一种快速上料粉末冶金冲床的制作方法

本发明涉及压力机技术领域，具体涉及一种快速上料粉末冶金冲床。

背景技术：

压力机是通过液压缸、电机、气缸等产生原动力，并经过一系列的复杂机械传动，将作用力施加在工件上，用于进行工件的剪切、压实、冲孔等的综合性设备。粉末冶金，是一种将金属粉末与金属粉末混合，或将金属粉末与非金属粉末混合，然后利用冲床压力机直接将金属粉末压制成特定形状工件，或压制成特定形状后再进行烧结的新型生产工艺，其具有材料浪费小、生产灵活性高等多种优势，目前以广泛应用在各行各业中。其通常包括工作台以及设置在其上的上料小车、冲头、模具等，使用时，上料小车将粉料运输至模具处，并将粉末填充在模具的型腔内，待上料小车退走后，冲头下压与模具合模，工件压制成型。然金属冶金专用的成型冲床在使用过程中，仍然不可避免的存在一定的缺陷，亟待改进。例如：

1、上料小车在对模具进行填料时，紧贴工作台移动，移动至模具上方时，上料小车内的原料自动从小车底部的出料口流入模具内，完成填料，上料小车退走。但这种方式受限于粉末原料的流动特性的影响，往往不能快速的填满模具，尤其是对于型腔深度大、尺寸大的模具而言更是如此，这就限制了上料小车的填料速度，也影响了工件整体的加工效率。且若粉末原料未能填满或达到填充紧实度标准，还会导致残品、报废品的出现。

2、工件在成型完成沿着工作台输送的过程中，其表面不可避免的会有部分的粉末原料残留，这部分杂质会影响到后续的冲洗、烧结等工序，需要对其进行去除，传统方式采用高压气体冲洗、水洗等方式对该部分杂质进行去除，但这些方式要么能耗高、要么资源浪费严重。对于企业而言，经济性不好。

3、众所周知，粉末冶金成型的粉末原料，往往由多种粉料共同构成，对于大批量生产而言，可提前预制好原材料再进行生产。而对于小批量、多种类的工件而言，需要多种配料方式，且配料方式频繁切换，若采用提前预制原料的方式来配合生产，显然不利于发挥粉末冶金短平快、灵活性强的生产特性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够适应不同原材料配比的快速上料粉末冶金冲床。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种快速上料粉末冶金冲床，包括机架以及依次设置在机架工作台上的原料储存混合筒、填料小车和冲压成型装置；所述冲压成型装置的下方设置有成型模具；

所述机架的一侧还设置有配料装置，所述配料装置包括配料仓，所述配料仓位于原料储存混合筒一侧的上方，配料仓的内部均匀设置有若干竖向的隔板，所述隔板将配料仓内部分隔为若干料室，所述料室的顶部均设置有一个进料门，料室靠近原料储存混合筒一面的下部设置有配料管；所述料室内还设置有螺旋输送器，所述螺旋输送器延伸至配料管内；所述原料储存混合筒的进料口上方还设置有倾斜的集料槽，每一个料室的配料管均位于集料槽上方。

优选的，所述配料装置还包括剪叉式升降平台，所述原料储存混合筒安装在剪叉式升降平台上。

优选的，所述剪叉式升降平台的顶面还设置有电动转盘，所述原料储存混合筒安装在电动转盘上。

优选的，每一个所述料室内均设置有一个料位检测器。

优选的，所述填料小车包括空心的车体，所述车体的内部构成用于暂存粉末原料的料仓；所述车体底部设置有贯穿车体底面的落料孔；车体的一侧上部通过连接管与原料储存混合筒的底部连通，车体的顶部设置有安装盒，所述安装盒内设置有填料促进机构；

所述填料促进机构包括竖向的振动杆、振动驱动组件和升降驱动组件；所述振动杆的上端设置在安装盒内，下端穿过安装盒底部的让位孔伸入车体内；所述振动杆的位置与落料孔相对，振动杆能够在振动驱动组件的驱动下形成振动，且能够在升降驱动组件的驱动下穿过落料孔伸入或退出成型模具的型腔。

