具有柔性的上冲头装置
阅读说明：本技术 具有柔性的上冲头装置 (Upper punch device with flexibility ) 是由 钱俊松 石义官 刘彬 李全俊 岳显 胡翔 何川 张向南 许杰淋 齐铭 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有柔性的上冲头装置,包括壳体和布置在壳体上端的垫板,壳体内设置有上冲头,壳体内设置有活塞,上冲头嵌入式的布置在活塞内,壳体底部设置有盖板,活塞下端设置有冲头盖；所述活塞与垫板间隔一定距离布置；活塞、壳体和垫板之间形成腔室,壳体上设置有与腔室连通的快插接头,快插接头通过气管连接气源；相比于传统的压制方式而言,本发明在上冲头内设置腔室,使上冲头与下模型腔内的粉末柔性接触,便于粉末在型腔内固形,避免了上冲头直接顶死下模,造成下模停止转动,粉末不能成型的问题。(The invention discloses a flexible upper punch device, which comprises a shell and a base plate arranged at the upper end of the shell, wherein an upper punch is arranged in the shell, a piston is arranged in the shell, the upper punch is embedded in the piston, a cover plate is arranged at the bottom of the shell, and a punch cover is arranged at the lower end of the piston; the piston and the backing plate are arranged at a certain distance; a cavity is formed among the piston, the shell and the base plate, the shell is provided with a quick-connection plug communicated with the cavity, and the quick-connection plug is connected with an air source through an air pipe; compared with the traditional pressing mode, the powder forming device has the advantages that the cavity is arranged in the upper punch, so that the upper punch is in flexible contact with powder in the lower die cavity, the powder is conveniently solidified in the die cavity, and the problems that the upper punch directly pushes the lower die to cause the lower die to stop rotating and the powder cannot be formed are solved.)
技术领域
本发明涉及冲压技术领域，尤其是一种用于下模为锥形型腔的具有柔性的上冲头装置。
背景技术
粉末压制成型是较为常用的成型方式，具有高效、节能等优点，广泛地运用于生产和生活中。目前粉末压制的具体步骤为：油压机通过匹配器与上冲头连接，上冲头通过匹配器与油压机刚性连接，以保证压力稳定提供；下模内设置有与上冲头匹配的锥形型腔，粉末倒入锥形型腔后，下模转动，保证粉末均匀的分布在锥形型腔的内壁，上冲头压向下模，将粉末压制成型。上述方式的缺陷为：一、匹配器和上冲头刚性连接，两者之间的间隙较小，一旦上冲头与粉末接触后，压力就开始急速增加，会导致冲头和粉末以及粉末与下模之间的摩擦力增大，导致提供下模旋转的机构被卡死，从而影响粉末充满的型腔的过程，从而影响成型的质量和生产效率；二、匹配器和上冲头刚性连接，上冲头无法左右浮动，这就要求上冲头和下模完全对中，若两者稍有偏差，上冲头下压时就会压向锥形型腔的侧壁，导致模具磨损和成型的粉末厚薄不均匀，影响成型的质量。
