芯相对于烧结模具无意的下降。于是，在用液压缸来取代升降马达235升/降上推件234时，一旦此上推件234上升到将下压芯固定到用于在烧结模具中形成第一粉料层的粉料装填作业的所需位置时，就不再需要将上推件234保持于此位置而可使上推件降低。
现在再回来参看图4与6，测量装置16包括水平支承板161，它固定于机架11的上梁113之上并于运载装置223的输送路径上方延伸；四个轴承套162a，固定地安装于支承板161之上；以及四个立棒162，它们由各相应的轴承套162a支承作垂直位移。这四个轴承套162a设在支承板161上，在此支承板161的各端(图4中的右端与左端)各有两个。测量装置16还包括安装在立棒162上端的连接杆163、安装在支承板161中点处的载荷传感器164、固定于连接板163上用来将载荷传感器164下推的推杆165。每个立棒162具有一支持杆166，它与相关的立棒的下端连接，沿水平方向延伸向运载工具233的输送路径。在支承板161上固定地连接着用来沿垂向导引配重168的垂直导棒167。此各垂直导棒的下端固定着朝运载工具延伸的支承杆166。支承杆166通过缆绳169与配重168连接，使得立棒162、连接板163、烧结模具与底盘的总重与配重168基本上平衡，用以防止有任何过量的载荷作用到载荷传感器164上。工作中，每当已对烧结模具进行完粉料装填作业时，即可把烧结模具带到测量装置16的测量位置。或者，只有在烧结模具中形成了所有的粉料层时，才把烧结模具带到测量位置。在上述任一情形下，当烧结模具由运载装置233带至此测量位置时，运载装置233中的升降马达239便起动将接收板130降下。当接收板130下降到支承杆166之下时，放在接收板223上的烧结模具和底盘便到达支承杆166。这时的烧结模具与底盘便只由支承杆166支承，而已装填到烧结模具中粉料量的总重至此已为载荷传感器164测量过，其中排除了立杆162、连接板163、底盘J、烧结模具a1与下压芯e等的重量。此外，根据这样取得的测量结果，就可确定最新装填到烧结模具中粉料的重量。这项测量作业可以在以后详述的加压作业之前或之后进行。
参看图12与13，加压装置18包括与机架11分开的矩形底板181；固定地安装在底板181上的四个立柱182，底板181每个角隅一个；固定地安装于底板181中心处的竖立底座181；由柱182的上端支承和连接的顶板184；为立柱182所导引用来在顶板184与底板181之间作垂直运动的加压导向件185；固定地安装在加压导向件185上的上柱塞或加压件186；安装于顶板之上并具有与加压导向件185相连的活塞187a的液压缸187。底板181上设有一对导轨(未图示)，而这对导轨则形成了安装在机架11的机架部件111下的导轨221的延长部分，使得运载装置223不仅可以有效地沿机架11上的导轨221运行，而且还能沿底板181上的导轨运行。底座183有一顶端183a，它所取的形状和尺寸得以使其置纳于运载装置223中接收板130的孔131内以及底盘J中形成的孔H内。底座183为空心柱形，其上形成有切口191，如图12B所示。切口191面对运载工具趋近底座183的方向并形成此空心柱形底座183的内与外的通道。当运载装置223已到达加压装置16的加压位置时，切口191便可让运载装置223的一部分进到底座183的内部空间，而这一部分则包括上推件234的柱形杆部、驱动马达235、安装板232的中央部分233a以及升降板223的中央部分232a(参看图5C与5D)。此外，当运载装置223处于此位置时，上推件的顶凸缘234b便延伸到底座183的顶部圆边缘之上，且使上推件234的轴线与底座183的轴线基本准直。再有，当运载装置223处于此位置时，底座183便接纳到运载装置223的升降板中形成的凹座或切口224′之中(图5B与5D)。上柱塞或加压件186有一下端其形状和尺寸可使之紧配合到烧结模具a1的孔b之中。此加压装置18还包括一对液压缸(升举缸)188，通过位于底座183相对座的相应托架189而安装于底板181上。液压缸188由相应的托架189支承而以其活塞杆188a向上延伸。而活塞杆188a的上端分别接附有一对支承件190。
