高压辊磨机柱钉半球成型模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种高压辊磨机柱钉半球成型模具。模具由上冲头、内套、冲头顶槽、外套和下冲头组成。上冲头插入内套中；外套套在内套上；下冲头顶入内套内；在上冲头与下冲头之间形成模腔，模腔即为高压辊磨机柱钉的成型腔。冲头顶槽设置在下冲头的上端，冲头顶槽为半球形，设有不同半径的球面段。本实用新型是自带半球的自动双向压制成型模具，实现了产品模具自带半球成型生产，取消了对球头的精加工工序，降低了生产成本，提高了生产效率和产品质量的稳定性。
【专利说明】高压辊磨机柱钉半球成型模具
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种硬质合金产品的成型模具，具体是高压辊磨机柱钉半球成型模具。
【背景技术】
[0002]高压辊磨机作为一种磨碎设备，广泛应用于矿石、水泥、化工等行业物料的破碎。高压辊磨机磨损件主要为辊子的辊套，辊套普遍采用硬质合金柱钉表面，高压辊磨机工作时，物料填充在柱间，形成自生式抗磨料垫，保护辊面。但柱钉能承受的工作压力有限，易折断、难修复，需要经常更换。这使得硬质合金高压辊磨机柱钉的需求量越来越大。
[0003]高压辊磨机柱钉的镶配部位要求半球面接触，尺寸精度要求高。常规球缺成型产品，由于球头部位是球缺，达不到半球要求，为了达到半球，采用对产品顶部精加工，首先用成型砂轮在工具磨床上进行球头加工，再采用手工修理加工痕迹，由于柱钉为合金，加工难度大，成型砂轮需要反复修整R值，加工效率不高，周期也长，且加工中质量控制难度大，易产生加工废品与返修品。目前，辊磨机柱钉的生产主要采用模压成型，主要有两种模压形式:
[0004]1、手动压模成型，手动压模的模具将底垫设计成自带近半球生产成型，需要对产品球头部位与产品柱体交接处进行修磨。
[0005]2、自动模压成型，将产品半球部位设计成球缺压制，自动模压的球缺产品，经烧结后采用精加工球头部位来达到需要的半球形状。
[0006]上述两种模压均有弊端:手压模生产效率低，操作人员劳动强度大，不适宜大批量生产；自动模压球缺生产需要精加工，加工周期长，产品加工后球头部位一致性不稳定，力口工成本较高。两种的弊端在一定程度上都制约了该类产品的大批量生产。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于提供一种可降低生产成本、能批量高效生产的高压辊磨机柱钉半球成型模具。
[0008]本实用新型的技术方案是:
[0009]高压辊磨机柱钉半球成型模具，包括上冲头、内套、外套(5)和下冲头，所述成型模具的上冲头插入内套中；外套套在内套上；下冲头顶入内套内；上冲头与下冲头之间形成模腔；冲头顶槽设置在下冲头的上端。
[0010]进一步的改进是:所述的冲头顶槽为半球形。
[0011]更进一步的改进是:所述冲头顶槽的半球设有不同半径的球面段。
[0012]再进一步的改进是:所述冲头顶槽的球面段至少有4个。
[0013]更进一步的改进是:所述的冲头顶槽设置的4个球面段为Rl段、R2段、R3段和R4段。
[0014]更进一步的改进是:所述的R4段的半径为顶槽半球深度的1.8?1.95倍。[0015]更进一步的改进是:所述的Rl段与R2段的比值为0.97?0.98 ；R2段与R3段的比值为1.005?1.01 ；R1段与R4的比值为0.48?0.52。
