避雷器所用电阻片的冷等静压成型模具的制作方法

1.本实用新型涉及压敏陶瓷技术领域，更具体地说，涉及一种避雷器所用电阻片的冷等静压成型模具。


背景技术：

2.氧化锌电阻片是金属氧化物避雷器的核心器件，随着氧化锌电阻片制备工艺的不断发展，大高径比的圆棒形电阻片被创新性的提出，这对于电阻片成型工艺提出了更高的要求。
3.现有技术中，圆棒形电阻片利用模具通过冷等静压成型方式制备而成，但是冷等静压成型过程中粉末轴向受力不均匀，各处密度变化不一致，成型质量不高，导致圆棒形电阻片易开裂，影响后续加工及使用。
4.另外，成型后的圆棒形电阻片两端面存在较大相角，需在后续加工中裁去相角，加工过程复杂。
5.综上，如何使电阻片在利用模具冷等静压成型过程中沿轴向均匀受力，各处密度均匀，提高成型质量，避免成型的圆棒形电阻片开裂，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供一种避雷器所用电阻片的冷等静压成型模具，其利用刚性底座配合端部隔料板向粉料传递轴向压力，且刚性底座中用于顶紧端部隔料板的表面为预设直径尺寸的圆形面，使粉料成型过程中沿轴向均匀受力，确保各处密度均匀，提高成型质量，避免成型的圆棒形电阻片开裂。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种避雷器所用电阻片的冷等静压成型模具，包括：
9.主模具套，所述主模具套的内部设有两端开口的粉料容纳腔；
10.辅助模具套，所述辅助模具套用于与所述主模具套的端部相抵；
11.刚性底座，所述刚性底座用于插入所述辅助模具套，并顶紧端部隔料板以封堵所述粉料容纳腔的开口；所述端部隔料板位于所述主模具套和所述辅助模具套之间；
12.其中，所述刚性底座中用于顶紧所述端部隔料板的表面为具有预设直径尺寸的圆形面。
13.优选的，上述冷等静压成型模具中，所述刚性底座为阶梯状结构，包括卡在所述辅助模具套端面处的第一级阶梯柱、插入所述辅助模具套的第二级阶梯柱，以及位于所述辅助模具套内并用于顶紧所述端部隔料板的第三级阶梯柱；所述第一、第二和第三级阶梯柱依次固定连接，并且三者的轴线重合；所述第一、第二和第三级阶梯柱的外径尺寸依次减小，所述第三级阶梯柱的外径尺寸为预设直径尺寸。
14.优选的，上述冷等静压成型模具中，所述第一级阶梯柱的外径尺寸与所述辅助模具套的外径尺寸相同；所述第二级阶梯柱的外径尺寸与所述辅助模具套的内径尺寸相同。
15.优选的，上述冷等静压成型模具中，所述主模具套和所述辅助模具套两者中相抵的端面分别为阶梯面，并相互咬合。
16.优选的，上述冷等静压成型模具中，所述主模具套的阶梯面包括第一内圈阶梯面和第一外圈阶梯面，且所述第一内圈阶梯面比所述第一外圈阶梯面更靠近所述刚性底座；
17.所述辅助模具套的阶梯面包括第二内圈阶梯面和第二外圈阶梯面；
18.所述第一内圈阶梯面和所述第二内圈阶梯面之间设有间隙，用于容纳所述端部隔料板。
19.优选的，上述冷等静压成型模具中，所述主模具套为多个，各所述主模具套同轴设置；相邻所述主模具套的端部通过环形套相连，且相邻的所述主模具套之间设有中间隔料板。
20.优选的，上述冷等静压成型模具中，所述中间隔料板夹在相邻的所述主模具套之间的间隙处，并且该间隙的尺寸与所述中间隔料板的厚度尺寸相同。
21.优选的，上述冷等静压成型模具中，相邻两个所述主模具套的端部分别设有环形缺口，所述环形套位于相邻两个所述主模具套的所述环形缺口处。
22.优选的，上述冷等静压成型模具中，所述主模具套为两个。
23.优选的，上述冷等静压成型模具中，所述主模具套为聚氨酯主模具套；所述辅助模具套为聚氨酯辅助模具套。
24.本实用新型提供一种避雷器所用电阻片的冷等静压成型模具，包括主模具套、辅助模具套和刚性底座；主模具套的内部设有两端开口的粉料容纳腔；辅助模具套用于与主模具套的端部相抵；刚性底座用于插入辅助模具套，并顶紧端部隔料板以封堵粉料容纳腔的开口；端部隔料板位于主模具套和辅助模具套之间；其中，刚性底座中用于顶紧端部隔料板的表面为具有预设直径尺寸的圆形面。
