CN106141175A - 粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具，包括阴模、上冲、下冲和底座；阴模由模腔和钢套组成，模腔与钢套过盈配合；上冲和下冲采用组合分体结构，阴模设置上冲与下冲之间；底座与下冲紧固联接。上冲由上冲头、上压盖和上基座组成；下冲由下冲头、下压盖和下基座组成。上冲头和下冲头可互换。本发明实现了在大型压机上一次双向压制出多根棒材毛坯产品，提高了生产效率。压制的毛坯产品强度高，密度均匀，尺寸一致性好。本发明操作简单、运行可靠，适合粉末冶金棒材毛坯产品的大规模生产。

Description

粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具

技术领域

本发明涉及一种粉末冶金产品的成型模具，具体是粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具。

背景技术

目前，在生产粉末冶金产品时，对于长径比大于8:1的棒材毛坯，一般采用挤压成型(混合料在塑流状态下加压，通过挤压嘴而成型)。对于长径比小于8:1的棒材毛坯，挤压和模压成型都在采用，但通过生产实践发现，挤压成型的产品要通过“压制—外圆打磨—切断—平头”等工序来实现，工序繁多，而且投入产出率及生产效率低下，粉末废料损失大、粉末流动不均匀，导致产品局部致密性差，挤压速度低，辅助时间长、模具损耗大，成本高且每件长度尺寸和直径尺寸一致性较差。而使用模压成型方式压制棒材(将混合料装在钢制压模内通过模冲对粉末加压，卸压后，压坯从阴模内压出)，压制成型的产品，局部密度均匀，强度好，每件产品长度尺寸和直径尺寸互差小，模具使用寿命长。但模压成型模具为一模一孔结构(即上下冲头采用焊合金或全钢的单一整体结构)，上、下冲与阴模间的一个压制过程完成，由下冲从阴模模腔中推送出一件产品，压制效率低。

由于受15T和20T DORST压机模具架尺寸的限制，对于长径比大于8:1的棒材产品，无法实现产品的正常压制。在200T DORST大型压机上要实现长径比大于8:1的棒材产品的正常压制，需要一套多孔模具的支撑，但一模多孔的模具在粉末冶金行业至今仍是空白。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种操作简单、运行可靠，适合棒材毛坯产品大规模生产的粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具,包括阴模、上冲、下冲和底座；阴模由模腔和钢套组成，模腔与钢套过盈配合；上冲和下冲采用组合分体结构；上冲由上冲头、上压盖和上基座组成；下冲由下冲头、下压盖和下基座组成；上压盖和下压盖的顶面有沉台孔，中部有长方通孔，底部有方通槽；上冲头和下冲头分别通过长方通孔与上压盖和下压盖间隙配合；上冲头的上端和下冲头的下端分别与上基座和下基座连接；阴模设置上冲与下冲之间；上冲头的下端和下冲头的上端设置在阴模的模腔中；下冲与底座紧固联接。

本发明提供一种能够实现双向压制的一模多孔模具。采用上压盖、下压盖和多件上冲头和下冲头，用螺钉紧固联接，固定在其相应连接的基座和底座上，然后装配到200T DORST压机各连接部位，进行棒材毛坯产品的压制。上冲头和下冲头采用组合分体结构。阴模设置上冲与下冲之间，通过压机连接件固定在压机中部。下冲与压机下底板通过T形螺栓固定。上冲与压机上顶板通过T形螺栓固定。由于模具为一模多孔，在一个压制过程结束后，由下冲头从阴模模腔中推送出多件产品，有效的提高了生产效率。

进一步的改进是：所述阴模的钢套与模腔的过盈配合量为0.24～0.28。在此过盈配合量内钢套与模腔的配合更好。

进一步的改进是：所述的上冲头底部有通槽。由于上冲头在压制过程结束后，要退出阴模模腔，为保证上冲头的滑动面与上基座接触平面垂直度，在上冲头底部加工一通槽，以免接触面过大，影响垂直度，使上冲头无法在第二次压制动作中顺利进入阴模模腔。

进一步的改进是：所述的上冲头和下冲头的底部有台阶；上压盖和下压盖有台阶；上冲头底部台阶高于上压盖台阶0.05～0.1；下冲头底部台阶低于下压盖台阶0.10～0.15。由于在压制过程中，上冲头不允许有晃动，因此要求上冲头与上压盖，四个上一冲(2)底部台阶h4应高于上压盖(3)h台阶处0.05～0.1(见附图4、5)；与上压盖(3)装配好后，然后

进一步的改进是：所述的上冲头和下冲头分别至少有4件，每件高度互差±0.01，顶槽高度通过线切割加工控制在±0.02。本发明的一模多孔模具，选取一模四孔，所以上冲头和下冲头分别有4件，每件的高度应等高，互差应在上述控制范围内。

更进一步的改进是：所述的上冲头与下冲头等高，且能够互换。由于冲头滑动面与阴模模腔配合段需采用座标磨加工，如果冲头无互换性，则冲头成型区域只要有一个冲头断裂或者压缺，整个冲头报废，模具消耗过高，由于上冲头和下冲头可以互换，不仅维修更换迅速，而且降低了制作成本。

