專利名稱：一種粉末狀材料成型管件的成型模具及成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉末狀材料成型管件的成型模具及成型方法，特別是大長(zhǎng)徑比無拔模角管件的粉末干壓成型方法和模具。
背景技術(shù)：
干壓成型是將干粉坯料填入金屬模腔中，通過施以壓力并加熱使其成為致密坯體而獲得所需的成型件的成型方法。干壓成型因其生產(chǎn)效率高，所需人工少、廢品率低，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)的制品密度大、強(qiáng)度高，適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料粉末、金屬粉末和陶瓷粉末的成型。這類粉末壓制成型裝置和方法已經(jīng)被提出，例如在日本專利 No. 2000-397967提出了一種粉末壓制成型設(shè)備和方法，在申請(qǐng)?zhí)?00510005695. 3的中國(guó)專利中提出了一種壓制小粉餅的粉末壓制裝置及方法。相關(guān)專利及文獻(xiàn)中提出的粉末壓制設(shè)備均為專用設(shè)備，不僅設(shè)備復(fù)雜而且設(shè)備適用于成型尺寸較小的制件，成型大尺寸制件時(shí)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備體積龐大，設(shè)備制造難度大大增加。粉末壓制成型時(shí)普遍存在脫模力大，脫模困難的問題，特別是成型件尺寸較大時(shí)此問題更加凸顯。對(duì)于大長(zhǎng)徑比的粉末干壓管，為了利于模具的脫模，管件需要有一定的拔模斜度，而對(duì)于特殊使用場(chǎng)合要求內(nèi)外壁均等徑的粉末干壓管件的生產(chǎn)，通常采用二次加工去除管件的拔模斜度。已有的粉末成型相關(guān)文獻(xiàn)中，僅提出了粉末壓制成型的方法，沒有提出如何解決粉末管件成型中的關(guān)鍵問題脫模困難。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種粉末狀材料成型管件的成型模具及成型方法。本發(fā)明的思想在于通過采用組合式外模和楔形拼合芯柱，極大的減小了管件脫模時(shí)的脫模力，解決了大長(zhǎng)徑比無拔模角粉末干壓管件因脫模力大而制作困難的問題。而且該粉末成型模具構(gòu)造簡(jiǎn)單實(shí)用，不需要專門的粉末壓制成型設(shè)備，在一般的壓力機(jī)上即可實(shí)現(xiàn)粉末管件的成型，大大降低了對(duì)成型設(shè)備的要求，簡(jiǎn)化了粉末管件壓制成型工藝。技術(shù)方案一種粉末狀材料成型管件的成型模具，其特征在于包括模具固定板1、外模2、上芯柱3、下芯柱4、芯柱長(zhǎng)銷5和凸模6;所述模具固定板1中心設(shè)有芯柱定位孔，四角設(shè)有定位銷孔；所述外模2由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的瓣模組成，每個(gè)瓣模為半個(gè)圓筒形，通過緊固螺栓緊固連接，外模2的一端焊接有外模底板，外模底板與模具固定板1通過定位銷固定連接；在外模2中心的圓筒中，插入由兩個(gè)圓柱形、且中部為彼此配合楔形面的上芯柱3和下芯柱4 組成的芯柱，上芯柱3中心設(shè)有長(zhǎng)銷配合孔，且圓柱形端面的通孔為凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，其上加工有脫模用的螺紋，下芯柱4與上芯柱3配合的楔形面中心設(shè)有與上芯柱3相配合的長(zhǎng)銷配合孔，其圓柱形端口設(shè)有脫模用螺紋孔，下芯柱4的圓柱形端口為凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，且與模具固定板1中心的芯柱定位孔吻合形成緊密結(jié)合；芯柱長(zhǎng)銷5的長(zhǎng)銷桿部由上芯柱3脫模用螺紋孔插入至下芯柱4的通孔中，長(zhǎng)銷桿部位于上芯柱3 —側(cè)的為長(zhǎng)銷吊環(huán)，長(zhǎng)銷吊環(huán)的最大直徑小于芯柱的外徑，大于上芯柱3的脫模用螺紋孔；凸模6為凸模固定板下方設(shè)有圓筒狀凸模壓頭，凸模壓頭與外模2及芯柱間隙配合。