25.本实用新型提供的冷等静压成型模具设置刚性底座，刚性底座配合端部隔料板向粉料传递轴向压力，且刚性底座中用于顶紧端部隔料板的表面为直径尺寸与电阻片产品直径尺寸相同的圆形面，便于刚性底座均匀地向粉料传递轴向力，使成型的电阻片工件各处密度均匀，提高成型质量，避免成型的圆棒形电阻片开裂，以防影响电阻片工件后续加工及使用。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型实施例提供的冷等静压成型模具的结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例提供的主模具套的结构示意图；
29.图3为本实用新型实施例提供的环形套的结构示意图；
30.图4为本实用新型实施例提供的端部隔料板的结构示意图；
31.图5为本实用新型实施例提供的辅助模具套的结构示意图；
32.图6为本实用新型实施例提供的刚性底座的结构示意图；
33.其中，图1-图6中：
34.刚性底座1、10；辅助模具套2、9；端部隔料板3、8；主模具套4、7；中间隔料板5；环形套6。
具体实施方式
35.本实用新型实施例公开了一种避雷器所用电阻片的冷等静压成型模具，其利用刚性底座配合端部隔料板向粉料传递轴向压力，且刚性底座中用于顶紧端部隔料板的表面为预设直径尺寸的圆形面，使粉料成型过程中沿轴向均匀受力，确保各处密度均匀，提高成型质量，避免成型的圆棒形电阻片开裂。
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.请参阅图1-6，本实用新型实施例提供一种避雷器所用电阻片的冷等静压成型模具，包括主模具套、辅助模具套和刚性底座；主模具套的内部设有圆柱形的粉料容纳腔，粉料容纳腔的两端开口；辅助模具套用于与主模具套的端部相抵；刚性底座用于插入辅助模具套，并顶紧端部隔料板以封堵粉料容纳腔的开口；端部隔料板位于主模具套和辅助模具套之间；其中，刚性底座中用于顶紧端部隔料板的表面为具有预设直径尺寸的圆形面。预设直径尺寸为电阻片产品的直径尺寸。
38.本实用新型实施例提供的冷等静压成型模具设置刚性底座，刚性底座配合端部隔料板向粉料传递轴向压力，且刚性底座中用于顶紧端部隔料板的表面为直径尺寸与电阻片产品直径尺寸相同的圆形面，便于刚性底座均匀地向粉料传递轴向力，使成型的电阻片工件各处密度均匀，提高成型质量，避免成型的圆棒形电阻片开裂，以防影响电阻片工件后续加工及使用。
39.如图1和6所示，上述刚性底座为阶梯状结构，包括卡在辅助模具套端面处的第一级阶梯柱、插入辅助模具套的第二级阶梯柱，以及位于辅助模具套内并用于顶紧上述端部隔料板的第三级阶梯柱；第一、第二和第三级阶梯柱依次固定连接，并且三者的轴线重合；第一、第二和第三级阶梯柱的外径尺寸依次减小，第三级阶梯柱的外径尺寸为预设直径尺寸。
40.上述冷等静压成型模具中，第一级阶梯柱的外径尺寸与辅助模具套的外径尺寸相同，可实现较好配合及受力；第二级阶梯柱的外径尺寸与辅助模具套的内径尺寸相同，具体可允许较小的公差，实现两者的紧密配合，第二级阶梯柱能够预防少许粉料泄露情况；第三级阶梯柱外径尺寸小于辅助模具套的内径尺寸，实现根据相角间隙在辅助模具套内部预留粉料变形空间。
41.本实施例中，刚性底座分为三个部分，此三部分优选设置为一体式结构，且刚性底座可采用304不锈钢制备。
42.刚性底座和与之插装配合的辅助模具套的轴线重合；端部隔料板为圆形，刚性底座和与之对应的端部隔料板的轴线重合，能防止发生偏料、漏料情况。端部隔料板的半径略大于辅助模具套的内部半径，基本与成型后电阻片的半径相一致；端部隔料板起端面压型
的作用，并且端部隔料板放置于辅助模具套与主模具套的交界处，并且端部隔料板设置一定的厚度，为后续模具变形做准备。
43.上述冷等静压成型模具中，主模具套和辅助模具套两者中相抵的端面分别为阶梯面，并相互咬合，如图1所示。
44.具体的，主模具套的阶梯面包括第一内圈阶梯面和第一外圈阶梯面，且第一内圈阶梯面比第一外圈阶梯面更靠近刚性底座；第一内圈阶梯面和第一外圈阶梯面通过第一过渡面连接；辅助模具套的阶梯面包括第二内圈阶梯面和第二外圈阶梯面，第二内圈阶梯面和第二外圈阶梯面通过第二过渡面连接；第一内圈阶梯面和第二内圈阶梯面之间设有间隙，该间隙用于容纳端部隔料板；第一过渡面和第二过渡面之间具有间隙，使主模具套和辅助模具套之间沿径向预留模具变形量，实现消除成型电阻片端面的相角。
45.优选的，上述冷等静压成型模具中，主模具套为多个，各主模具套同轴设置，相邻主模具套的端部通过环形套6相连，且相邻的主模具套之间设有中间隔料板5。
46.本实施例中主模具套为多个，相邻主模具套由中间隔料板5分隔，且两端处的两个主模具套的开口分别由刚性底座配合辅助模具套、端部隔料板进行封堵，如图1所示，能同时成型多个电阻片，提高生产效率。
