一种粉末成型机及其操作方法与流程

本发明涉及粉末冶金设备领域。

背景技术：
现有技术中的粉末成型机通常由上模、中模、下模、芯棒以及各自的驱动组成，因其可连续指出高精度的工件而得到了广泛的使用。但现有技术中的粉末成型机通常仅能加工形状简单、单一的工件，针对形状复杂，尤其是带有内、外台阶的工件，无法进行有效加工，使得操作人员必须在粉末成型机加工完成后对工件进行二次处理，工作效率极低、费事费力且劳动强度大，即失去了原使用粉末成型机的初衷。这样，如何对带有内、外台阶的工件进行一次性加工成型成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：
本发明针对以上问题，提出了一种结构精巧、使用方便、稳定性好且加工效率高，可针对具有内、外台阶的复杂工件进行方便、高效的一次性成型加工的粉末成型机及其操作方法。本发明的技术方案为：包括上模组件、中模组件、下模组件、芯棒组件、固定板、机架和动力源，所述固定板固定连接在机架上，所述动力源固定连接在机架的顶部，所述上模组件连接在动力源下方，所述中模组件、下模组件、芯棒组件均连接在固定板上；所述上模组件包括上模、上模板、上模保压活塞杆和上模保压缸，所述上模板固定连接在动力源的底端，所述上模保压缸固定连接在上模板上，所述上模保压活塞杆的顶端伸入上模保压缸内、且低端穿出至上模板的下方，所述上模可拆卸的连接在上模保压活塞杆的底端；所述中模组件包括中模、中模板、中模高度调节组件、至少一中模保压活塞杆和至少一中模保压缸，所述中模保压缸固定连接在固定板的底面上，所述中模保压活塞杆的底端伸入中模保压缸内、且顶端穿出至固定板的上方，所述中模板固定连接在中模保压活塞杆的顶端，所述中模可拆卸的连接在中模板内、且位于上模的下方；所述中模高度调节组件包括丝杆、丝母、旋转座、滑座、滑块、调节柱、调节块和调节块驱动装置，所述调节块驱动装置固定连接在固定板的顶面上，所述调节块连接在调节块驱动装置的一侧、且滑动连接在固定板的顶面上，所述调节块上开设有与调节柱适配的容置孔；所述旋转座可转动的穿设在中模板中，所述调节柱穿设在旋转座中、且与旋转座螺纹连接，所述滑座固定连接在中模部板的一侧、且其表面上开设有与滑块适配的滑轨，所述滑块滑动连接在滑轨中、且与调节柱的顶端固定相连，所述丝母套接在旋转座下部，所述丝杆与丝母相适配、且铰接在丝母的一侧；所述下模组件包括下模和下模板，所述下模板固定连接在固定板的顶面上，所述下模固定连接在下模板的顶面上、且其顶端伸入中模内；所述芯棒组件包括芯棒、芯棒保压活塞杆、芯棒保压缸和至少一对芯棒限位组件，所述芯棒保压缸固定连接在固定板的下方，所述芯棒保压活塞杆的底端伸入芯棒保压缸内、且顶部伸入至开设在固定板中心的动作孔中，所述芯棒分为连为一体的上芯棒和下芯棒，所述下芯棒的直径小于上芯棒的直径，所述下芯棒位于动作孔内、且其底端与芯棒保压活塞杆固定连接，所述上芯棒穿设在下模中、且其顶端伸入至中模内；所述芯棒限位组件沿芯棒的径向设置、且包括限位块和限位块驱动装置，所述限位块驱动装置固定连接在固定板的顶面上，所述限位块穿设于下模板中、且伸入至动作孔中，通过限位块驱动装置驱动限位块在动作孔中沿芯棒的径向做直线往复运动。所述中模板的顶面上还固定连接有若干缓冲组件，所述缓冲组件包括缓冲座、缓冲弹簧、缓冲板和缓冲气动杆，所述缓冲座固定连接在中模板的顶面上，所述缓冲弹簧固定连接在缓冲座的顶面上，所述缓冲板固定连接在缓冲弹簧的顶部，所述缓冲气动杆穿设在缓冲板中、且其底端固定连接在缓冲座的顶面上。