一种粉末递增压制装置及压制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种粉末递增压制装置及压制方法，属于材料加工与机械设备技术领域，包括上模冲、上模冲液压杆、前阴模、后阴模、阴模液压杆、下模冲、脱模板、脱模板液压杆、阴模液压杆伺服电机、上模冲液压杆伺服电机、脱模板液压杆伺服电机，粉末递增压制与一次压制相比，在底端致密度与平均致密度两方面性能均占优，进而使得压胚密度均匀，产品最终性能提高，本发明专利技术实现电气及其自动化控制，提高生产效率，降低生产成本，减少人力工作强度，提高使用安全性，除此之外，通过提供高功率模式和低功率模式，降低能耗，提高效率。

A powder increasing pressing device and pressing method

The invention discloses a powder incremental pressing device and a pressing method, belonging to the technical field of material processing and mechanical equipment, which comprises an upper die punching, an upper die punching hydraulic rod, a front die, a rear die, a negative die hydraulic rod, a lower die punching, a template stripping, a template stripping hydraulic rod, a negative die hydraulic rod servo motor, and an upper die punching hydraulic rod servo motor. Compared with the one-time compaction, the powder incremental compaction has superior performance in both the bottom density and the average density, thereby making the density of the pressed embryo uniform, and improving the final performance of the product. The invention realizes the electric and its automatic control, improves the production efficiency, reduces the production cost and reduces the human consumption. Strength of work, improve the use of security, in addition, by providing high-power mode and low-power mode, reduce energy consumption, improve efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种粉末递增压制装置及压制方法
本专利技术涉及一种粉末递增压制装置及压制方法，属于材料加工与机械设备

技术介绍
成形是重要性仅次于烧结的一个基本的粉末冶金过程，比其他工序更限制和决定粉末冶金整个生产过程。成形方法的合理与否直接决定整个生产过程能否顺利进行；影响后续各个工艺及其最终产品质量；影响生产的自动化、生产率和生产成本。粉末压制过程中，压制后粉末体的孔隙率降低，压胚相对密度明显高于粉末体的密度，但随着轴向压力施加于粉末体，其在某种程度上表现出类似流体的行为，向阴模模壁施加作用力，导致侧压力的产生，并且加之粉末颗粒间摩擦，压力传递不均匀，导致压胚中不同部位密度不均匀，进而影响产品最终性能。现有技术中多采用一次压制成型的工艺，一次压制成型的压胚会存在压胚密度不均匀的问题，即在底端致密度与平均致密度两方面问题尤为突出，除此之外，现有设备大多生产效率不高，耗能较为严重。
技术实现思路
