干袋式等静压机及其装料方法与流程

本发明涉及粉末加工技术，特别涉及适用于超高压(例如200mpa或200mpa以上)环境下成型盘形制品的一种干袋式等静压机、以及适用于该等静压机的一种装料方法。

背景技术：

用于成型盘形制品的传统干袋式等静压机通常只能提供普通压力(30mpa或30mpa以下)的加工环境，这是因为柔性模具(例如橡胶、聚氨酯或聚四氟等弹性材料)的自身强度对比工作介质的超高压明显过低，甚至，在超高压作用下挤压变形的柔性模具有可能游动至其四周的孔或缝隙中，最终导致柔性模具的爆裂，进而导致恶性事故发生。

因此，如何避免柔性模具在超高压环境下的变形游动，是现有技术有待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的实施例提供了一种干袋式等静压机，所述干袋式等静压机的成型部分包括：

高压腔基座；

高压腔周壁，所述高压腔周壁装设于所述高压腔基座并包围形成具有开口面的高压腔；

柔性模具，所述柔性模具具有扁平状模腔，并且所述柔性模具在所述高压腔内与所述高压腔周壁可移动地嵌合；

模具压头，所述模具压头具有在封闭所述扁平状模腔时随所述柔性模具的移动而从所述开口面嵌入所述高压腔周壁的自由度，以允许填充有粉料的所述扁平状模腔的外边界从所述开口面的外侧移入所述高压腔内。

可选地，所述高压腔基座开设有与所述高压腔连通的介质流通孔。

可选地，进一步包括：模具导向限位装置，所述模具导向限位装置装设于所述高压腔基座、并在所述柔性模具的可移动方向上提供伸缩自由度，所述伸缩自由度将所述柔性模具限制在所述开口面外侧的可与所述高压腔周壁保持密封接触的区域内；模具支撑件，所述模具支撑件位于所述高压腔内并连接所述模具导向限位装置；其中，所述柔性模具镶嵌于所述模具支撑件。

可选地，进一步包括：模具复位装置，所述模具复位装置装设于所述模具导向限位装置、并对所述模具支撑件提供朝向所述开口面外的回程力。

可选地，所述模具压头的前端装设有与所述高压腔周壁密封配合的密封环。

可选地，进一步包括：压头驱动机构，所述压头驱动机构连接所述模具压头、并在所述模具压头的移动方向上具有伸缩自由度。

可选地，进一步包括：装料环，所述装料环具有入料口，其中，所述入料口在所述装料环抵接所述高压腔周壁时与所述外边界位于所述开口面外侧的所述扁平状模腔连通；装料环驱动机构，所述装料环驱动机构连接所述装料环、并具有驱动所述装料环抵接所述高压腔周壁或与所述高压腔周壁分离的伸缩自由度。

可选地，进一步包括：料仓，所述料仓内存储有粉料；装料辅助机构，所述装料辅助机构装设于所述料仓的出料口。

本发明的另一个实施例提供了一种干袋式等静压机的装料方法，包括：

驱动模具压头封闭柔性模具的扁平状模腔，所述柔性模具在高压腔周壁环绕形成的高压腔内与所述高压腔周壁可移动地嵌合；

在所述扁平状模腔中填充粉料；

同步驱动所述模具压头和所述柔性模具移动，直至所述模具压头从所述扁平状模腔的开口面嵌入所述高压腔周壁，以使填充有所述粉料的所述扁平状模腔的外边界从所述开口面的外侧移入所述高压腔内。

可选地，在所述扁平状模腔中填充粉料之前，进一步包括：

驱动装料环抵接所述高压腔周壁，并使所述外边界位于所述开口面外侧的所述扁平状模腔对准所述装料环的入料口。

如上可见，基于上述实施例中的干袋式等静压机，填充有粉料的所述扁平状模腔的外边界可在加工开始之前从所述开口面的外侧移入所述高压腔内，因而使得所述柔性模具可以处在至被无任何孔和缝隙的所述高压腔周壁全部包围的位置，从而可以避免承受超高压力的所述柔性模具游动至四周的孔或缝隙而造成破坏。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中的干袋式等静压机的结构示意图；