所述上模和上模保压活塞杆之间还设有与二者均可拆卸相连的上模保压板；所述中模与中模板之间还设有与二者均可拆卸相连的中模套；所述芯棒和芯棒保压缸之间还设有与二者均可拆卸相连的芯棒保压板。所述上模组件还包括至少一上导柱，所述上导柱的顶端固定连接所述上模板，所述上导柱的底端穿设在中模板中。所述中模组件还包括至少一下导柱和一平衡板，所述下导柱中部穿设在固定板中、且顶端固定连接在中模板上，所述平衡板固定连接在下导柱的底端。按以下步骤进行操作：1）、进料：通过动力源升起上模组件，向中模、芯棒及下模的顶面之间倒入粉状物料；2）、外台阶位置设定：操作人员通过手动或伺服电机驱动丝杆旋转，从而实现调节柱底面与中模底面的间距的调节，进而完成对工件的外台阶的轴向位置的设定；3）、上模下行：开启动力源驱动上模组件整体下行，此后上模将逐渐压实物料，并通过物料带动中模和芯棒下行；4）、中模停止：中模的被动下行，将在调节柱与调节块接触时停止，从而确定工件的外台阶的轴向位置；5）、芯棒停止：芯棒的被动下行，将在开启限位块驱动装置后停止，从而确定工件的内台阶的轴向位置；6）、保压：对上模保压缸、中模保压缸和下模保压缸进行加压，从而完成对工件的保压，实现工件的成型；7）、出料：7.1）、中模下沉：开启调节块驱动装置，使得调节块运动中的容置孔运动至调节柱的正下方，从而使得中模、中模板整体下行，并使调节柱落入容置孔中；完成中模与工件的分离；7.2）、芯棒下沉：开启限位块调节装置，使得限位块远离芯棒，从而使得芯棒自由下落；完成工件与芯棒的分离；7.3）、上模复位：开启动力源，使得上模组件整体上行；完成上模与工件的分离；7.4）、取件：人工取出或通过横向推料装置推出工件，完成出料；完毕。本发明使用时通过对丝杆的旋转调节以及对限位块驱动装置的开启时间的调节，即可简单、有效的实现对工件的外台阶和内台阶的轴向位置的调节，其操作方法极为方便。加工时通过粉末成型机的一次压制即可完成工件的成型，成本低廉、使用范围广。本发明从整体上具有对工件可针对具有内、外台阶的复杂工件进行方便、高效的一次性成型加工，具有成本低、加工精度高、加工效率高、使用范围广泛的特点。附图说明图1是本案的结构示意图，图2是图1的左视图，图3是图2的G-G向剖视图，图4是图1的俯视图，图5是图4的J-J向剖视图，图6是图4的C-C向剖视图，图7是本案的立体图一，图8是本案的立体图二，图9是本案的立体图三，图10是本案的立体图四；图中1是上模组件，11是上模，12是上模板，13是上模保压活塞杆，14是上模保压活塞，15是上模保压板，16是上导柱；2是中模组件，21是中模，210是中模套，22是中模板，23是中模高度调节组件，231是丝杆，232是丝母，233是旋转座，234是滑座，235是滑块，236是调节柱，237是调节块，2370是容置孔，238是调节块驱动装置，24是中模保压活塞杆，25是中模保压缸，26是下导柱，27是平衡板；3是下模组件，31是下模，32是下模板；4是芯棒组件，41是芯棒，411是上芯棒，412是下芯棒，42是芯棒保压活塞杆，43是芯棒保压缸，44是芯棒限位组件，441是限位块，442是限位块驱动装置，45是芯棒保压板；5是固定板，6是缓冲组件，61是缓冲座，62是缓冲弹簧，63是缓冲板，64是缓冲气动杆。