所述外模2兩個(gè)瓣模組合后的內(nèi)腔橫截面為圓形、橢圓形、正方形、三角形以及其他正多邊形。所述上芯柱3和下芯柱4組合后的外形根據(jù)成型管件的需要，為圓柱形、三棱柱形、四棱柱形以及其他正多邊形。所述下芯柱4的圓柱形端部為凸臺(tái)結(jié)構(gòu)、無凸臺(tái)結(jié)構(gòu)或其他能夠滿足芯柱定位的可靠性的結(jié)構(gòu)形式。所述凸模6的凸模固定板與凸模壓頭為焊接連接、螺紋配合連接、螺栓連接。一種采用上述的任一種成型模具成型粉末狀材料成型管件的方法，其特征在于步驟如下步驟1 將模具固定板1水平固定，將芯柱上部3、芯柱下部4通過芯柱長(zhǎng)銷5連接后，定位在模具固定板上的芯柱定位孔Ia上，將外模2的兩個(gè)瓣模通過定位銷7在模具固定板1上定位后用外模緊固螺栓8緊固；步驟2 將模具加熱到80-120°C后保溫，并將粉料9填入模腔；步驟3 將粉末狀材料填入模腔后，將凸模6的凸模壓頭6a壓入模腔預(yù)定位置并保持，將模具加熱到粉料中所含固化劑的固化溫度，保溫一小時(shí)使粉末管件完全固化；步驟4 待固化結(jié)束，將凸模6豎直上行，取出芯柱長(zhǎng)銷5，將吊環(huán)螺釘旋入上芯柱脫模用螺紋孔3a，以吊環(huán)螺釘帶動(dòng)上芯柱3上行，直至將上芯柱3完全脫模；步驟5 當(dāng)外模上行到吊環(huán)方便安裝的位置，將吊環(huán)螺釘旋入下芯柱脫模用螺紋孔4a，以吊環(huán)螺釘帶動(dòng)下芯柱4下行，直至將下芯柱4完全脫出模體；步驟6 取下外模緊固螺栓8，分開外模2的兩個(gè)瓣模，取出制件，完成粉末管件的整個(gè)壓制過程。有益效果本發(fā)明提出的一種粉末狀材料成型管件的成型模具及成型方法，有益效果是粉末管件的壓制不需要特殊的成型設(shè)備，普通的壓力設(shè)備即可滿足要求，簡(jiǎn)化了大型無拔模角粉末干壓管件的生產(chǎn)工藝。通過外模的分開即可實(shí)現(xiàn)圓筒件的外壁的脫模，通過將芯柱分成具有楔形面的兩部分極大的減小了芯柱的脫模時(shí)的脫模力，方便了粉末管件的脫模， 提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)通過更改外模和芯柱成型部分的截面形狀，即可實(shí)現(xiàn)不同截面形狀的無拔模斜度粉末干壓管件的一次成型，成型效率高，而且成型件不受機(jī)械加工破壞，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度明顯高于二次加工件。


圖1 本發(fā)明模具整體的裝配示意圖；圖2 本發(fā)明模具整體的俯視圖；圖3 本發(fā)明上芯柱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4 本發(fā)明下芯柱的結(jié)構(gòu)示意圖5 本發(fā)明芯柱長(zhǎng)銷的結(jié)構(gòu)示意圖；1-模具固定板；Ia-芯柱定位孔；Ib-定位銷孔；2_外模；2a_外模底板；2a_l_定位銷孔；2b-螺紋孔；2c-螺栓放置凹臺(tái)；2d-螺栓用光孔；3-上芯柱；3a-上芯柱脫模用螺紋孔；3b-長(zhǎng)銷配合孔；3c-上芯柱楔部；4-下芯柱；4a-下芯柱脫模用螺紋孔；4b_長(zhǎng)銷配合孔；4c-下芯柱楔部；5-芯柱長(zhǎng)銷；5a-長(zhǎng)銷桿部；5b-長(zhǎng)銷吊環(huán)；6-凸模；6a_凸模壓頭； 6b-凸模固定板；7-定位銷；8-外模緊固螺栓；9-粉料。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述參照?qǐng)D1-2，本發(fā)明的粉末壓制成型模具主要包括模具固定板1、外模2、上芯柱 3、下芯柱4、芯柱長(zhǎng)銷5、凸模6和吊環(huán)螺釘。其中模具固定板1為一方形板，其上加工有與下芯柱4間隙配合的芯柱定位孔Ia和與定位銷7間隙配合的銷孔lb，用于保證芯柱與外模內(nèi)圓面同心；外模2由兩個(gè)瓣?？