图2a至图2e为如图1所示实施例中的干袋式等静压机的装料工艺的原理图；

图3为本发明的另一个实施例中的干袋式等静压机的装料方法的流程示意图；

图4为如图3所示的装料方法的扩展流程示意图。

附图标记说明

10高压腔

100介质流通孔

11高压腔基座

12高压腔周壁

21模具导向限位装置

22模具支撑件

23模具复位装置

30柔性模具

300扁平状模腔

40模具压头

50压头驱动机构

60装料环

600入料口

70装料环驱动机构

81料仓

82装料辅助机构

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

图1为本发明的一个实施例中的干袋式等静压机的结构示意图。图2a至图2e为如图1所示实施例中的干袋式等静压机的装料工艺的原理图。

干袋式等静压机通常包括机架、成型部分、液压站、控制系统、以及脱模装置等。请参见图1、并同时结合图2a至图2e，在一个实施例中，干袋式等静压机的成型部分可以包括：高压腔基座11、高压腔周壁12、模具导向限位装置21、模具支撑件22、模具复位装置23、柔性模具30、模具压头40、压头驱动机构50、装料环60、装料环驱动机构70、料仓81以及装料辅助机构82。

高压腔基座11固定放置，高压腔周壁12装设于高压腔基座11并包围形成具有开口面b1的高压腔10。并且，高压腔基座11可以开设有与高压腔10连通的介质流通孔100。

柔性模具30具有扁平状模腔300，并且柔性模具30在高压腔10内与高压腔周壁12可移动地嵌合。其中，在该实施例中，以扁平状模腔300呈具有弧度的盘状为例，但实际应用中，扁平状模腔300也可以是不具有弧度的圆形或矩形的平片状，或者也可以是具有弧度的瓦片状等。

具体地，模具导向限位装置21装设于高压腔基座11、并在柔性模具30的可移动方向上提供伸缩自由度，模具导向限位装置21提供的伸缩自由度，可以将柔性模具30限制在开口面b1外侧的可与高压腔周壁12保持密封接触的区域内；模具支撑件22位于高压腔10内并连接模具导向限位装置21，模具支撑件22可以是能够渗透液体的部件。并且，柔性模具30镶嵌于模具支撑件22，从而，基于模具导向限位装置21提供的自由度以及模具支撑件23的支撑，柔性模具30在高压腔10内能够与高压腔周壁12可移动地嵌合。另外，模具复位装置23装设于模具导向限位装置21、并对模具支撑件22提供朝向开口面b1外的回程力，当然，模具复位装置23只是为了加速柔性模具30向开口面b1外弹出的辅助部件，其并非必要的。

模具压头40具有与柔性模具30的可移动方向平行或者同轴的移动自由度，该移动自由度可以允许模具压头40朝向柔性模具30移动并封闭扁平状模腔300，也可以允许模具压头40与柔性模具30分离以打开扁平状模腔300，还可以允许模具压头40在封闭扁平状模腔300时随柔性模具30的移动而从高压腔10的开口面b1嵌入高压腔周壁12或拔出至高压腔周壁12外。

具体地，压头驱动机构50连接模具压头40、并在模具压头40的移动方向上具有伸缩自由度，以为模具压头40提供可封闭扁平状模腔300、打开扁平状模腔300、以及在封闭扁平状模腔300时随柔性模具30的移动而插拔于开口面b1的自由度。

为了使模具压头40在从开口面b1嵌入高压腔周壁12时能够更可靠地与高压腔周壁12实现密封配合，模具压头40的前端可以装设有与高压腔周壁12密封配合的密封环(未在附图中示出)。

