等静压圆环零件成形模具及其成形方法技术

本发明专利技术公开了一种等静压圆环零件成形模具和成形方法，包括模具支撑底座组件、中心定位支撑台、下模套、圆环外径模腔、圆环内径成形组件、上模套和抱紧装置，下模套匹配定位连接于中心定位支撑台上；圆环外径模腔与圆环内径成形组件分别对应设置于下模套相应安装位置上，并且圆环外径模腔与圆环内径成形组件之间形成环形空间；上模套设置于圆环外径模腔与圆环内径成形组件的顶部，并与下模套通过抱紧装置连接在一起，上模套与下模套构成一个内部密闭空腔的环形空腔；所述上模套上密闭设有抽真空系统装置。通过等静压圆环零件成形模具和成形方法得到的圆环零件的圆柱面、上下端面均具有较高的形状和尺寸精度，并具有良好的综合机械性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种等静压圆环零件成形模具和成形方法，包括模具支撑底座组件、中心定位支撑台、下模套、圆环外径模腔、圆环内径成形组件、上模套和抱紧装置，下模套匹配定位连接于中心定位支撑台上；圆环外径模腔与圆环内径成形组件分别对应设置于下模套相应安装位置上，并且圆环外径模腔与圆环内径成形组件之间形成环形空间；上模套设置于圆环外径模腔与圆环内径成形组件的顶部，并与下模套通过抱紧装置连接在一起，上模套与下模套构成一个内部密闭空腔的环形空腔；所述上模套上密闭设有抽真空系统装置。通过等静压圆环零件成形模具和成形方法得到的圆环零件的圆柱面、上下端面均具有较高的形状和尺寸精度，并具有良好的综合机械性能。【专利说明】
本专利技术涉及等静压圆环零件精密成形技术，尤其涉及一种，特别涉及一种利用等静压设备压制高精度尺寸圆环零件的模具及其方法。
技术介绍
目前，国内在粉料圆环成形件的成形方面，主要利用机械压力通过模具压制成形，由于受到成形方式的限制，圆环成形件的强度、成形效率和成形精度不能同时达到很高，以及成形幅面尺寸也不是很大，很多大尺寸高强度的圆环件还需拼接后组合加工成形，或者依靠进口。因此，需要建立一种圆环零件高效率高质量的精成形方法和技术，这是发展中国高性能结构材料所必须的战略举措，对打破国外技术限制和封锁，满足国民经济以及军工各领域对高性能结构材料的需求意义极为重大。等静压成形方法是将成形模具放置于高压容器中，利用压力泵将传压介质注入高压容器中，根据流体力学原理，传压介质作用在成形模具外表面的压强大小处处相等，使模具内部粉料在各个方向上受到的压力均匀相等，最终获得致密胚体。等静压成形技术现已广泛应用于粉末冶金、国防科研、陶瓷等行业粉体材料压制成形的产品研制与生产，而粉体材料利用等静压成形技术压制圆环零件是一种可行的方法。等静压圆环零件成形方法是将被压制的粉体原材料放置在等静压圆环零件成形模具内，然后将该模具放置在等静压设备的传压介质中，通过提高传压介质的内部压力，使传压介质作用在等静压成形模具外表面的压力升高，模具型腔的内部形状和尺寸随着传压介质压力的不断升高而按一定规律发生相应变化，粉体原材料各分子之间的间隙不断减小并被压实，最终形成具有一定形状并且内部紧密的圆环零件实体。通过等静压设备和成形模具压制圆环零件是一种高效率高质量的新型成形方法，利用该成形方法压制圆环零件主要具有以下特点:第一，圆环零件内部分子之间的距离会随着等静压力的增大变得更小，使粉体材料分子之间结合得更加紧密，密度也更加均匀，从而获得综合机械性能较高的圆环零件；第二，由于等静压设备内部传压介质的压力处处相等，并且等静压成形模具在压制产品的过程中本身的外形尺寸不会增大，所以可以将多个等静压圆环零件成形模具同时放置在一台等静压设备中，实现一次压制多发尺寸规格相同的圆环零件。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种等静压圆环零件成形模具，通过成形模具和成形方法得到的圆环零件的圆柱面、上下端面均具有较高的形状和尺寸精度，并具有良好的综合机械性能。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:一种等静压圆环零件成形模具，包括模具支撑底座组件、中心定位支撑台、下模套、圆环外径模腔、圆环内径成形组件、上模套和抱紧装置，所述下模套匹配定位连接于支撑底座组件和中心定位支撑台上；所述圆环外径模腔与圆环内径成形组件分别对应设置于下模套相应安装位置上，并且圆环外径模腔与圆环内径成形组件之间形成环形空间；所述上模套设置于圆环外径模腔与圆环内径成形组件的顶部，并与下模套通过抱紧装置连接在一起，圆环外径模腔、圆环内径成形组件、上模套与下模套构成一个内部密闭高度可自适应变化的环形空腔，并且该环形空腔就是等静压圆环零件成形模腔；所述上模套上密闭设有抽真空系统装置。