工作中，当加压装置18处于等待烧结模具到达的状态时，上面安装有上柱塞186的压导向件185便为液压缸187置于其上部位置，同时控制升举缸188使其活塞杆188a处于其回撤位置。当运载装置223到达加压装置18的加压位置，底座183便接纳于各升降板224、安装板232和升降板233的相应凹座224′、232′和233′中，而上推件234的柱形杆部、驱动马达235、安装板的中央部232a以及升降板233的中央部233a便一起通过切口191进入底座183的内部空间。当运载装置223已达到加压位置时，上推件234的轴线便与底座183的轴线基本准直，同时上推件234的顶凸缘234b便于底座183顶边缘的上方延伸。此时，升降马达239起动而使运载装置223的接收板230下降，从而将上面设有烧结模具a1的底盘下降，直至上推件的顶凸缘234b与底座183的顶边缘接触，而此时的顶凸缘234b的上表面则与配合在烧结模具中的下压芯的底面仍然接触，使得烧结模具a1在此为配合于其中的下压芯以及充填于其内的粉料量所支承。然后起动液压缸187使沿着立柱让压力导向件185以及上柱塞或加压件186下降，而让上柱塞186能以所需液力和所望的时间对充填于烧结模具内的粉料加压。
在上述加压作业完成后，烧结模具内的粉量已大体被压实，使得这样形成的粉料压块的顶面已从初始高度即烧结模具的顶面C的高度下沉。这种沉陷可以通过控制上柱塞186的底面相对于烧结模具顶面的相对垂直位移加以测量。这种探测可以用适当的传感器例如接触传感器实现。因加压操作而产生的沉陷远小于接着在烧结模具中可能形成的任何粉料层的厚度。因此，要是将于这层粉料压块上形成另一粉料层时，此粉料压块就必须相对于烧结模具向下位移，以便允许进行下一粉料层的粉料装填作业(因粉料压块压实产生的沉陷加上此粉料压块相对于烧结模具的继后下移将等于下一粉料层的厚度)。这样，在下压芯和粉料压块被保持压在底座183和上柱塞186之间时，起动升举缸188来将其活塞杆188a向上，结果就能使活塞杆188a的上端与运载工具223的接收板230接触而上接收板230上升。同时，起动液压缸187，使上柱塞186以与接收板230相同的速率上升，使粉料压块保持受压。再与此同时，按提升接收板230的方向起动升降马达239(此时上推件234与接收板230一起上升)。上述操作继续到运载装置233的接收板230上升到此接收板230在烧结模具输送过程中所保持的高度。达到此高度时，上柱塞186和上推件234便相对烧结模具下移，使粉料压块保持于其间加压，直至上推件234下移的量达到所需的量(此量取决于拟为下一粉料层所选择的拟充填的粉料量)。在此方式下，粉料压块相对于烧结模具a1下移。此粉料压块下移的量可以通过测量上推件234的位移而探测出。当拟形成的粉料压块是一种非多层式的粉料压块因而只需在烧结模具中形成单一的粉料层(这样的粉料层常比多层式粉料压块中的任何粉料层厚得多)时，底盘及其上的烧结模具的上移量经控制成，使得此粉料压块相对于烧结模具的垂直位置乃是用于继后进行烧结作业的最适位置。为了在上一粉料层的粉料装填和加压操作之后进行用于下一粉料层的另一种粉料装填作业，使上推件234相对于接收板230下移的距离与下一粉料层的厚度相当，(但当下芯在下一次粉料装填作业中不需支承时，此上推件234可以进一步降低到等待位置)。此外，当拟形成的粉料压块是多层粉料压块因而需在烧结模具中形成多层粉料层时，在对最后的粉料层进行了粉料装填和加压操作之后，将底盘及其上的烧结模具上移的量控制成，使得此粉料压块相对于烧结模具的垂直位置乃是继后进行的烧结作业的最适位置。应该注意，上柱塞186在烧结模具的孔中的配合是紧配合(以防任何粉粒不然就会通过此孔与上柱塞187之间的间隙逸出)，上柱塞186当起上升以从烧结模具中脱出时常有可能将烧结模具上拉。为了防止烧结模具为上柱塞186上拉，在加压装置上设有夹紧机构(未图示)用来在从烧结模具中上提上柱塞186时将烧结模具夹紧。