本专利技术提供一种粉末递增压制装置，包括上模冲1、上模冲液压杆2、前阴模3、后阴模4、阴模液压杆5、下模冲6、脱模板7、脱模板液压杆8、阴模液压杆伺服电机16、上模冲液压杆伺服电机17、脱模板液压杆伺服电机18，上模冲1和上模冲液压杆2位于前阴模3、后阴模4上方，上模冲1与四个上模冲液压杆2配合连接，并且上模冲1的轴线与前阴模3和后阴模4闭合后的中轴线重合，下模冲6设置在前阴模3、后阴模4下面，下模冲6上开有脱模口，脱模口上设置脱模板7，前阴模3和后阴模4之间设置四个阴模液压杆5，四个阴模液压杆5两两对称设置，后阴模4、下模冲6固定不动，前阴模3与四个阴模液压杆5配合推动前阴模3移动，脱模板7与脱模板液压杆8连接，脱模板液压杆8来移动脱模板7；四个上模冲液压杆2同时由上模冲液压杆伺服电机17驱动，四个阴模液压杆5同时由阴模液压杆伺服电机16驱动，脱模板液压杆8由脱模板液压杆伺服电机18驱动。所述粉末递增压制装置还包括传送带9、推板10、推板连杆11、导轨12、传送带伺服电机14、推板连杆伺服电机15，传送带9设置在后阴模4旁边，传送带9和后阴模4上设有导轨12，传送带9与推板10配合设置，推板10在移动过程中和传送带9相交，推板10与推板连杆11连接，推板连杆11推动推板10移动，推板连杆11设置在后阴模4侧面并与后阴模4固定连接，传送带9由传送带伺服电机14驱动，推板连杆11由推板连杆伺服电机15驱动。所述推板连杆11为往复式推板连杆。所述粉末递增压制装置包括自动控制电路，自动控制电路包括控制芯片19、复位电路20、进程开关按键电路21、模式切换按键电路22、传送带单向转动伺服电机电路23、推板连杆单向转动伺服电机电路24、阴模液压杆双向转动伺服电机电路25、上模冲液压杆双向转动伺服电机电路26、脱模板液压杆双向转动伺服电机电路27、三极管开关电路28；控制芯片19控制输出相关的指令与信号，型号版本不低于AT89C52；复位电路20使得自动控制电路恢复到起始状态，与控制芯片19的RST引脚连接；进程开关按键电路21控制装置是否开始工作，由一副开关网络构成，还与控制芯片19的P1.2引脚连接；模式切换按键电路22控制高功率模式与低功率模式之间的切换，由两副开关网络构成，还分别与控制芯片19的P1.0、P1.1引脚连接；传送带单向转动伺服电机电路23与传送带伺服电机14连接，控制传送带伺服电机14的工作情况，并且与控制芯片19的P2.0、P2.1引脚连接；推板连杆单向转动伺服电机电路24与推板连杆伺服电机15连接，控制推板连杆伺服电机15的工作情况，并且与控制芯片19的P2.2、P2.3引脚连接；阴模液压杆双向转动伺服电机电路25与阴模液压杆伺服电机16连接，控制阴模液压杆伺服电机16的工作情况，并且与控制芯片19的P2.4、P2.5引脚连接；上模冲液压杆双向转动伺服电机电路26与上模冲液压杆伺服电机17连接，控制上模冲液压杆伺服电机17的工作情况，并且与控制芯片19的P2.6、P2.7引脚连接；脱模板液压杆双向转动伺服电机电路27与脱模板液压杆伺服电机18连接，控制脱模板液压杆伺服电机18的工作情况，并且与控制芯片19的P1.3、P1.4引脚连接；三极管开关电路28与阴模液压杆双向转动伺服电机电路25、上模冲液压杆双向转动伺服电机电路26分别连接，控制阴模液压杆伺服电机16与上模冲液压杆伺服电机17的功率输出模式，并且与控制芯片19的P1.5引脚连接。本专利技术还提供了一种粉末递增压制的方法，根据阴模和压胚使用的材料，利用摩擦系数表，查询模具壁处的摩擦系数μ，利用常用材料弹性模量(E)-泊松比(ν)表和公式计算模具壁处的侧压系数ξ；通过测量，获得压胚半径r、压胚长度l；根据压胚最高致密度、最低致密度、平均致密度的要求，利用黄培云压制公式，换算得到用于粉末局部致密化的最高轴向应力最低轴向应力平均轴向应力根据粉末递增压制装置的高功率模式与低功率模式对应的最大压制压力除以压胚截面积2πr2，进而换算得到高功率模式与低功率模式对应的用于粉末局部致密化的最大轴向应力，通过换算得到高功率模式与低功率模式对应的用于粉末局部致密化的最大轴向应力与利用黄培云压制公式换算得到的最高轴向应力进行对比，若最高轴向应力小于低功率模式对应的最大轴向应力，则选用低功率模式，若最高轴向应力大于低功率模式对应的最大轴向应力但小于高功率模式对应的最大轴向应力，则选用高功率模式，若最高轴向应力大于高功率模式对应的最大轴向应力，则上述无法满足压制需求，必须换装更大功率粉末递增压制装置，根据建立的递增压制模型关系，利用l＝nΔl、计算得到新增压胚长度Δl、新增压胚次数n，并且根据压胚总质量除以新增压胚次数n得到一次增加的粉末质量，将新增压胚次数n设定到控制芯片19后开始运行粉末递增压制装置，脱模板液压杆8将脱模板7推入下模冲6将脱模口封住；传送带9将新增压胚粉末13送入指定位置，推板10将新增压胚粉末13推入阴模并回程，阴模液压杆5拖动前阴模3使其与后阴模4压紧，上模冲液压杆2拖动上模冲1进入阴模使其与新增压胚粉末13压紧，下模冲6压制新增压胚粉末13，阴模液压杆5推动前阴模3使其与后阴模4分离，上模冲液压杆2推动上模冲1离开阴模使其与阴模分离，再次填入新增压胚并且重复上述过程，压制多次后脱模板液压杆8将脱模板7拖出下模冲6，压胚脱模。