为了更好地实现本专利技术，所述抽真空系统装置上设有与抽真空设备的真空管相连接的接口，抽真空系统装置上还设有真空阀，并且在抽真空系统装置内部设有隔离透气网格板，所述真空阀可以设置于上模套利于抽真空的任何位置，真空阀的数量可根据实际抽真空需求进行选取。本专利技术提供一种优选的下模套与中心定位支撑台之间定位结构技术方案是:所述下模套的下部设有若干个定位孔和定位柱，所述中心定位支撑台上部对应下模套的定位孔设有定位柱，所述中心定位支撑台上部对应下模套的定位柱设有定位孔，下模套与中心定位支撑台通过定位孔、定位柱匹配定位连接。进一步的技术方案是:所述中心定位支撑台的下部设有模具支撑底座组件，所述模具支撑底座组件的中心具有定位内孔，所述中心定位支撑台的下部安装在模具支撑底座组件的定位内孔上。本专利技术提供一种优选的圆环外径模腔结构技术方案是:所述圆环外径模腔由两个对称的半圆环模腔构成，两个半圆环模腔通过若干个定位销固定，本专利技术的圆环外径模腔是由刚性材料制作的，能够保持圆柱形。为了使得本成形模具吊装更加方便，所述模具支撑底座组件或/中心定位支撑台上设有起吊装置。一种等静压圆环零件及其成形方法，其成形方法步骤如下:第一步:向等静压圆环零件成形模具内填充成形所需的粉体材料，再利用加热设备对该模具及装填的粉体材料进行整体加热；第二步:在等静压圆环零件成形模具外部添加密封装置，利用密封装置实现在抽真空过程中，以及在上模套和下模套压制圆环零件的过程中粉体材料与模具外部介质之间的隔离；通过等静压圆环零件成形模具的抽真空系统装置对模具内部的粉体材料进行抽真空处理，并根据圆环零件的尺寸精度和性能要求，确定相应的等静压压力和温度控制曲线.第三步:将等静压圆环零件成形模具放置在等静压设备里进行压制成形操作，并使得粉体材料在压制过程中发生致密化变形；第四步:将压制成形的圆环零件从等静压圆环零件成形模具中取出。本专利技术较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:通过等静压圆环零件成形模具和成形方法得到的圆环零件的圆柱面、上下端面均具有较高的形状和尺寸精度，并具有良好的综合机械性能。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1中圆环外径模腔的结构示意图；图3为图1中圆环内径成形组件的结构示意图；图4为图1中下模套的结构示意图；图5为图1中上模套的结构示意图；图6为图1中模具支撑底座组件的结构示意图；图7为图1中中心定位支撑台的结构示意图；图8为图1中抱紧装置的结构示意图。其中，附图中的附图标记所对应的名称为:I 一模具支撑底座组件,2 —中心定位支撑台，3 —下模套,4 一圆环外径模腔,5 —圆环内径成形组件，6 —上模套，7 —抱紧装置，8 —抽真空系统装置，9 一起吊装置。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明:实施例如图1?图8所示，一种等静压圆环零件成形模具，包括模具支撑底座组件1、中心定位支撑台2、下模套3、圆环外径模腔4、圆环内径成形组件5、上模套6和抱紧装置7，下模套3匹配定位连接于模具支撑底座组件I和中心定位支撑台2上；圆环外径模腔4与圆环内径成形组件5分别对应设置于下模套3相应安装位置上，并且圆环外径模腔4与圆环内径成形组件5之间形成环形空间；上模套6设置于圆环外径模腔4与圆环内径成形组件5的顶部，并与下模套3通过抱紧装置7连接在一起，圆环外径模腔4、圆环内径成形组件5、上模套6与下模套3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等静压圆环零件成形模具，其特征在于：包括模具支撑底座组件(1)、中心定位支撑台(2)、下模套(3)、圆环外径模腔(4)、圆环内径成形组件(5)、上模套(6)和抱紧装置(7)，所述下模套(3)匹配定位连接于支撑底座组件(1)和中心定位支撑台(2)上；所述圆环外径模腔(4)与圆环内径成形组件(5)分别对应设置于下模套(3)相应安装位置上，并且圆环外径模腔(4)与圆环内径成形组件(5)之间形成环形空间；所述上模套(6)设置于圆环外径模腔(4)与圆环内径成形组件(5)的顶部，并与下模套(3)通过抱紧装置(7)连接在一起；所述圆环外径模腔(4)、圆环内径成形组件(5)、上模套(6)与下模套(3)构成一个内部密闭空腔的环形空腔；所述上模套(6)上密闭设有抽真空系统装置(8)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李森，陈良军，陈龙飞，蒋道建，赵维，鲍延年，刘建平，雍炼，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51