参看图14与15，取出装置20用来相续地从运载工具223中取出在加压装置18中已经过加压处理的上有烧结模具的底盘，然后把它们送到下一个处理站。发送装置20包括的升降机200其结构与烧结模具分配装置12中的升降机120类似，因此对相同的部件以相同的标号表明，同时为简单起见略去其细详说明。取出装置20的升降机200同烧结模具分配装置12中升降机120的主要差别在于，升降机120是用来相续地将上设有烧结模具的底盘(即烧结模具与底盘)降下并把它们分配到运载装置233之上，而升降机200则是用来相续地从运载工具223上拾出或取出烧结模具与底盘并将其提升到输送线上。此取出装置20还包括用来将烧结模具与底盘从运载装置233送至升降机200的第一输送机构201以及用来将烧结模具与底盘从升降机200送至传输线以把它们送到下一个处理站的第二输送机构210。
第一输送机构201包括一对水平导轨203，它们设在升降机200的相对侧并通过托架202固定地安装于机架11的竖立子机架114上；一对滑动头204，分别由导轨203支承与导引，用来沿导轨203运动；以及液压缸(用作致动器)205，它固定地安装于托架202之上，沿着导轨203之一(图15中左侧上的这一导轨)平行延伸。滑动头204的端部(图14中的右端)通过在这两个端部间延伸的横推进杆206相互连接。此横推进杆206用来将底盘J(上面有烧结模具)沿水平方向推向其能为升降机200取出并升高的位置。液压缸205的活塞杆205在其梢端与滑动头204中最靠近液压缸205的一个连接。这样，活塞杆205a的往复运动会促使滑动头204在位置L1与L2之间往复运动(参看图14)。第一输送机构201还包括一对升举缸(用作致动器的液压缸)207设在运载装置223的输送路径的相对侧，用来将底盘J(上设有烧结模具)提升到可让横推进杆206推动底盘J的高度。机架11包括一对安装在其一对侧边件112上的一对水平梁115(图14中只示明其中之一)。第一输送机构201还包括成行布置(沿图14水平方向)并为这对水平梁115支承，用来按周知方式转动的进给辊208、209。这对进给辊208、209能自由转动；当底盘J为横推进杆206推动时，它就会为进给辊208、209推至它可以为升降机200的支承杆128拾取的位置。
第二输送机构210包括推送缸(用作致动器的液压缸)211，用来将一提升的底盘从它在升降机200中的最上位置再升高到传输线上。工作中，当载有底盘的运载装置223已到达取出装置20时，起动升举缸207将此底盘提升。然后起动液压缸205使横推进杆26于图14中由右移向左方，由此横推进杆206使底盘移至这样一个位置，在此位置上，此放有烧结模具的底盘便装载到升降机200的支承杆128上。这样装载到支承杆128上的底盘为此升降机200升至机中的最高位置，然后从升降机200中推出到图14中的左方，再由推送缸211将其推送到传输线上。
尽管在图中并未示出，但在运载装置233的如图14中虚线所示的附近位置设有压芯安装机，用来将上压芯m装配到其中装有完成的粉料压块的烧结模具中孔b的上端部内。此压芯安装机例如可以包括工业机械手，能用来通过抓住上压芯m的上端而将其拾取，再将此上压芯m带至正好在烧结模具a1上方的位置，此烧结模具也正是在此时定位于图14中以虚线示明的位置处，然后使此上压芯下降而配合到烧结模具a1的孔b之内。这样的工业机械手是有关技术中周知的，因而不于此作更详细的描述。
下面详述根据本发明的第一实施例构造和设置的、由所述设备10提供的用来将粉料装入模具内的典型的操作程序。
各烧结模具a1在其通过设备10输送过程中一一置放于相应的底盘J上。如前所述，底盘J中有孔H。当烧结模具分配装置12将一其上设有烧结模具a1的底盘J分配到运载装置223之上时，此运载装置233便起动，按照适合于烧结模具中形成多层粉料层的顺序，顺序地移到所选择的一个粉料装填机构14处。当运载装置223移到第一个所选的粉料装填机构时(通常，此运载装置223首先移至位置A或K处的粉料装填机构)，便停在此粉料装填机构之下，然后高精度地定位于此装填机构的粉料装填位置。此时，升高接收板230将烧结模具a1及其底盘J带至预定高度，在此高度，烧结模具a1的上端接纳到粉料装填机构的支承板141的孔141a之中。与此同时，上推件234相对于接收板230上升一预定距离，而将下压芯e升至适合将第一粉料层所需粉料量装到烧结模具内的高度。再以前述方式起动此粉料装填机构使所需量的粉料装入烧结模具a1的孔内。当粉料装填作业完成后，此烧结模具便由运载装置移至加压装置18的加压位置，这时的加压装置便以所需的压力对烧结模具内的这一粉料加压，形成预加压的粉料压块。要是在此烧结模具内必须为形成下一粉料层而进行另一种粉料装填作业时，要末将此烧结模具相对前述粉料压块上移，要末使此粉料压块相对烧结模具下移，而与此同时使此粉料压块保持于受压状态，使得粉料压块在烧结模具内的垂直位置调节到这样一个位置，适合用来为下一个粉料层将所需的粉料量装填到烧结模具内。然后，加压装置18松释此烧结模具a1，而运载装置223将此烧结模具a1移至测量装置16的测量位置，在此位置，依上述方式测量烧结模具中粉料的重量。