客饽＞o固螺栓8連接在一起，兩個(gè)瓣模結(jié)構(gòu)相同，上部呈半個(gè)圓筒形，其兩側(cè)壁分別加工有與外模緊固螺栓8相匹配的螺紋孔2b、凹臺(tái)2c及螺栓配合光孔2d，外模2下部焊接有用于外模2定位用的外模底板2a，其上加工有與定位銷7間隙配合的四個(gè)銷孔加-1 ；芯柱是由兩個(gè)圓柱形一端具有彼此配合楔形面的上芯柱3和下芯柱 4組成，芯柱中心加工有芯柱長(zhǎng)銷定位孔(3b、4b)，定位孔(3b、4b)與芯柱長(zhǎng)銷5間隙配合， 通過芯柱長(zhǎng)銷5在定位孔(3b、4b)的固定，使上芯柱楔部3c與下芯柱楔部如相配合，從而上芯柱3和下芯柱4組成芯柱整體，芯柱的兩端面加工有與吊環(huán)配合的螺紋孔(3a、4a)；芯柱長(zhǎng)銷5形狀為一端帶有圓環(huán)的圓柱形長(zhǎng)銷，由長(zhǎng)銷桿部fe和長(zhǎng)銷吊環(huán)恥組成，長(zhǎng)銷桿部 fe與芯柱長(zhǎng)銷定位孔(3b、4b)間隙配合，長(zhǎng)銷吊環(huán)恥的最大直徑小于芯柱的外徑；凸模6 形狀為一端面連接有一塊方形板的圓筒，由圓筒狀凸模壓頭6a與模固定板6b連接(焊接或其他連接形式)而成，連接時(shí)保證凸模壓頭6a的中心線與模固定板6b的連接面垂直，凸模壓頭6a與外模2及芯柱間隙配合；吊環(huán)螺釘為標(biāo)準(zhǔn)件，與芯柱上的螺紋孔(3a、4a)相配合，用于芯柱的脫模。壓制實(shí)施實(shí)例，參照?qǐng)D1和圖2 步驟1 將模具固定板1水平固定，將芯柱上部3、芯柱下部4通過芯柱長(zhǎng)銷5連接后，在模具固定板上的芯柱定位孔Ia定位，將外模2的兩個(gè)瓣模通過定位銷7在模具固定板1上定位后，用外模緊固螺栓8將其緊固；步驟2 開啟加熱設(shè)備，將模具加熱到預(yù)熱溫度80_120°C后保溫；步驟3 將預(yù)先配好的粉料9填入模腔后，驅(qū)動(dòng)力將凸模6的凸模壓頭6a壓入模腔預(yù)定位置并保持，開啟加熱設(shè)備將模具加熱到粉料固化溫度，保溫到1時(shí)間，使粉末管件完全固化；步驟4:待固化結(jié)束，在驅(qū)動(dòng)力下凸模6豎直上行，取下凸模6，取出芯柱長(zhǎng)銷5，將吊環(huán)螺釘旋入上芯柱脫模用螺紋孔3a，在驅(qū)動(dòng)力下吊環(huán)螺釘帶動(dòng)上芯柱3上行，直至將上芯柱3完全脫出模體；步驟5 在驅(qū)動(dòng)力下外模上行到預(yù)定位置，將吊環(huán)螺釘旋入下芯柱脫模用螺紋孔 4a，在驅(qū)動(dòng)力下吊環(huán)螺釘帶動(dòng)下芯柱4下行，直至將下芯柱4完全脫出模體；步驟6 取下外模緊固螺栓8，分開外模2的兩個(gè)瓣模，取出制件，完成粉末管件的整個(gè)壓制過程。
權(quán)利要求
1.一種粉末狀材料成型管件的成型模具，其特征在于包括模具固定板(1)、外模O)、 上芯柱(3)、下芯柱0)、芯柱長(zhǎng)銷(5)和凸模(6)；所述模具固定板(1)中心設(shè)有芯柱定位孔，四角設(shè)有定位銷孔；所述外模O)由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的瓣模組成，每個(gè)瓣模為半個(gè)圓筒形，通過緊固螺栓緊固連接，外模O)的一端焊接有外模底板，外模底板與模具固定板(1) 通過定位銷固定連接；在外模O)中心的圓筒中，插入由兩個(gè)圓柱形、且中部為彼此配合楔形面的上芯柱(3)和下芯柱(4)組成的芯柱，上芯柱(3)中心設(shè)有長(zhǎng)銷配合孔，且圓柱形端面的通孔為凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，其上加工有脫模用的螺紋，下芯柱(4)與上芯柱(3)配合的楔形面中心設(shè)有與上芯柱C3)相配合的長(zhǎng)銷配合孔，其圓柱形端口設(shè)有脫模用螺紋孔，下芯柱(4)的圓柱形端口為凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，且與模具固定板(1)中心的芯柱定位孔吻合形成緊密結(jié)合；芯柱長(zhǎng)銷(5)的長(zhǎng)銷桿部由上芯柱(3)脫模用螺紋孔插入至下芯柱的通孔中，長(zhǎng)銷桿部位于上芯柱(3) —側(cè)的為長(zhǎng)銷吊環(huán)，長(zhǎng)銷吊環(huán)的最大直徑小于芯柱的外徑，大于上芯柱(3)的脫模用螺紋孔；凸模(6)為凸模固定板下方設(shè)有圓筒狀凸模壓頭，凸模壓頭與外模( 