[0016]将原模具球缺顶槽改为多段R冲头顶槽，采用多段R的控制，既解决了半球成型毛坯产品烧结收缩后球头达到设计的半球要求，又较好地解决了半球产品压制成型的脱模难的问题。冲头顶槽为半球形4段R，使球头部位尺寸经烧结收缩后达到半球尺寸要求。Rl段、R2段、R3段是为了确保产品毛坯烧结收缩后尺寸达到半球尺寸要求，R4段的作用相当于形成一个脱模锥角度，R4起到了脱模锥度的作用，能确保大批生产时近半球头部位能正常脱模。
[0017]更进一步的改进是:所述的半球成型模具设有冲头刃口。
[0018]更进一步的改进是:所述冲头刃口的刃口宽度为0.14?0.16mm。
[0019]通过控制模具冲头刃口宽度，确保半球成型冲头的刃口强度和控制外径加工余量。
[0020]本实用新型的优点在于:可替代球缺冲头产品，取消顶部半球精加工步骤，缩短加工周期、降低生产成本和加工难度；提高产品球头部位的一致性，稳定产品质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型模具的结构示意图。
[0022]图2是本实用新型冲头顶槽的示意图。
[0023]图3是高压辊磨机柱钉的示意图。
[0024]图4是原有冲头顶槽示意图。
[0025]图中:1、上冲头；2、模腔；3、内套；4、冲头顶槽；5、外套；6、下冲头；7、Rl段；8、R2段；9、R3段；10、R4段；11、冲头刃口
【具体实施方式】
[0026]为了使本实用新型的技术方案更加清楚明白，下面，结合附图对本实用新型作进一步描述:
[0027]如图1所示，本实用新型的模具由上冲头1、内套3、顶槽4、外套5和下冲头6组成。上冲头I的下端插入内套3中；外套5套在内套3上；下冲头6的上端顶入内套3内；在上冲头I与下冲头6之间形成模腔2，模腔2即为高压辊磨机柱钉的成型腔。在下冲头6的上端设有冲头顶槽4。
[0028]如图2所示，冲头顶槽4为半球形，设有不同半径的球面段。由Rl段7、R2段8、R3段9和R4段10组成。冲头顶槽4的半球高度h与柱钉半径r的关系是:h=aXbXr，其中a值范围1.03?1.05，b为模具线收缩系数，取值1.23?1.25。
[0029]4段R的设计是为了确保半球成型毛坯经烧结收缩后达到设计检测要求。Rl与R2的比值为0.97?0.98 ；R2与R3的比值为1.005?1.01 ；R1与R4的比值为0.48?0.52。Rl的确定是为了达到柱钉产品的检测要求:球头顶端0 5_范围内至少有一个点与检测模板相接触。R2和R3是为了提高产品球头部位饱满度的检测要求:球头其他部位与检测模板有不超过0.08mm间隙。R4的确定是为了解决双向压制成型时产品不能脱模出现毛坯裂纹。11为冲头刃口，刃口宽度0.14?0.16_。通过控制模具冲头的刃口宽度，确保半球成型冲头的刃口强度和控制外径加工余量。模压成型达不到柱钉产品外径精度要求±0.01mm，该类产品的生产需要进行外径精加工，毛坯产品直径余量比精加工后直径大0.25?0.30mm,即为加工余量，将半球毛坯直径控制在成品0.25?0.30mm,实现毛坯产品精加工外径时能将成型时的冲头刃口形成的毛边去掉。
[0030]如图3所示，高压辊磨机柱钉的顶部为半球形，半球为辊套镶配部位，尺寸要求高，外径公差要求±0.01mm，球头部位与柱体处不允许出现台阶，要求与柱体圆滑过渡；为了球头部位紧密贴合辊磨机座，要求球头为半球，且球头R值要等于柱钉半径r。
[0031]如图4所示，原有冲头顶槽的球缺顶槽R值与柱钉半径r关系:R=aXbXr，其中a值范围1.05?1.10，b为模具线收缩系数，取值1.23?1.25。球缺顶槽高度h与柱钉r关系为:h=aXbXr，其中a值范围0.85?0.90，b为模具线收缩系数，取值1.23?1.25。球缺顶槽冲头生产的产品毛坯，烧结收缩后球R值为柱钉半径r的1.05?1.10倍，但球台高度值只有柱钉的半径r的0.85?0.90，达不到产品球头R与球台高度值应等于柱钉半径r的设计要求，需要采用成型砂轮对球头部位进行精加工才能达到设计要求。