装料环60具有入料口600，其中，入料口600在装料环60抵接高压腔周壁12时与外边界b2位于开口面b1外侧的扁平状模腔300连通，装料环驱动机构70连接装料环60、并具有驱动装料环60抵接高压腔周壁12或与高压腔周壁12分离的伸缩自由度。

料仓81内存储有粉料800，装料辅助机构82装设于料仓81的出料口。

请顺序参见图2a至图2e：

如图2a所示，当上料开始时，模具压头40可以处于与柔性模具30分离的初始位置、装料环60则处于与高压腔周壁12分离的初始位置；

如图2b所示，模具压头40在压头驱动机构50的驱动下，从其初始位置朝向柔性模具30移动并封闭外边界b2位于开口面b1外侧的扁平状模腔300；

如图2c所示，装料环60在装料环驱动机构70的驱动下，从其初始位置朝向高压腔周壁12移动并抵接高压腔周壁12，以使外边界b2位于开口面b1外侧的扁平状模腔300对准装料环60的入料口600；

如图2d所示，利用装料辅助机构82将料仓81内存储的粉料800向外边界b2位于开口面b1外侧的扁平状模腔300内填充；

如图2e所示，柔性模具30和模具压头40分别在模具导向限位装置21和压头驱动机构50的同步移动，直至模具压头40从扁平状模腔300的开口面b1嵌入高压腔周壁12，以使填充有粉料800的扁平状模腔300的外边界b2从开口面b1的外侧移入高压腔10内。

随后，开始加压，超高压工作介质从介质流通孔100进入高压腔内部，透过模具支撑件22作用到柔性模具30的一面，使柔性模具30变形并挤压其内填入的粉料800，最终成型得到扁平状制品。成型后可保持压力一段时间再卸压、或者也可以直接卸压，卸压过程可以是压力逐渐减小或沿着某一变化曲线减小至0.

最后模具压头40和装料环60反向移动并于高压腔分离，柔性模具30被导向复位装置23顶出，然后，制品可从扁平状模腔300中滑出、或通过专用设备取出。

由于模具压头40在封闭扁平状模腔300时随柔性模具30的移动而从高压腔10的开口面b1嵌入高压腔周壁12，并由此使填充有粉料800的扁平状模腔300的外边界b2从开口面b1的外侧移入高压腔10内，因此，柔性模具30可以在上料完成之后处在被无任何孔和缝隙的高压腔周壁12全部包围的位置，从而可以避免承受超高压力的柔性模具30游走至四周的孔或缝隙而造成破坏。

图3为本发明的另一个实施例中的干袋式等静压机的装料方法的流程示意图。请参见图3，在另一个实施例中，一种干袋式等静压机的装料方法可以包括：

s310：驱动模具压头封闭柔性模具的扁平状模腔，柔性模具在高压腔周壁环绕形成的高压腔内与高压腔周壁可移动地嵌合；

s320：在扁平状模腔中填充粉料；

s330：驱动模具压头和柔性模具同步移动，直至模具压头从扁平状模腔的开口面嵌入高压腔周壁，以使填充有粉料的扁平状模腔的外边界从高压腔的开口面的外侧移入高压腔内。

图4为如图3所示的装料方法的扩展流程示意图。请参见图4，如图3所示的装料方法可以进一步扩展为包括如下步骤：

s410：驱动模具压头封闭柔性模具的扁平状模腔，柔性模具在高压腔周壁环绕形成的高压腔内与高压腔周壁可移动地嵌合；

s420：驱动装料环抵接高压腔周壁，并使外边界位于开口面外侧的扁平状模腔对准装料环的入料口；

s430：通过入料口在扁平状模腔中填充粉料；

s440：驱动模具压头和柔性模具同步移动，直至模具压头从扁平状模腔的开口面嵌入高压腔周壁，以使填充有粉料的扁平状模腔的外边界从高压腔的开口面的外侧移入高压腔内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。