进一步的改进是：所述的上压盖和下压盖顶面的沉台孔至少有4个，中部长方通孔至少有4个。由于上冲头和下冲头有4件，上冲头和下冲头是分别通过长方通孔与上压盖和下压盖间隙配合的，所以上压盖和下压盖顶面的沉台孔、中部长方通孔有4个。上冲头和下冲头与上压盖和下压盖间隙配合是采用方孔定位，限制上冲头和下冲头在X向和Y向的自由度，由上压盖和下压盖控制上冲头和下冲头的压制重心。

更进一步的改进是：所述的上冲头底部和上压盖有台阶，上冲头底部台阶高于上压盖台阶0.05～0.1；上冲头与上压盖长方通孔配合段公差为0～+0.02，上冲头与上压盖长方通孔的配合间隙为0.01～0.03。由于在压制过程中，上冲头不允许有晃动，因此要求上冲头与上压盖的配合公差和配合间隙控制在上述范围内。

更进一步的改进是：所述的下冲头底部和下压盖有台阶；下冲头底部台阶低于下压盖台阶0.10～0.15。下冲头与下压盖的长方通孔的配合段公差为0～+0.02，下冲头与下压盖长方通孔的配合间隙为0.08～0.1。在压制过程中，为保证装模的可靠性，可以允许下冲头有少许松动，因此要求下冲头与下压盖的配合公差和配合间隙控制在上述范围内。

进一步的改进是：所述底座的顶面和中部有通孔。顶面通孔用来连接下冲头和压机，中部通孔为减少底座重量。

进一步的改进是：所述的上冲头和下冲头在阴模模腔的非成型区域倒角1.5×45°。为保障操作的安全性，非成型区域需倒角1.5×45°。

进一步的改进是：所述的上冲头和下冲头在阴模模腔的成型区域为反R过渡。即在上冲头与下冲头的成型顶槽采用反R过渡，以保证压制时上冲头与下冲头的压制强度，避免压制过程中产品出现裂纹和分层的现象。

本发明的效果在于：解决了长径比大于8:1的棒材毛坯在挤压成型方面的缺陷，实现了在200T大型压机上一次成功双向压制出多根棒材毛坯产品，提高了生产效率。可采用不同牌号的混合料，压制出强度高、尺寸互差小、磨削余量控制好的棒材毛坯产品，提高了产品的耐用度，产品尺寸的一致性及致密性好，减少了成品磨削率。由于上冲头与下冲头可互换，降低了制作成本，且使维修更换更加迅速。本发明操作简单、运行可靠，适合粉末冶金棒材毛坯产品的大规模生产。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的阴模示意图。

图3是本发明上冲头的结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是本发明上压盖的结构示意图。

图6是图5的俯视图。

图7是本发明底座的结构示意图。

图8是图7的俯视图。

图中：1、阴模；2、上冲头；3、上压盖；4、上基座；5、下冲头；6、下压盖；7、下基座；8、通孔；9、底座；10、模腔；11、钢套；

具体实施方式

下面，结合附图对本发明作进一步描述：

在本实施方式中本发明的模具以一模四孔为例。

本发明的成型部件采用分体组合结构，通过上、下压盖的长方通孔作为装配定位孔，与基座通过内六角圆柱头螺钉紧固联接，组合成上、下冲，根据粉末冶金压制机理，实现双向压制成型。

如图1～图8所示，本发明包括阴模1、上冲、下冲和底座9。

阴模1由模腔10和钢套11组成，钢套11与模腔10过盈配合，过盈配合量为0.24～0.28。因阴模1过重，为便于操作，在其端面加工螺纹吊装孔，为减重，在其底面加工有空刀孔。

上冲和下冲采用组合分体结构：上冲由上冲头2、上压盖3和上基座4组成；下冲由下冲头5、下压盖6和下基座7组成。上冲头2和下冲头5是压制成型的主要部件，分别有4件，每件高度互差±0.01，顶槽高度通过线切割加工控制在±0.02。上冲头2的下端和下冲头5的上端设置在阴模1的模腔10中，上冲头2的上端和下冲头5的下端分别与上基座4和下基座7连接。上压盖3和下压盖6的顶面有4个沉台孔，中部有4个长方通孔，底部有方通槽。上冲头2和下冲头5分别通过长方通孔与上压盖3和下压盖6采用方孔定位间隙配合，以限制上冲头2和下冲头5在X向和Y向的自由度，由上压盖3和下压盖6控制上冲头2和下冲头5的压制重心。上压盖3与上基座4主要起连接上冲头2的作用；下压盖6与下基座7主要起连接下冲头5的作用。为减少上冲和下冲的重量，上基座4和下基座7在保证强度的情况下，底部加工有盲孔。上冲头2与上压盖3和下冲头5与下压盖6长方通孔的配合段公差为0～+0.02，上冲头2与上压盖3长方通孔的配合间隙为0.01～0.03，上冲头2的底部台阶高于上压盖3台阶0.05～0.1。下冲头5与下压盖6长方通孔的配合间隙为0.08～0.1，下冲头5底部台阶低于下压盖6台阶0.10～0.15。上冲头2与上压盖3装配好后与上基座4通过内六角圆柱头螺钉和止松垫圈紧固联接。下冲头5与下压盖6装配好后与下基座7通过内六角圆柱头螺钉和止松垫圈紧固联接。为保障操作的安全性，上冲头2和下冲头5在阴模1的模腔10的非成型区域需倒角1.5×45°。上冲头2和下冲头5在阴模1的模腔10的成型区域为反R过渡。即在上冲头2和下冲头5的成型顶槽采用反R过渡，以保证压制时上冲头2与下冲头5的压制强度，避免压制过程中产品出现裂纹和分层现象。