具体实施方式本发明如图1-10所示，包括上模组件1、中模组件2、下模组件3、芯棒组件4、固定板5、机架和动力源，所述固定板5固定连接在机架上，所述动力源固定连接在机架的顶部，所述上模组件1连接在动力源下方，所述中模组件2、下模组件3、芯棒组件4均连接在固定板5上；本案下述中的活塞杆均为常规技术，即伸入缸内的一端固定连接有活塞，因此，本案中对其具体结构不再赘述。所述上模组件1包括上模11、上模板12、上模保压活塞杆13和上模保压缸14，所述上模板12固定连接在动力源的底端，所述上模保压缸13固定连接在上模板14上，所述上模保压活塞杆13的顶端伸入上模保压缸14内、且低端穿出至上模板12的下方，所述上模11可拆卸的连接在上模保压活塞杆13的底端；这样，即可通过动力源驱动上模进行上、下运动，而保压时对上模保压缸中加压即可；所述中模组件2包括中模21、中模板22、中模高度调节组件23、至少一中模保压活塞杆24和至少一中模保压缸25，所述中模保压缸25固定连接在固定板5的底面上，所述中模保压活塞杆24的底端伸入中模保压缸25内、且顶端穿出至固定板5的上方，所述中模板22固定连接在中模保压活塞杆24的顶端，所述中模21可拆卸的连接在中模板22内、且位于上模11的下方；使用时可根据客户的需求，在中模的内壁上设置一个或多个台阶面，从而在最终成型的工件的外表面上留下台阶，即工件的外台阶；所述中模高度调节组件23包括丝杆231、丝母232、旋转座233、滑座234、滑块235、调节柱236、调节块237和调节块驱动装置238，所述调节块驱动装置238固定连接在固定板5的顶面上，所述调节块237连接在调节块驱动装置238的一侧、且滑动连接在固定板5的顶面上，所述调节块237上开设有与调节柱236适配的容置孔2370；所述旋转座233可转动的穿设在中模板22中，所述调节柱236穿设在旋转座233中、且与旋转座233螺纹连接，所述滑座234固定连接在中模板22的一侧、且其表面上开设有与滑块235适配的滑轨，所述滑块235滑动连接在滑轨中、且与调节柱236的顶端固定相连（通过滑块和滑轨的配合，使得调节柱仅可进行上下直线运动，而不可旋转），所述丝母232套接在旋转座233下部，所述丝杆231与丝母232相适配、且铰接在丝母232的一侧；使用时旋动丝杆即可带动丝母和旋转座旋转，从而通过螺纹驱动调节柱做或上或下的直线位移，进而对保压时中模与固定板之间的间距（保压时调节柱抵在调节块的定面上）进行调节，以对最终成型的工件的外台阶的轴向位置进行调节；工件加工过程中，当中模下行到位时，调节柱将抵在调节块的顶面上（此时与容置孔相交错，因此调节柱底面与中模板底面的间距即决定了中模板和固定板的间距，从而决定了中模顶面与下模顶面的间距，进而最终决定的工件的外台阶的轴向位置），使得中模组件停止；此后，可对中模保压缸加压，从而实现对中模的保压；最后，工件成型后，通过调节块驱动装置驱动调节块水平位移，即可使容置孔滑动至调节柱的正下方，从而使得调节柱在中模板、中模等部件的自重影响下落入容置孔中，从而使得工件被下模“顶起”（中模顶面低于下模顶面），与中模完成分离。所述下模组件3包括下模31和下模板32，所述下模板32固定连接在固定板5的顶面上，所述下模31固定连接在下模板32的顶面上、且其顶端伸入中模21内；由于下模与固定板固定相连，因此其在使用过程中位置始终固定不动；所述芯棒组件4包括芯棒41、芯棒保压活塞杆42、芯棒保压缸43和至少一对芯棒限位组件44，所述芯棒保压缸43固定连接在固定板5的下方，所述芯棒保压活塞杆42的底端伸入芯棒保压缸43内、且顶部伸入至开设在固定板5中心的动作孔中，所述芯棒41分为连为一体的上芯棒411和下芯棒412，所述下芯棒的直