发明内容
针对传统粉末压制过程生产效率低和成型质量差的技术问题，本发明提供一种具有柔性的上冲头装置，使上冲头在粉末在固形过程中具备一定的柔性，可以适应粉末固形过程中高差的变化，保证下模锥形型腔内粉末的固形。
本发明所采用的技术方案是：具有柔性的上冲头装置，包括壳体和布置在壳体上端的垫板，壳体内设置有上冲头和活塞，上冲头嵌入式的布置在活塞内，壳体底部设置有盖板，活塞下端设置有冲头盖；所述活塞与垫板间隔一定距离布置；活塞、壳体和垫板之间形成腔室，壳体上设置有与腔室连通的快插接头，快插接头通过气管连接气源。本发明取消了匹配器的使用，直接将上冲头装置的垫板与油压机相连，通过气源向腔室内通入高压空气；腔室类似于气囊，受挤压可产生一定量的形变，具有一定柔性。上冲头压向下模的锥形型腔时，下模处于转动状态，上冲头的端部首先接触到型腔内的粉末，由于上冲头内设置有腔室，腔室体积略微变化，因此使上冲头与下模型腔内的粉末柔性接触，使两者在腔室压强的范围内保留一定的间距，便于粉末在型腔内固形，避免了上冲头直接顶死下模，造成下模停止转动，粉末不能成型的问题。此时的粉末已固形，但粉末的紧密性较差，油压机继续向下推动上冲头，下模停止转动，当上冲头的作用力大于腔室内压强的临界值，上冲头再压向锥形型腔内已固形的粉末，将已固形的粉末在锥形型腔内压制成型。相比于传统的压制方式而言，本发明在上冲头内设置腔室，使上冲头与下模型腔内的粉末柔性接触，便于粉末在型腔内固形，避免了上冲头直接顶死下模，造成下模停止转动，粉末不能成型的问题。
进一步的是，腔室内的压强为0.5Mpa～0.7Mpa。该范围值的压强可适用于大部分的金属粉末压制。若压强过大，腔室就不到相应的缓冲作用；若压强过小，不利于粉末的压制成型，因此本发明腔室内的压强优选为0.5Mpa～0.7Mpa。
进一步的是，壳体顶端设置有第一密封圈，防止腔室内的气体从壳体顶部窜出，保证腔室的密封性。
进一步的是，活塞侧面自上而下依次设置有第二密封圈和第三密封圈，防止腔室内的气体从壳体顶部窜出，保证腔室的密封性；此外，两个密封圈起到双重保护的作用，进一步保证了腔室的密封性。
进一步的是，活塞上贯穿的布置有防转销。若不布置防转销，由于压制过程中下模在持续旋转，当上冲头接触到下模锥形型腔内的粉末后，可能出出现上冲头随下模同步旋转，导致模具磨损，也会使锥形型腔内的粉末分布不均匀，影响后序成型质量。为此，本发明设置防转销防止上冲头旋转，以解决上述的技术问题。
进一步的是，垫板底部设置有与壳体的内径匹配的凸台。在安装壳体时，可对壳体起到定位作用，便于壳体快速、准确的安装。
进一步的是，上冲头与活塞之间间隔一定距离。在上冲头和下模不同轴时，上冲头可在活塞内进行微小的浮动和调整，自动完成找正，避免了与模具不同轴导致模具的损坏。
进一步的是，上冲头与活塞之间的距离为0.03mm～0.07mm；距离设置过小，上冲头起不到相应浮动和调整的作用；距离设置过大会影响粉末压制成型的质量。
进一步的是，气管上设置有电磁阀和压力表。电磁阀控制腔室的充气和排气，压力表可实时监测腔室内压力，并根据压力值是否超过设定的值来控制电磁阀。
进一步的是，气管上设置有调压阀，可调节腔室内的压力的大小，针对不同粉末的压制调节不同的压力，使本装置可满足不同种类粉末的压制和不同工况下使用，提高了设备的通用性。
本发明的有益效果是：
1、本发明在上冲头内设置腔室，使上冲头与下模型腔内的粉末柔性接触，便于粉末在型腔内固形，避免了上冲头直接顶死下模，造成下模停止转动，粉末不能成型的问题。
2、本发明的上冲头与活塞之间间隔一定距离，在上冲头和下模不同轴时，上冲头可在活塞内进行微小的浮动和调整，自动完成找正，避免了与模具不同轴导致模具的损坏。
3、本发明的电磁阀、压力表和调压阀可实现压力数据的读取和调节，可根据不同产品的固形压力的需要进行调整，使粉末固形的过程更加可控，粉末在型腔内的分布更加均匀，产品质量更好。
4、本发明的防转销可防止上冲头随下模同步旋转，避免了模具磨损和锥形型腔内的粉末分布不均匀的情况，保证粉末的成型质量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中B-B的剖视图。