对拟于烧结模具中形成的各个粉料层重复以上操作程序，其中在把不同粉料装填到烧结模具内时采用不同的粉料充填机构。这种操作程序中重复次数的总数等于烧结模具中拟形成的粉料层数。当对于最后一层粉料层的粉料装填作业与加压或预加压作业已完成后，便将烧结模具内已完成的多层粉料压块的垂直位置调节到适合于下一个烧结过程的位置，为此，使运载装置223相对粉料压块上移，同时由加压装置18继续对此粉料压块加压或将其保持。最后由发送装置20将已进行过上述作业的烧结模具与底盘从运载装置233上取下。
下面参看图16～20描述依据本发明的第二实施例的构制与布设，用来将粉料加入模具内的设备，以及实施其将粉料装入烧结模具内的典型操作程序。图16是此第二实施例的自动式粉料加料设备10A的示意性平面图。此自动式粉料加料设备10A具有许多设在转台上的粉料装填机构，能将不同的粉料在烧结模具保持于一个位置上时加入此烧结模具内并加压。这是此设备10A与上述第一实施例中设备的主要差别。自动式粉料加料设备10A包括输送系统22A，用来将烧结模具及其相关的底盘一起沿预定输送路径输送；水平转台24A，由已知类型的分度驱动机构(未图示)支承绕垂直轴线转动并受驱作分度运动。转台24A部分地延伸到输送系统22A的输送路径的上方。此自动式加料设备10A还包括一设在有部分转台24A延伸到输送系统22A之上位置处的升降/支承装置25A，用来从输送系统22A接收烧结模具并提升和支承此接收的烧结模具；以及一设于升降/支承装置25A之上的加压装置26A，用来与此升降/支承装置25A协同工作，以所需的压力对装填于烧结模具内的粉料加压。此自动式粉料加料设备10A还包括烧结模具分配装置(未图示)，用来将烧结模具及其相关底盘分配到输送系统之上；取出装置，用来从输送系统22A上取下烧结模具及其相关底盘并把它们送到下一站，这两者都与第一实施例中所用到的相似，但这两者作了明显的改进来满足输送系统22A的要求。
参看图16与18，输送系统22A包括一对用来支承和导引载有烧结模具的底盘J，其中此底盘J是在边缘受到支承(相对于输送方向)。输送系统22A还包括驱动装置220A，用来驱动为导轨221A支承的底盘J使其沿导轨221A运动。驱动装置220A可以是传统的链驱动装置，包括一对驱动链轮(未图示)、空转轮(未图示)以及绕过这些轮上并沿相应导轨221A延伸的循环链222A。各个循环链222A上有一列沿其等间隔地设置的爪，用来当循环链222A受驱循环时，结合并推动各个底盘。导轨221A可以等间隔地配置一列辊以便于底盘作光滑运动。此外，导轨221A还可设置一对在其上方的用来防止底盘从其上升离的平行延伸的副轨。
参看图19与20，粉料装填机构14A在结构上与第一实施例中所用粉料装填机构14类似，其中的若干不同之处是，粉料装填机构14A包括一可动料斗，它可于水平支承板上在位置P处(支承板在此处无孔)和位置Q处(支承板在此处有孔)之间运动，同时各个粉料装填机构14A并不具有其自身的料斗驱动机构，而是用单一的料斗驱动机构来驱动设于转台上的任何一个可动料斗。在以下的描述中只详细说明这些差别而不详述相同的部件。转台24A支承成如前所述的绕垂直轴线转动的方式，沿其周边按相等角度间隔形成有一批孔(图17)。孔241A的个数等于此设备所设粉料装填机构14A的个数；但图16中只示明了这些机构14A中之一以及相关的孔241A之一。支架148A延伸于转台24A的上方。此料斗驱动机构具有的致动器包括液压缸149A和活塞杆149a。液压缸149A有一装附于活塞杆149a梢端的已知类型的卡盘，用来有选择地卡住一个可动料斗150A。各个可动料斗150A包括一个上面附有竖销的斗体151A，此竖销适合为料斗驱动机构的卡盘卡住。当转台24A分度成可将所需的一个粉料装填机构14A带至粉料装填位置时，料斗驱动机构便起动，由此卡盘卡住该粉料装填机构14A的可动漏斗150A并将其由位置P移至位置Q再返回位置P，以进行粉料装填作业。如上所述，转台24A是由已知类型(未示明)的分度驱动机构驱动作分度运动，使转台依恒定的间隔或按预定的节距绕垂直轴线变换角度或转动，上述节距等于转台24A上所设两个相邻粉料装填机构14A之间的间距。