[0032]本实用新型是一种自带半球的自动双向压制成型模具，将原模具球缺冲头顶槽改为具有不同半径球面段的多段R冲头顶槽。采用多段R控制，既解决了半球成型毛坯产品烧结收缩后球头达到设计的半球要求，又较好地解决了半球产品压制成型的脱模难的问题。本实用新型替代球头加工，压制成型毛坯球头经烧结收缩后达到半球设计要求，实现模具冲头自带半球成型生产，即实现自动模压自带半球高压辊磨机柱钉的生产。采用本实用新型生产高压辊磨机柱钉，取消了顶部半球精加工步骤，缩短了加工周期、降低了加工难度，产品质量稳定。半球成型产品球头自带后，球头不需要精加工，只需要进行外径加工就可以达到设计要求。
[0033]本实用新型的最佳实施例是将自动模压双向压制成型的球缺冲头改为具有不同半径球面段的4段R半球冲头，即将原模具的顶槽(如图4所示)改为4段R顶槽(如图2所示)，采用4段R，Rl段7、R2段8、R3段9是为了确保产品毛坯烧结收缩后尺寸达到半球尺寸要求。由于模压成型产品毛坯存在弹性后效，脱模R过小时会出现冲头产品应力会引起毛坯裂纹，甚到不能脱模。R4段10的设置是为了匹配Rl段、R2段、R3段，形成完整的半球模具顶槽，解决近半球产品压制成型的脱模。R4段10为冲头顶槽4深度的1.8?1.95倍，其设计值较大，其作用相当于形成一个脱模锥角度，R4起到了脱模锥度的作用，能确保大批生产时近半球头部位能正常脱模。
[0034]以上所述的实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.高压辊磨机柱钉半球成型模具，包括上冲头(I)、内套(3)、外套(5)和下冲头(6)，其特征在于:所述成型模具的上冲头(I)插入内套(3)中；外套(5)套在内套(3)上；下冲头(6)顶入内套(3)内；上冲头(I)与下冲头(6)之间形成模腔(2);冲头顶槽(4)设置在下冲头(6)的上端。
2.按照权利要求1所述的高压辊磨机柱钉半球成型模具，其特征在于:所述的冲头顶槽⑷为半球形。
3.按照权利要求2所述的高压辊磨机柱钉半球成型模具，其特征在于:所述的冲头顶槽(4)的半球设有不同半径的球面段。
4.按照权利要求3所述的高压辊磨机柱钉半球成型模具，其特征在于:所述的冲头顶槽(4)的球面段至少有4个。
5.按照权利要求4所述的高压辊磨机柱钉半球成型模具，其特征在于:所述的冲头顶槽(4)设置的4个球面段为Rl段(7)、R2段(8)、R3段(9)和R4段(10)。
6.按照权利要求5所述的高压辊磨机柱钉半球成型模具，其特征在于:所述的R4段(10)的半径为冲头顶槽(4)半球深度的1.8?1.95倍。
7.按照权利要求5或6所述的高压辊磨机柱钉半球成型模具，其特征在于:所述的Rl段(7)与R2段(8)的比值为0.97?0.98 ;R2段(8)与R3段(9)的比值为1.005?1.01 ;Rl段(7)与R4 (10)的比值为0.48?0.52。
8.按照权利要求1所述的高压辊磨机柱钉半球成型模具，其特征在于:所述的半球成型模具设有冲头刃口(11)。
9.按照权利要求所述8的高压辊磨机柱钉半球成型模具，其特征在于:所述的冲头刃口(11)的刃口宽度为0.14?0.16mm。
【文档编号】B22F3/03GK203459680SQ201320512390
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】汤华刚 申请人:自贡硬质合金有限责任公司