优选的，所述振动驱动组件包括设置在安装盒下部的沿横向延伸的接触杆，所述接触杆的中段与振动杆相接触，接触杆的一端设置有振动马达，另一端设置有铰接头；所述接触杆通过铰接头与铰接座构成铰接，且铰接座与铰接头之间设置有用于将接触杆压靠在振动杆上的扭簧；

优选的，所述接触杆的中段与振动杆接触的一面设置有振动强度调节垫，所述振动强度调节垫为沿接触杆长度方向延伸的条形塑料片，振动强度调节垫朝靠近振动马达的方向逐渐变厚；还包括用于驱动接触杆沿横向移动，以使振动强度调节垫不同厚度的位置与振动杆相接触的横向调节组件。

优选的，所述升降驱动组件包括固定设置在安装盒顶面的线性电机，所述线性电机的输出端朝下且端部设置有上连接盘，所述上连接盘的下方设置有下连接盘，所述振动杆固定设置在下连接盘上；所述上连接盘与下连接盘之间通过若干根短橡胶杆相互连接。

优选的，所述振动杆的中段外还套设有接触套，所述接触套与振动杆固接；接触套朝向接触杆的一面为平面，并通过平面与接触杆相接触。

优选的，所述振动杆为空心杆，且振动杆的侧壁上设置有若干过气微孔；所述振动杆内部设置有用于粉末原料的过滤芯，振动杆的上端通过输气软管与固定设置在安装盒顶部的排气泵连通。

本发明的有益效果集中体现在：能够现场进行原材料的快速配比，灵活性极强，尤其适合多种类、不同原料配比的粉末冶金制件。具体来说，本发明在使用过程中，可通过进料门在配料仓的每一个料室内装入不同的原材料，每一个料室内的原材料均可以通过螺旋输送器从配料管内定量输送至集料槽内，集料槽将原料收集汇聚后，全部导入原料储存混合筒中，原料储存混合筒对原材料进行搅拌混合，最终排入填料小车内对原料进行补充。与传统预制原材料的方式相比，本发明的生产方式更加的灵活，便于快速的调整。同时，采用螺旋输送器进行定量输送，原料配比准确，配料高效。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为填料小车的结构示意图；

图3为填料小车的内部结构示意图；

图4为图3中a部放大图；

图5为图1中所示结构的b-b向视图；

图6为填料小车一种使用状态示意图；

图7为填料小车第二种使用状态示意图；

图8为填料小车第三种使用状态示意图；

图9为接触杆俯视状态下的安装示意图；

图10为接触套的结构示意图；

图11为卸料板的安装示意图；

图12为图11中c部放大图；

图13为配料仓的内部结构示意图。

具体实施方式

如图1-13所示，一种冲床，用于进行粉末冶金，直接对粉末原料进行压制成型。本发明基础机构与传统的粉末冶金冲床相同，包括机架1以及依次设置在机架1工作台2上的原料储存混合筒3、填料小车4和冲压成型装置5，所述冲压成型装置5的下方设置有成型模具6。所述机架1作为安装基础，其上的工作台2用于本发明各种装置的安装；所述原料储存混合筒3用于储存粉末状原料，以及用于对粉末原料进行搅拌混合，其内设置有搅拌机构，以确保原料储存混合筒3内的原材料混合的均匀度。所述填料小车4用于在工作台2上行走，能够进入或从冲压成型装置5下方退出，以实现对成型模具6内的原材料的装填。所述填料小车4具体的移动驱动方式较多，例如：如图1和5中所示，可采用丝杠螺母副的方式进行驱动，也可以采用链轮的方式进行驱动，由于不涉及到本发明的改进实质，在次不再进行赘述。