47.中间隔料板5夹在相邻两个主模具套之间的间隙处，并且该间隙的尺寸与中间隔料板5的厚度尺寸相同。
48.具体的，上述冷等静压成型模具中，相邻两个主模具套的端部外周分别设有环形缺口，环形套6位于相邻两个主模具套的环形缺口处，如图1所示。环形套6的轴向高度尺寸略大于相邻两个主模具套的环形缺口轴向高度尺寸之和，以确保该相邻两个主模具套之间形成与中间隔料板5厚度尺寸相同的间隙。
49.优选的，主模具套设置为两个，使冷等静压成型模具为上、下两部分对称的结构。当然，主模具套还可设置为3个、4个等，本实施例不做限定。
50.中间隔料板5和端部隔料板分别为圆形，尺寸均略大于主模具套的内径，且两者边缘分别设有倒角；中间隔料板5和端部隔料板可分别采用304不锈钢制备。
51.刚性底座、辅助模具套、主模具套、端部隔料板、中间隔料板5、环形套6同轴设置。各辅助模具套和各主模具套的内径尺寸相同，各辅助模具套和各主模具套的外径尺寸相同。
52.主模具套为聚氨酯主模具套；辅助模具套为聚氨酯辅助模具套；环形套6为聚氨酯环形套。
53.本实施例提供的冷等静压成型模具适用于干压成型法，具体适用于干袋式冷等静压成型工艺。当然，本实施例提供的模具还适用于湿袋式冷等静压成型工艺，本实施例不做限定。
54.下面以具有两个主模具套的冷等静压成型模具为例，介绍其使用方法：
55.(1)将下端的刚性底座10放置于平整的试验台上，刚性底座10与辅助模具套9通过插接式连接。刚性底座10中第一级阶梯柱的直径与辅助模具套9直径相同，可实现较好配合及受力；刚性底座10的第二级阶梯柱的外径与辅助模具套9的内径一致，可允许较小的公差，实现两者的紧密配合；刚性底座10中第三级阶梯柱的直径与电阻片产品的直径相一致，使得辅助模具套9内部预留一定的变形空间。
56.(2)在辅助模具套9中心放置端部隔料板8，两者需保持中心一致，且端部隔料板8中心与刚性底模10中心重合，防止偏料漏料的情况发生。端部隔料板8半径略大于辅助模具套的9半径，基本与成型后电阻片的半径相一致，端部隔料板主要起端面压型的作用；端部隔料板8放置于辅助模具套9与主模具套7的交界处，且端部隔料板8设置一定的厚度，为后续模具变形做准备。
57.(3)于辅助模具套9上方放置主模具套7，两者通过相互正反倒置的l型结构实现连接，且两者之间预留端部隔料板8厚度的间隙、两者之间径向预留模具变形量，此方式可以消除成型电阻片端面的相角。
58.(4)根据计算结果，将预设量的粉料置于主模具套7中，轻微震动并使粉料平面于粉料容纳腔内平整且各处高度一致；进行该步骤时需称量成型粉料重量并记录。
59.(5)将环形套6放置于主模具套7的环形缺口处。设置环形套6可保证成型粉料不产生渗漏，提高冷等静压成型模具的密封性。环形套6上方连接主模具套4，再次填入成型粉料，称量粉料重量，计算差值，保持添加量与第一次一致，再震动粉料。
60.(6)于主模具套4上方放置端部隔料板3，确保放置位置不发生偏心，此端部隔料板3为顶端成型粉料限位装置，确保主模具套均匀变形的同时粉料不发生泄漏，且能在上方施加一定的成型压力。
61.(7)主模具套4上方连接上辅助模腔2，此步与步骤(3)相一致，不再赘述。
62.(8)在辅助模具套2上方连接刚性底座1，即完成填料及模具装配过程。
63.(9)将装配好的冷等静压成型模具放置在冷等静压机的腔体内，按照冷等静压机设置流程进行成型，使得粉料冷等静压成型。
64.本实施例提供的冷等静压模具，包括上、下刚性底座，上、下两主模具套，上、下主模具套间所用中间隔料板5，主模具套与刚性底座之间预留变形空间的辅助模具套；其中，主模具套、辅助模具套可连成一体，端部隔料板置于两者之间，围成粉料成型的型腔。显然，该技术方案可以实现高径比电阻片的一次成型，通过压缩比放大和预留加工余量，计算出主模具套的尺寸及刚性底座中第三级阶梯柱的尺寸，并将该尺寸的聚氨酯套应用于相应产品模具上一体成型，聚氨酯主模具套的弹性可以避免电阻片毛坯损伤，且生产出的电阻片毛坯形状与电阻片产品接近，消除了相角，减少了切削量，避免了材料浪费。
65.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
66.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。