参看图17，升降/支承装置25A包括底板251；固定地安装于基板251上的垂直导杆252A；为此垂直导杆252A导引并由已知类型的进给螺旋机构驱动而作垂直运动的升降床253A；由升降床253A支承并由已知类型的驱动马达256A驱动的垂直螺旋轴254A；以及由升降床253A导引作垂直位移的下柱塞255A。下柱塞255A接纳于升降床253A的上端中所形成的中央孔中并可从此升降床253A的顶面向上突出。此下柱塞255A有一通过其中的垂直螺纹孔，使得通过螺纹轴254A的转动，下柱塞255A能相对于升降床253A升/降。下柱塞255A在上升时能进到粉料装填机构14A的支承板141A的孔141aA中，得以将配合到烧结模具内的下压芯e上推。升降床253A的上端能同底盘的底面触合而使底盘升高。
加压装置26A包括加压缸(液压缸)261A，它设在升降/支承装置25A的正上方，由适当的支架(未图示)支承，并具有沿垂向延伸的活塞杆262A。加压装置26还包括安装在活塞杆262A梢端(即下端)上的上柱塞或加压件263A。加压装置26A的上柱塞263A与升降/支承装置25A的下柱塞25A相互配合工作对烧结模具中的粉料加压。
此第二实施例的自动式粉料加料设备14A按下述方式工作。当设置于底盘J上的烧结模具已输送到粉料装填位置时，升降/支承装置25A的升降床253A便上升而将底盘J升至这样一个高度，得以使烧结模具a1的上端置纳于支承板的孔141aA中，而支承板141A的上表面可与烧结模具a1的上表面同高度。然后，下柱塞255A上升而使配合到烧结模具a1中孔b内的下压芯e上移，直至下压芯的上表面距烧结模具上表面的距离(或深度)减至一所需的相当于拟装填到模具内的第一粉料层厚度的距离(深度)。此时起动所选择的一个粉料装填机构14A，进行为形成第一粉料层的粉料装填作业。当此粉料装填作业完成后，起动加压装置261A而降下上柱塞或加压件263A，按所需的压力对烧结模具中的粉料量加压，形成第一粉料层的粉料压块。然后将上与下柱塞或加压件263A与255A下移同时保持压在烧结模具中的第一层的粉料压块，直至此烧结模具内所限定的并在此第一粉料层的粉料压块上方的空间增加到所需厚度(相当于拟接着装填的第二层粉料的厚度)。随后使上柱塞上升而脱离开此烧结模具。按分度转动此转台某个角度，将存贮有用于第二粉料层的粉料装填机构14A带至粉料装填位置使其能进行用于第二粉料层的粉料装填作业。然后对拟于烧结模具中形成的各粉料层逐一重复前述操作程序。这样，当于整个粉料装填操作程序中将此烧结模具保持于粉料装填位置时，便完成了多层式的粉料压块。在完成了这种粉料压块时，降下此上与下柱塞263A和255A，同时保持压在烧结模具之间的此完成的粉料压块，直至将此多层粉料压块带至相对于烧结模具的所需垂直位置。至此便完成了将粉料加到烧结模具内的整个操作程序。应注意到，上柱塞263A是紧配合到烧结模具的孔内以防有任何粉料从烧结模具内逸出(若是在此上柱塞与该模具中孔的内表面之间有间隙时，某些粉料就可能从此间隙中逸出)，这样，此上柱塞在提升时便可能将烧结模具拉出。为了防止烧结模具会被这样地提升，设有夹具(未图示)来夹持烧结模具将其保持于粉料装填位置。
下面参看图21～25来说明依据本发明的第三实施例构制和布设的用来将粉料自动装入模具内的设备10B。此加料设备10B包括转台、多个粉料装填机构和一台加压装置，它们全都与第二实施例中所用的具有相同的结构与功能，因而不再于此细述。此自动式粉料加料设备10B还包括输送系统22B。输送系统22B包括一对水平导轨221B和由此导轨导引而能沿其运行的运载装置223B。运载装置223B包括一水平的矩形可动基板24B和安装于此基板上的一批直线轴承225B。直线轴承225B为导轨221B支承成可沿其滑动。可动基板224B上形成有多个(本实施例中为五个)孔口226aB。此可动基板224B对于各个孔口226aB还有四个小孔沿圆周按90°间隔绕相应孔口226aB排列。运载装置223B由驱动机构驱动沿导轨221B运动，此驱动机构包括沿导轨221B之一延伸的螺纹轴222B和设于运载装置223B之上与此螺纹轴螺合的螺母227B。