与传统的粉末冶金冲床相比，本发明的不同之处主要体现在以下三大方面：一、填料小车4装填效率的提升；二、成型工件上粉末杂质的快速去除；三、现场高精度、高效配料。

从第一个方面来看，结合图1-3所示，本发明所述填料小车4包括空心的车体7，所述车体7的内部构成用于暂存粉末原料的料仓，车体7的一侧上部通过连接管9与原料储存混合筒3的底部连通，连接管9用于原料储存混合筒3向填料小车4内导入原材料。所述车体7底部设置有贯穿车体7底面的落料孔8，原料经落料孔8进入成型模具6的型腔内，车体7应当尽量的贴紧工作台2，以形成微间隙配合，防止填料小车4在未到达成型模具6时其内的原材料漏出。车体7的顶部设置有安装盒10，所述安装盒10内设置有填料促进机构，填料促进机构用于促进原料快速的在成型模具6的型腔内填充。

结合图3和4所示，所述填料促进机构包括竖向的振动杆11、振动驱动组件和升降驱动组件。所述振动杆11的上端设置在安装盒10内，下端穿过安装盒10底部的让位孔伸入车体7内。所述振动杆11的位置与落料孔8相对，振动杆11能够在振动驱动组件的驱动下形成振动，且能够在升降驱动组件的驱动下穿过落料孔8伸入或退出成型模具6的型腔。

本发明的填料小车4在使用过程中，结合图6-8所示，车体7内部的原材料由原料储存混合筒3经过连接管9进行补充，待填料小车4移动到位后，也就是移动至落料孔8对准成型模具6后，升降驱动组件驱动振动杆11下降，并伸入成型模具6的型腔内；与此同时，填料小车4内的粉末原料经过落料孔8进入成型模具6的型腔内，在粉末原料补入的过程中，振动驱动组件不断的驱动振动杆11振动，振动杆11的振动不仅加快了原料的下降填充速度，同时能够有效的促进原料在型腔内的均匀分布，与传统的直接填料的方式相比，填料效果更好，速度更快，为提高粉末冶金的加工效率打下了坚实的基础。

本发明所述的振动驱动组件的具体结构较多，例如：其可以是直接安装在振动杆11中段上的振动马达13，也可以是安装在振动杆11端部的振动马达13。但由于振动杆11的尺寸较小，考虑到安装的便捷性问题，以及防止振动杆11在升降的过程中对振动马达13造成影响。本发明更好的做法还可以是如图4和9所示，振动驱动组件包括设置在安装盒10下部的沿横向延伸的接触杆12，所述接触杆12的中段与振动杆11相接触，接触杆12的一端设置有振动马达13，振动马达13动作，带动接触杆12振动，接触杆12将振动从与振动杆11的接触部位传递至振动杆11上。接触杆12的另一端设置有铰接头14，所述接触杆12通过铰接头14与铰接座15构成铰接，且铰接座15与铰接头14之间设置有用于将接触杆12压靠在振动杆11上的扭簧，扭簧的具体安装结构较为简单，在图中未示出，其主要作用在于确保接触杆12与振动杆11的稳定接触。

当然，对于不同的粉末状原材料而言，由于颗粒之间的接触特性有一定的区别，有一些适合较大的振动，有一些适合较小的振动。为此，本发明更好的做法是，如图9所示，所述接触杆12的中段与振动杆11接触的一面设置有振动强度调节垫16，所述振动强度调节垫16为沿接触杆12长度方向延伸的条形塑料片，振动强度调节垫16朝靠近振动马达13的方向逐渐变厚。由于振动强度调节垫16具有不同的厚度，通过改变振动强度调节垫16与振动杆11的接触位置，由于动强度调节垫16为具有一定柔性的塑料片，利用动强度调节垫16不同厚度位置对振动的缓冲性能不同，即可实现振动强度的调节。当然，需要还包括一个用于驱动接触杆12沿横向移动，以使振动强度调节垫16不同厚度的位置与振动杆11相接触的横向调节组件。