径小于上芯棒的直径，所述下芯棒412位于动作孔内、且其底端与芯棒保压活塞杆42固定连接，所述上芯棒411穿设在下模31中、且其顶端伸入至中模21内；使用时可根据客户的需求，在下模的外壁上设置一个或多个台阶面，从而在最终成型的工件的内表面上留下台阶，即工件的内台阶；所述芯棒限位组件44沿芯棒41的径向设置、且包括限位块441和限位块驱动装置442，所述限位块驱动装置442固定连接在固定板5的顶面上，所述限位块441穿设于下模板32中、且伸入至动作孔中，通过限位块驱动装置442驱动限位块441在动作孔中沿芯棒41的径向做直线往复运动。这样，当限位块在限位块驱动装置的作用下做直线运动时，即可有效夹住下芯棒，使得芯棒整体保持固定，从而可根据限位块的夹持位置对芯棒上台阶面与下模的顶面之间的间距进行调节，即实现对工件的内台阶的位置进行调节；工件加工过程中，当芯棒下行到位时，开启限位块驱动装置夹住下芯棒，使得芯棒与下模板的相对位置固定；此后，可对芯棒保压缸加压，从而实现对芯棒的保压；最后，工件成型后，开启限位块驱动装置反向拉动限位块，使得芯棒在自动影响下下滑至下模顶面以下，完成脱料。所述中模板22的顶面上还固定连接有若干缓冲组件6，所述缓冲组件6包括缓冲座61、缓冲弹簧62、缓冲板63和缓冲气动杆64，所述缓冲座61固定连接在中模板22的顶面上，所述缓冲弹簧62固定连接在缓冲座61的顶面上，所述缓冲板63固定连接在缓冲弹簧62的顶部，所述缓冲气动杆64穿设在缓冲板63中、且其底端固定连接在缓冲座61的顶面上。这样，在动力源驱动上模整体下行时，通过缓冲组件可有效避免出现下行速度过快或下行过量等问题。所述上模11和上模保压活塞杆13之间还设有与二者均可拆卸相连的上模保压板15；所述中模21与中模板22之间还设有与二者均可拆卸相连的中模套210；所述芯棒41和芯棒保压缸42之间还设有与二者均可拆卸相连的芯棒保压板45。所述上模组件还包括至少一上导柱16，所述上导柱16的顶端固定连接所述上模板12，所述上导柱16的底端穿设在中模板22中。所述中模组件还2包括至少一下导柱26和一平衡板27，所述下导柱26中部穿设在固定板5中、且顶端固定连接在中模板22上，所述平衡板27固定连接在下导柱26的底端、且位于芯棒保压缸的下方。按以下步骤进行操作：1）、进料：通过动力源升起上模组件，向中模、芯棒及下模的顶面之间倒入粉状物料；2）、外台阶位置设定：操作人员通过手动或伺服电机驱动丝杆旋转，从而实现调节柱底面与中模底面的间距的调节，进而完成对工件的外台阶的轴向位置的设定；3）、上模下行：开启动力源驱动上模组件整体下行，此后上模将逐渐压实物料，并通过物料带动中模和芯棒下行；4）、中模停止：中模的被动下行，将在调节柱与调节块接触时停止，从而确定工件的外台阶的轴向位置；5）、芯棒停止：芯棒的被动下行，将在开启限位块驱动装置后停止，从而确定工件的内台阶的轴向位置；6）、保压：对上模保压缸、中模保压缸和下模保压缸进行加压，从而完成对工件的保压，实现工件的成型；7）、出料：7.1）、中模下沉：开启调节块驱动装置，使得调节块运动中的容置孔运动至调节柱的正下方，从而使得中模、中模板整体下行，并使调节柱落入容置孔中；完成中模与工件的分离；7.2）、芯棒下沉：开启限位块调节装置，使得限位块远离芯棒，从而使得芯棒自由下落；完成工件与芯棒的分离；7.3）、上模复位：开启动力源，使得上模组件整体上行；完成上模与工件的分离；7.4）、取件：人工取出或通过横向推料装置推出工件，完成出料；完毕。