图中标记为：
1、壳体；2、垫板；3、活塞；4、上冲头；5、盖板；6、冲头盖；7、腔室；8、快插接头；9、防转销；10、凸台；11、第一密封圈；12、第二密封圈；13、第三密封圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例一
参照图1和图2，本发明的具有柔性的上冲头装置，包括壳体1和布置在壳体上端的垫板2，壳体内设置有上冲头4，壳体内设置有活塞3，上冲头4嵌入式的布置在活塞3内，壳体底部设置有盖板5，活塞下端设置有冲头盖6；所述活塞与垫板间隔一定距离布置；活塞3、壳体1和垫板2之间形成腔室7，壳体上设置有与腔室连通的快插接头8，快插接头通过气管(图中未示出)连接气源(图中未示出)。气源可以是压缩机。本发明取消了匹配器的使用，直接将上冲头装置的垫板与油压机相连，通过气源向腔室内通入高压空气；腔室类似于气囊，受挤压可产生一定量的形变，具有一定柔性。上冲头压向下模的锥形型腔时，下模处于转动状态，上冲头的端部首先接触到型腔内的粉末，由于上冲头内设置有腔室，腔室体积略微变化，因此使上冲头与下模型腔内的粉末柔性接触，使两者在腔室压强的范围内保留一定的间距，便于粉末在型腔内固形，避免了上冲头直接顶死下模，造成下模停止转动，粉末不能成型的问题。此时的粉末已固形，但粉末的紧密性较差，油压机继续向下推动上冲头，下模停止转动，当上冲头的作用力大于腔室内压强的临界值，上冲头再压向锥形型腔内已固形的粉末，将已固形的粉末在锥形型腔内压制成型。相比于传统的压制方式而言，本发明在上冲头内设置腔室，使上冲头与下模型腔内的粉末柔性接触，便于粉末在型腔内固形，避免了上冲头直接顶死下模，造成下模停止转动，粉末不能成型的问题。
本实施例腔室7内的压强为0.5Mpa～0.7Mpa。该范围值的压强可适用于大部分的金属粉末压制。若压强过大，腔室就不到相应的缓冲作用；若压强过小，不利于粉末的压制成型，因此本发明腔室内的压强优选为0.5Mpa～0.7Mpa。
参照图2，本实施例在壳体顶端设置有第一密封圈11，防止腔室内的气体从壳体顶部窜出，保证腔室的密封性。
参照图2，本实施例在活塞侧面自上而下依次设置有第二密封圈12和第三密封圈13，防止腔室内的气体从壳体顶部窜出，保证腔室的密封性；此外，两个密封圈起到双重保护的作用，进一步保证了腔室的密封性。
参照图1和图2，本实施例在活塞上贯穿的布置有防转销9。若不布置防转销，由于压制过程中下模在持续旋转，当上冲头接触到下模锥形型腔内的粉末后，可能出出现上冲头随下模同步旋转，导致模具磨损，也会使锥形型腔内的粉末分布不均匀，影响后序成型质量。为此，本发明设置防转销防止上冲头旋转，以解决上述的技术问题。
参照图2，本实施例在垫板底部设置有与壳体的内径匹配的凸台10。在安装壳体时，可对壳体起到定位作用，便于壳体快速、准确的安装。
实施例二
在实施例一的基础上，本实施例的上冲头与活塞之间的距离为0.03mm～0.07mm。上冲头与活塞之间间隔一定距离。在上冲头和下模不同轴时，上冲头可在活塞内进行微小的浮动和调整，自动完成找正，避免了与模具不同轴导致模具的损坏。此外，距离设置过小，上冲头起不到相应浮动和调整的作用；距离设置过大会影响粉末压制成型的质量。
实施例三
在实施例一的基础上，本实施例在气管上设置有电磁阀(图中未示出)、压力表(图中未示出)和调压阀(图中未示出)。电磁阀控制腔室的充气和排气，压力表可实时监测腔室内压力，并根据压力值是否超过设定的值来控制电磁阀；调压阀可调节腔室内的压力的大小，针对不同粉末的压制调节不同的压力，使本装置可满足不同种类粉末的压制和不同工况下使用。工作原理：粉末以铜粉和钨粉的混合料为例，先将上冲头装置的垫板与油压机相连，通过气源向腔室内通入高压空气；根据粉末的特性，通过调压阀调整腔室内的压强为0.6Mpa。往下模锥形型腔内添加粉末，下模转动，上冲头压向下模的锥形型腔，上冲头的端部首先接触到粉末，油压机继续向下推动上冲头，此时上冲头反向向腔室施加作用力，腔室体积缩小；在这段时间内，油压机持续下压，但上冲头的位置不变，当上冲头的作用力达到腔室内压强的临界值，上冲头再压向锥形型腔，将粉末在锥形型腔内压制成型。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：移动电源生产用的外壳制造模具脱模装置