横向调节组件可采用电动推杆、气缸等，更简单的方式还可以是，结合图5和9所示，所述横向调节组件包括安装盒10底面上的相适配的导轨17和滑块18，所述导轨17沿横向延伸，所述滑块18安装在导轨17上，所述铰接座15安装在滑块18上。所述安装盒10的侧壁上还设置有调节螺杆19，所述调节螺杆19与安装盒10侧壁上的螺纹套管相配合，调节螺杆19的外端设置有内六角调节头，内端通过旋转接头20与滑块18连接。转动调节螺杆19，即可改变调节螺杆19在安装盒10内的长度，进而带动滑块18沿着导轨17移动。

所述升降驱动组件的具体结构也较多，其可以是包括固定设置在安装盒10顶面的线性电机21或者电动推杆、气缸等，其直接驱动振动杆11上下运动。为了防止振动杆11的振动过度的传递至线性电机21，如图5所示，本发明所述线性电机21的输出端朝下且端部设置有上连接盘22，所述上连接盘22的下方设置有下连接盘23，所述振动杆11固定设置在下连接盘23上。所述上连接盘22与下连接盘23之间通过若干根短橡胶杆24相互连接。多根短橡胶杆24对上连接盘22与下连接盘23进行连接的方式既具备一定的柔性，又具备足够的支撑性，能够保证振动杆11的正常上下驱动，又能防止振动杆11的振动过多的传递至线性电机21对线性电机21的稳定性造成影响。

在此基础上，由于振动杆11通常为圆形，为了确保振动杆11与接触杆12之间有足够的接触面，以形成振动的有效传递。本发明所述振动杆11的中段外还套设有如图10所示的接触套25，所述接触套25与振动杆11固接。接触套25朝向接触杆12的一面为平面，并通过平面与接触杆12相接触。

进一步的，粉末原料在朝型腔内填充的过程中，如果能够快速的将型腔内的气体排出，将能够改善填充的效率。为此，本发明还可以是，所述振动杆11为空心杆，且振动杆11的侧壁上设置有若干过气微孔。所述振动杆11内部设置有用于粉末原料的过滤芯，振动杆11的上端通过输气软管27与固定设置在安装盒10顶部的排气泵28连通。通过排气泵28对型腔内的气体进行抽排，配合振动杆11的振动，可实现高效填充。

除此之外，本发明还可以设计为，所述车体7底部的内表面呈斜向下坡向落料孔8的斜面，所述落料孔8呈漏斗状，以提高原料流动的顺畅性。所述车体7远离连接管9的一侧上部设置有一倾斜的观察窗口29，所述观察窗口29内设置有透明的窗体，以便于工作人员对填料小车4内的工况进行观察，提高检修速度。所述车体7靠近模具6一侧的侧壁上设置有用于推送工件的推杆30和推板31，推杆30和推板31的作用主要在于与成型模具6内的顶杆组件配合，对加工完成的工件进行推动。也就是说，工件压制成型后，现有顶杆顶出，此时填料小车4朝成型模具6移动，推杆30和推板31可将工件推送至后续工序设备处。

从第二方面来看，本发明设计有一个简单高效的卸料板32，能够快速的将工件表面的粉末杂质去除。具体来说，如图11所示，所述成型模具6远离原料储存混合筒3一侧的工作台2上设置有斜向下倾斜的卸料板32，所述卸料板32由板体33和设置在板体33上表面的橡胶垫层34构成。所述橡胶垫层34上并排设置有若干沿卸料板32宽度方向延伸的凸棱35，所述凸棱35的截面呈半圆形。所述卸料板32上均匀设置有若干贯穿橡胶垫层34和板体33的漏渣孔36。