底座9与下冲紧固联接。底座9的顶面有4个通孔8，通过内六角圆柱头螺钉和止松垫圈与下冲头5紧固联接，为减少重量，底座9的中部加工有通孔。

本发明的工作原理：将本发明与200T大型压机连接，阴模1回复到装料位置，模腔10进入装料状态，将原料填入模腔10，上冲头2下降并进入模腔10一小段距离(无顶压)，上冲头2和阴模1同步下降完成压制行程。阴模1停止下降；若有顶压时，上冲头2继续下压一小段，完成顶压行程。若无顶压时，上冲头2不再下降。无预负荷时，阴模1下拉，压坯开始从模腔10脱出的同时上冲头2抬起离开压坯；若有预负荷时，阴模1下拉，压坯从模腔10脱出，上冲头压在压坯上直至完全脱出模腔10后，上冲头2才离开压坯，阴模1复位。在整个压制过程中，下冲头5固定不动。通过模具各部件相互之间的压制动作，将粉末冶金混合料压制成具有一定形状和尺寸，一定密度和强度的粉末冶金棒材毛坯产品。

本发明解决了长径比大于8:1的棒材毛坯在挤压成型方面的缺陷，实现了在大型压机一次性压制出多根棒材产品，提高了生产效率。压制出来的毛坯各部位密度均匀，产品尺寸的一致性和致密性好，减少了成品磨削率。半成品磨削余量得到有效控制，提高了刀具的耐用度。由于上冲头与下冲头可互换，降低了制作成本，且使维修更换更加迅速。本发明可生产一模多孔板材、一模多孔管材、一模多孔合金球齿等，对于一些尺寸小的产品也可以在15T、20T、50T等DORST压机上进行一模多孔粉末冶金产品的压制。本发明的一模多孔模具结构简单、运行可靠，制造成本低。

以上所述仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具,其特征在于：所述的模具包括阴模、上冲、下冲和底座；阴模由模腔和钢套组成，模腔与钢套过盈配合；上冲和下冲采用组合分体结构；上冲由上冲头、上压盖和上基座组成；下冲由下冲头、下压盖和下基座组成；上压盖和下压盖的顶面有沉台孔，中部有长方通孔，底部有方通槽；上冲头和下冲头分别通过长方通孔与上压盖和下压盖间隙配合；阴模设置上冲与下冲之间；上冲头的下端和下冲头的上端设置在阴模的模腔中；上冲头的上端和下冲头的下端分别与上基座和下基座连接；下冲与底座紧固联接。

2.根据权利要求1所述的粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具,其特征在于：所述阴模的钢套与模腔的过盈配合量为0.24～0.28。

3.根据权利要求1所述的粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具,其特征在于：所述的上冲头底部有通槽。

4.根据权利要求1所述的粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具,其特征在于：所述的上冲头和下冲头分别至少有4件，每件高度互差±0.01，顶槽高度通过线切割加工控制在±0.02。

5.根据权利要求1或4所述的粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具,其特征在于：所述的上冲头与下冲头等高，且能够互换。

6.根据权利要求1所述的粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具,其特征在于：所述的上压盖顶面的沉台孔至少有4个，中部长方通孔至少有4个。

7.根据权利要求6所述的粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具,其特征在于：所述的上冲头底部和上压盖有台阶，上冲头底部台阶高于上压盖台阶0.05～0.1；上冲头与上压盖长方通孔配合段公差为0～+0.02，上冲头与上压盖长方通孔的配合间隙为0.01～0.03。

8.根据权利要求6所述的粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具,其特征在于：所述的下冲头底部和下压盖有台阶；下冲头底部台阶低于下压盖台阶0.10～0.15。下冲头与下压盖的长方通孔的配合段公差为0～+0.02，下冲头与下压盖长方通孔的配合间隙为0.08～0.1。

9.根据权利要求1所述的粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具,其特征在于：所述底座的顶面和中部有通孔。

10.根据权利要求1所述的粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具,其特征在于：所述的上冲头与下冲头在阴模模腔的非成型区域倒角1.5×45°。

11.根据权利要求1所述的粉末冶金棒材毛坯产品一模多孔成型模具,其特征在于：所述的上冲头与下冲头在阴模模腔的成型区域为反R过渡。