及芯柱間隙配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末狀材料成型管件的成型模具，其特征在于所述外模(2) 兩個(gè)瓣模組合后的內(nèi)腔橫截面為圓形、橢圓形、正方形、三角形以及其他正多邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末狀材料成型管件的成型模具，其特征在于所述上芯柱(3)和下芯柱(4)組合后的外形根據(jù)成型管件的需要，為圓柱形、三棱柱形、四棱柱形以及其他正多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末狀材料成型管件的成型模具，其特征在于所述下芯柱(4)的圓柱形端部為凸臺(tái)結(jié)構(gòu)、無凸臺(tái)結(jié)構(gòu)或其他能夠滿足芯柱定位的可靠性的結(jié)構(gòu)形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末狀材料成型管件的成型模具，其特征在于所述凸模(6) 的凸模固定板與凸模壓頭為焊接連接、螺紋配合連接、螺栓連接。
6.一種采用權(quán)利要求1 5所述的任一種成型模具成型粉末狀材料成型管件的方法， 其特征在于步驟如下步驟1 將模具固定板(1)水平固定，將芯柱上部(3)、芯柱下部(4)通過芯柱長(zhǎng)銷(5) 連接后，定位在模具固定板上的芯柱定位孔(Ia)上，將外模( 的兩個(gè)瓣模通過定位銷(7) 在模具固定板(1)上定位后用外模緊固螺栓(8)緊固；步驟2 將模具加熱到80-120°C后保溫，并將粉料(9)填入模腔；步驟3 將粉末狀材料填入模腔后，將凸模(6)的凸模壓頭(6a)壓入模腔預(yù)定位置并保持，將模具加熱到粉料中所含固化劑的固化溫度，保溫一小時(shí)使粉末管件完全固化；步驟4:待固化結(jié)束，將凸模(6)豎直上行，取出芯柱長(zhǎng)銷(5)，將吊環(huán)螺釘旋入上芯柱脫模用螺紋孔(3a)，以吊環(huán)螺釘帶動(dòng)上芯柱C3)上行，直至將上芯柱C3)完全脫模；步驟5 當(dāng)外模上行到吊環(huán)方便安裝的位置，將吊環(huán)螺釘旋入下芯柱脫模用螺紋孔 ( )，以吊環(huán)螺釘帶動(dòng)下芯柱(4)下行，直至將下芯柱(4)完全脫出模體；步驟6:取下外模緊固螺栓(8)，分開外模O)的兩個(gè)瓣模，取出制件，完成粉末管件的整個(gè)壓制過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粉末狀材料成型管件的成型模具及成型方法，通過外模的分開即可實(shí)現(xiàn)圓筒件的外壁的脫模，通過將芯柱分成具有楔形面的兩部分極大的減小了芯柱的脫模時(shí)的脫模力，方便了粉末管件的脫模，提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)通過更改外模和芯柱成型部分的截面形狀，即可實(shí)現(xiàn)不同截面形狀的無拔模斜度粉末干壓管件的一次成型，成型效率高，而且成型件不受機(jī)械加工破壞，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度明顯高于二次加工件。
文檔編號(hào)B22F5/12GK102225467SQ20111013307
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者付業(yè)偉, 張兆民, 施儉亮, 朱文婷, 李賀軍, 潘廣鎮(zhèn), 費(fèi)杰, 郭學(xué)平, 齊樂華 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)