可动基板224B有五个停动机构270B，分别用于五个孔口226aB中的各个，用于限制位于可动基板224B之上的烧结模具a1’向上位移。每个停动机构270B包括一对支承块271B，设在孔口225B的相对侧且固定地安装于基板224B之上；一对结合销272B，各设在相关的一个支承块271B之上且具有杆和大的头部；以及一止动件273B，它能定位于和接附到支承块271B的顶部上。此止动件273B具有一中央孔口274B用来纳置烧结模具a1’的上部，还具有一对凹座用来接纳此结合销272B的杆部。上述停动机构270B可用手调。在烧结模具a1’已设置到可动基板上后，此止动件273B便放置到支承271B的顶部上，如图22中虚线所示，然后依图22中所示的顺时针走向转动，使得结合销272B的杆也收纳于凹槽275B中。在此方式下完成了止动机构270B的调节。这种调节可以用手动进行。
参看图25，用于第三实施例的粉料加料设备10B中的升降/支承装置25B包括由垂直导杆(未图示)导引沿垂向位移的升降板253B和用来升/降此升降板253B的升举缸(用作致动器的液压缸)252B。支承板253B支承驱动马达256B通过导向件(未图示)导引其相对于升降板256B作垂直位移。驱动马达256B有一垂直输出轴，上面牢靠地连接一垂直螺纹轴254B。升降板253B上固定地安装一螺母259B，它与螺纹轴254B螺合。螺纹轴254B的上端装附有下柱塞式下加压件255B。升降板253B还有多个(本实施例为四个，图25中只示明其中的两个)以其下端固定地连接于其上的垂直推杆257B。推杆257B穿过可动基板224B中形成的相应孔226bB，用来于矩形底盘J(上设有烧结模具)的四个角隅处上推其底部。
第三实施例的粉料加料设备10B中所用的升降/支承装置25B按如下所述方式工作。当烧结模具a1’由运载工具223B输送到粉料装填位置时，起动升举缸252B来提升此升降板224B，使得连接到升降板224B上的推杆257B上推底盘J而升高此底盘J上的烧结模具a1。烧结模具a1’的上部由此而进入粉料装填机构14B的支承板141B的孔144B之中，而此烧结模具a1’的底面，当此模具外周边面上形成的肩与止动件273B中孔口274B的边缘相结合致此模具中止上移时，便与烧结模具的顶面平齐。然后，起动驱动马达256，升高下柱塞255B，使配合于烧结模具内的下压芯上移，直至下压芯顶面至烧结模具顶面的距离(或深度)达到相当于待装填到烧结模具内的第一粉料层厚度的所需距离(或所需深度)为止。随后的作业与上述第二实施例中的相同，为免冗赘，不再说明。在此实施例中，可动底板只能支承有限几个(本实施例中为五个)烧结模具，故在此五个烧结模具中的最后一个已装填完粉料后，使此可动底板224B移至图21中所示最右方的位置而从此可动底板上取下已装有粉料的烧结模具。然后，使此可动底板返回到图21中所示的最左方位置，在此位置放上新的烧结模具，重复用来将粉料加入这些新的烧结模具中的下一个操作序列。
在以上的说明中，业已描述了由几个实施例的设备来进行的典型操作序列，它们是具体用来将粉料加入不仅用来于其中形成粉料压块还用来将此粉料压块在继后的烧结过程保持于其中的模具内的；但是本发明也可用来将粉料加入只于其中形成粉料压块而后将其取出再进行处理的粉料压块成形模具内。前面所公开的方法与设备也同样可以用于适才所述的这种粉料加料作业。
从以上所述显然可知，本发明可以具有下述种种优点。
(1)可使将粉料加入模具内的操作序列自动化，从而能以高效率和低成本地进行对模具作粉料加料。
(2)与由手工的粉料加料来形成粉料层的作业不同，可以以高度一致的厚度来形成多层形式的粉料压块，即使是这种层有较宽的表面面积。
(3)通过这种使用来将粉料加到模具内的操作序列自动化，可以实现制备烧结产品的连续制造过程。
(4)能够以高精度和自动化的方式制成多层粉料压块。