成型后的工件在推送下到达卸料板32，受到工件自身的重力影响，工件沿着卸料板32的坡面不断的下降。由于卸料板32的上表面是一层橡胶垫层34，其能够有效的对工件进行保护，同时橡胶垫层34上表面设置有若干凸棱35，工件在滚动的过程中，其不断的不规则跳动。在跳动的过程中，其上的粉末杂质被抖除。本发明采用简单的设计，解决了本行业长期存在的问题，与高压气冲洗、水洗等方式相比，能耗更低。抖除的粉末杂质可通过漏渣孔36被排出，解决了杂质堆积的问题。

为了防止工件从卸料板32的侧边落出，所述卸料板32的两侧均沿卸料板32的长度方向设置有边板37。卸料板32可直接连接后续工序设备，也可以连通转运推车42，如图1所示，也就是所述卸料板32悬伸端的下方还设置有转运推车42。

在此基础上，为了提高卸料板32对工件杂质的去除效果，本发明更好的做法还可以是，卸料板32采用摆动的形成，也就是说，所述卸料板32的上端通过柔性连接段38与工作台2连接，能够形成一定的自由摆动。

至于如何驱动其自由摆动，本发明采用的方式为，所述卸料板32的下端还通过摆动驱动组件与冲压成型装置5的升降板连接。如图1所示，所述摆动驱动装置包括固定设置在工作台2上的立杆39，所述立杆39的顶端设置有导向孔40。所述卸料板32悬伸端的边板37上设置有绳孔41，拉绳的一端与绳孔41连接，另一端穿过导向孔40后与冲压成型装置5的升降板连接。在冲压成型装置5的升降板上下移动的过程中，其能够通过拉绳带动卸料板32绕着柔性连接段38形成上下摆动，一方面能够防止工件在卸料板32上堆积，另一方面也提高了对工件上粉末杂质的去除效果。工件上的粉末杂质从漏渣孔36排出后，可直接通过一个收集板进行收集，也可以如图11中所示，所述卸料板32的下表面还设置有集渣仓43，所述集渣仓43的底部设置有放料门44。

从第三方面来看，本发明可实现灵活配料，且配料精度高。具体来说，如图1和13所示，本发明所述机架1的一侧还设置有配料装置，所述配料装置包括配料仓45，所述配料仓45位于原料储存混合筒3一侧的上方，配料仓45的内部均匀设置有若干竖向的隔板46，所述隔板46将配料仓45内部分隔为若干料室，如图2中所示，配料仓45内设置三个隔板46，将配料仓45内部分隔为4个料室，每个料室可储存一种不同的原料。

所述料室的顶部均设置有一个进料门47，原料通过进料门47加入配料仓45内，由于配料仓45的位置较高，为了便于操作，可在配料仓45侧面设置提升机，或者是配料仓45采用升降的形式，如图1所示，所述配料装置还包括剪叉式升降平台51，所述原料储存混合筒3安装在剪叉式升降平台51上。在此基础上，为了避免在升降的过程中各部件之间的干扰，所述剪叉式升降平台51的顶面还设置有电动转盘52，所述原料储存混合筒3安装在电动转盘52上。通过电动转盘52可调整配料仓45的方向，从而防止其上的凸出部件与原料储存混合筒3形成干扰。

如图13所示，每一个料室靠近原料储存混合筒3一面的下部设置有配料管48，所述料室内还设置有螺旋输送器49，所述螺旋输送器49延伸至配料管48内。所述原料储存混合筒3的进料口上方还设置有倾斜的集料槽50，每一个料室的配料管48均位于集料槽50上方。

本发明在使用过程中，可通过进料门47在配料仓45的每一个料室内装入不同的原材料，每一个料室内的原材料均可以通过螺旋输送器49从配料管48内定量输送至集料槽50内，集料槽50将原料收集汇聚后，全部导入原料储存混合筒3中，原料储存混合筒3对原材料进行搅拌混合，最终排入填料小车4内对原料进行补充。与传统预制原材料的方式相比，本发明的生产方式更加的灵活，便于快速的调整。同时，采用螺旋输送器49进行定量输送，原料配比准确，配料高效。为了实现对料室内的原料的监测，每一个所述料室内均设置有一个料位检测器53。