递增压制优于一次压制的理论分析：1.数学模型建立由于模具壁处的摩擦力抑制粉末的压实，因此用于粉末局部致密化的轴向应力随着与压制冲头表面之间距离的增加而降低，则存在如下关系：并且，压胚致密度与轴向应力正相关，即：ρavg(x)∈σa(x)其中，σa(x)：距离压制冲头x处的用于粉末局部致密化的轴向应力；ρavg(x)：距离压制冲头x处的压胚平均致密度；μ：模具壁处的摩擦系数，下同；ξ：模具壁处的侧压系数，下同；r：压胚半径，下同。2.一次压制根据上述，一次压制粉末时，如图1所示，用于轴向应力与距离x之间存在如下关系：并且，其中，一次压制时，距离压制冲头x处的用于粉末局部致密化的轴向应力；l：压胚长度。3.递增压制同理，递增压制时，如图2所示，用于轴向应力与距离x之间存在如下关系：l＝nΔl并且，其中，第i次压制时，距离压制冲头x本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉末递增压制装置，其特征在于，包括上模冲(1)、上模冲液压杆(2)、前阴模(3)、后阴模(4)、阴模液压杆(5)、下模冲(6)、脱模板(7)、脱模板液压杆(8)、阴模液压杆伺服电机(16)、上模冲液压杆伺服电机(17)、脱模板液压杆伺服电机(18)，上模冲(1)和上模冲液压杆(2)位于前阴模(3)、后阴模(4)上方，上模冲(1)与四个上模冲液压杆(2)连接，并且上模冲(1)的轴线与前阴模(3)和后阴模(4)闭合后的中轴线重合，下模冲(6)设置在前阴模(3)、后阴模(4)下面，下模冲(6)上开有脱模口，脱模口上设置脱模板(7)，前阴模(3)和后阴模(4)之间设置四个阴模液压杆(5)，四个阴模液压杆(5)两两对称设置，后阴模(4)、下模冲(6)固定不动，前阴模(3)与四个阴模液压杆(5)配合推动前阴模(3)移动，脱模板(7)与脱模板液压杆(8)连接；四个上模冲液压杆(2)同时由上模冲液压杆伺服电机(17)驱动，四个阴模液压杆(5)同时由阴模液压杆伺服电机(16)驱动，脱模板液压杆(8)由脱模板液压杆伺服电机(18)驱动。

【技术特征摘要】
1.一种粉末递增压制装置，其特征在于，包括上模冲(1)、上模冲液压杆(2)、前阴模(3)、后阴模(4)、阴模液压杆(5)、下模冲(6)、脱模板(7)、脱模板液压杆(8)、阴模液压杆伺服电机(16)、上模冲液压杆伺服电机(17)、脱模板液压杆伺服电机(18)，上模冲(1)和上模冲液压杆(2)位于前阴模(3)、后阴模(4)上方，上模冲(1)与四个上模冲液压杆(2)连接，并且上模冲(1)的轴线与前阴模(3)和后阴模(4)闭合后的中轴线重合，下模冲(6)设置在前阴模(3)、后阴模(4)下面，下模冲(6)上开有脱模口，脱模口上设置脱模板(7)，前阴模(3)和后阴模(4)之间设置四个阴模液压杆(5)，四个阴模液压杆(5)两两对称设置，后阴模(4)、下模冲(6)固定不动，前阴模(3)与四个阴模液压杆(5)配合推动前阴模(3)移动，脱模板(7)与脱模板液压杆(8)连接；四个上模冲液压杆(2)同时由上模冲液压杆伺服电机(17)驱动，四个阴模液压杆(5)同时由阴模液压杆伺服电机(16)驱动，脱模板液压杆(8)由脱模板液压杆伺服电机(18)驱动。2.根据权利要求1所述粉末递增压制装置，其特征在于，还包括传送带(9)、推板(10)、推板连杆(11)、导轨(12)、传送带伺服电机(14)、推板连杆伺服电机(15)，传送带(9)设置在后阴模(4)旁边，传送带(9)和后阴模(4)上设有导轨(12)，传送带(9)与推板(10)配合设置，推板(10)在移动过程中和传送带(9)相交，推板(10)与推板连杆(11)连接，推板连杆(11)设置在后阴模(4)侧面，传送带(9)由传送带伺服电机(14)驱动，推板连杆(11)由推板连杆伺服电机(15)驱动。3.根据权利要求1所述粉末递增压制装置，其特征在于，所述推板连杆(11)为往复式推板连杆。4.根据权利要求3所述粉末递增压制装置，其特征在于，还包括自动控制电路，自动控制电路包括控制芯片(19)、复位电路(20)、进程开关按键电路(21)、模式切换按键电路(22)、传送带单向转动伺服电机电路(23)、推板连杆单向转动伺服电机电路(24)、阴模液压杆双向转动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祖来，张哲轩，山泉，蒋业华，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53