(5)由于装填到烧结模具内的粉料层有高度一致的厚度而随后于此烧结模具内进行加压，故可以制得高质量的烧结产品。
上面虽已参考了相应的最佳实施例说明了本发明，但应认识到，本发明并不局限于所述的这些实施例，而是可以在不背离后附权利要求书所确定的本发明的精神与范围的前提下以各种其他形式具体实现的。
权利要求
1.自动地将理想数量的粉料加到内有通孔的管状模具内的方法，此方法包括下述步骤提供在其孔的下端中装配有一下压芯的模具；将此模具与装配于其中的下压芯带至粉料装填位置；将一定量的粉料装填入此模具内，同时，刮除任何过量的粉料至模具顶面的高度；用所需的压力对模具内此适量的粉料加压，形成粉料压块。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述模具包括烧结模具，而所述下压芯具有一顶面；此方法还可包括下述步骤确定此下压芯顶面距烧结模具顶面的深度；相对于此烧结模具移动此粉料压块与下压芯，以将此粉料压块带至此烧结模具中的所需位置；将上压芯配合到此粉料压块上方的烧结模具孔内。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述模具包括粉料压块成形模具，而此下压芯具有顶面；此方法还可包括下述步骤确定下压芯的顶面距粉料压块成形模具顶面的深度；相对于此粉料压块成形模具移动此粉料压块与下压芯，以从此粉料压块成形模具中取出此粉料压块与下压芯。
4.如权利要求1所述的方法，还包括下述步骤多次重复前述装填/刮除步骤，以于模具中形成由不同粉料层组成的多层粉料压块，此各个层在包括粉料组份、组份百分率、粒度与粉料形状等性质中相互之间至少有一种不同；在每次重复此装填/刮除步骤之后重复该加压步骤。
5.如权利要求1所述的方法，还包括下述步骤多次重复前述装填/刮除步骤，以于模具中形成由不同粉料层组成的多层粉料压块，此各个层在包括粉料组份、组份百分率、粒度与粒料形状等性质中相互之间至少有一种不同；在每两次或多次重复此装填/刮除步骤之后重复该加压步骤。
6.如权利要求4所述的方法，其中，不同的粉料存储于各个料斗中；在对于所有料斗都是共同的单一位置处确定出粉料装填位置，此方法还包括将这些料斗顺序带至此单一粉料充填位置的步骤。
7.如权利要求5所述的方法，其中，不同的粉料存储于各个料斗中，在对于所有料斗都是共同的单一位置处确定出粉料装填位置；所述方法还包括将这些料斗顺序带至此单一粉料充填位置的步骤。
8.如权利要求4所述的方法，其中，不同的粉料存储于各个料斗中，所述粉料装填位置是确定在多个对各个料斗各一个的位置处；所述方法还包括下述步骤将所述模具按照适于在其中形成多层的顺序相继带至此所述的多个粉料装填位置。
9.如权利要求5所述的方法，其中，不同的粉料存储于各个料斗中；所述粉料装填位置是确定在多个对各个料斗各一个的位置处；所述方法还包括下述步骤将所述模具按照适于在其中形成多层的顺序相继带至此所述的多个粉料装填位置。
10.如权利要求1所述的方法，还包括下述步骤在执行完前述装填/刮除步骤之后，测量装填到所述模具内的粉料的重量。
11.自动地将所需量的粉料装填到具有通孔的管状模具内的设备，此设备包括模具输送系统，用来支承和输送在孔中配合有下压芯的模具；粉料装填机构，用于将一定量的粉料装入此模具内，此粉料装填机构位于沿此模具输送系统输送该模具的输送路径确定的粉料装填位置；以及加压装置，用来以所需的压力对此模具中的适量粉料进行加压以形成粉料压块。
12.如权利要求11所述的自动地将所需量的粉料装入模具内的设备，其中，(a)所述模具输送系统包括延伸到覆盖预定范围的导轨；以及可沿此导轨移动并能支承此在孔中配合有下压芯的模具作垂直移动的可动运载装置；(b)所述粉料装填机构包括位于此运载装置输送路径上方且能于其中存储适量粉料的料斗；以及用来刮除已从料斗装填到模具内的任何过剩的粉料量至此模具顶面高度的刮除机构；(c)所述加压装置包括用来上压配合于此模具内的下压芯的下柱塞；以及用来下压此模具内所述适量粉料的上柱塞。
13.如权利要求12所述的自动地将所需量的粉料装入模具内的设备，其中，设有多个粉料装填机构，而此各机构中分别存储不同的粉料，这些粉料在包括粉料组份、组份百分率、粒度和粒料形状的性质中相互之间至少有一种不同；上述多个粉料装填机构沿所述运载装置的输送路径排成一行。
14.如权利要求12所述的自动地将所需量的粉料装入模具内的设备，其中，所述料斗可以相对于保持在粉料装填位置时的模具运动，同时可在保持于粉料装填位置时的模具顶面的平面中运动，而此料斗形成所述刮除机构的一部分。
15.如权利要求12所述的自动地将所需量的粉料装入模具内的设备，其中，所述运载装置包括可动底座；用来支承模具的接收板，此接收板由所述可动底座支承成能相对此可动底板作垂直位移；上推件，用来当此模具为该接收板支承时移动配合于模具孔内的下压芯，此上推件由上述接收板支承成可相对此接收板作垂直位移；以及用来驱动此上推件位移的驱动装置。
16.如权利要求11所述的自动地将所需量的粉料装入模具内的设备，还包括有测量装置，用来测量内中装填有此适量粉料的绕结模具的重量，由此可以测量此模具内所装填的粉料的重量。
17.如权利要求11所述的自动地将所需量的粉料装入模具内的设备，其中，所述粉料装填机构具有单一的粉料装填位置；并且(a)所述粉料装填机构包括至少一个可相对于此单一粉料装填位置到达和离去的料斗，此料斗能于其中存储适量的粉料；以及一刮除机构，可用来刮除任何从料斗装填到模具内过剩的粉料量，达到模具顶面的高度；(b)所述加压装置包括位于粉料装填位置处的下压件，用来将配合于模具内的下压芯上压；以及一上压件，用来向下对此模具内的粉料量加压。
18.如权利要求17所述的自动地将所需量的粉料装入模具内的设备，其中，所述模具输送系统包括导轨；可动底座，它可由此导轨导引而沿此导轨运动且于其中形成有许多成行排列的孔，每个孔都可与模具的孔对准；装附于此可动底座上的止动件，用来限制模具的向上位移；以及用来驱动此可动底座沿上述导轨朝两个方向运动的驱动装置，由此，所述可动底座能在一次载运与上述孔数相同个数的模具。
19.如权利要求17所述的自动地将所需量的粉料装入模具内的设备，其中，所述粉料装填机构还有能进行分度运动的转台；所述料斗可以相对保持在粉料装填位置处的模具运动，同时可以于保持在粉料装填位置处的模具顶面的平面中运动；所述料斗构成为该刮除机构的一部分；所述至少一个这样的料斗包括相对于此转台的轴线沿圆周上相分开的位置设于转台之上的一批料斗，这批料斗能单独运动；不同的粉料分别存储于这批料斗之中，而各个料斗中所含的粉料至少在包括粉料组份、组份百分率、粒度、粒料形状等性质中有一个是互不相同的。
20.用于将粉料装填到顶端有孔口的模具中的粉料装填机构，此机构包括具有顶面以及用来接收上述模具上端的孔的支承板，其中，此模具的上端可以配合到此孔内而在其间没有实质性的间隙，此支承板的顶面与此模具的顶面相互基本平齐；料斗，此料斗具有底面且布置成可在支承板的顶面上运动，此底面与支承板的顶面接触，此料斗中存储有适量的粉料；同时所述料斗具有用来分配粉料的底部孔口，此孔口开设在底面上而其大小等于或大于所述模具的孔的顶部孔口，其中所述料斗可在支承板的顶面上运动且越过此模具的顶面。
21.如权利要求20所述的粉料装填机构，其中，所述料斗可以在其底部孔口为前述支承板关闭的第一位置和此底部孔口与此支承板的孔口对准的第二位置间运动，由此，通过此料斗从与第一位置到第二位置再返回第一位置的一对行程便完成了粉料装置。
22.如权利要求20所述的粉料装填机构，其中，所述料斗可以沿此第一位置与料斗底部孔口为所述支承板封闭的第三位置间的直线路径运动，其中此料斗在上述第一与第三位置的行程中绕过该第二位置，在此，此料斗的底部孔口与此支承板的孔口对准，由此，通过此料斗从所述第一与第三位置中之一到另一的单一行程便完成了粉料装填。
全文摘要
将所需量的粉料加入有通孔的管状体模具中的方法,包括下述步骤:提供有下压芯配合于此通孔下端内的模具;将此配合有下压芯的模具带至粉料装填位置;相对于模具移动下压芯确定下压芯顶面距模具顶面的深度;装填适量的粉料到模具内同时刮除过剩的粉料至模具顶面高度;以所需压力对模具中的粉料加压形成粉料压块;再相对于模具移动粉料压块以及下压芯而将粉料压块带至模具内所需位置。
文档编号B30B11/14GK1268416SQ0010531
公开日2000年10月4日 申请日期2000年3月31日 优先权日1999年3月31日
发明者鸨田正雄 申请人:住友石炭矿业株式会社