专利名称：将粉料压制成同源制品的方法与设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及将粉料压制成同源制品(homogenous article)的方法与设备。
在制造例如轴承圈、轴衬、实心体等的过程中，当于模腔内压实粉料时，至为关键的是在开始压制作业之前，粉料应均匀分布于模腔内。但在难以用粉料充填模腔时使粉料粒均匀分布同时使充填模腔的粉料的上表面为水平的。此外，要是压制作业是在极高的压制速率下进行，使压制时间约为数毫秒时，就会有使空气裹入压制品内而破坏其均匀性的危险。
本发明的目的在于为解决上述问题而提供方法与设备用来将粉料压制成同源制品，其中在开始压制工序前使粉料粒均匀分布于模腔内同时使模腔中粉料的上表面为水平的。
为了实现上述目的，提供的用于将粉料压制成同源制品的方法的特征在于，此方法包括下述工序将粉料置入与气源连接的模腔内；将气体吹入模腔的下端使粉料粒悬浮于气流中；用上部加压冲头密封模腔的上端；将模腔的下端与真空源连接；通过相对于模腔下部移动下部冲头来密封对真空源的连接孔；然后用上部加压冲头压实此粉料。
在一最佳实施例中，所述真空源在此模腔内形成至少为大气压力的1/2的负压。
本发明还涉及到用于将粉料压制成同源制品的设备，此设备包括具有垂直侧壁与敞口端部的模腔、具有与模腔有相同横剖面积且能相对于模腔作进出运动的上部与下部冲头，其特征在于，在模腔的下端部处于其侧壁之上设置有孔，此孔连接有用于将气体吹入模腔的装置和用于将气体从模腔中吸出的装置，同时此下部冲头可相对于模腔从此冲头的上端面位于该孔口之下的第一位置运动到该孔口为此冲头的侧壁覆盖处的第二位置。
在一最佳实施例中，有一不透气的膜片覆盖此孔，所述膜片不会为要设置于此模腔中的粉料内的最细粒料透过。最好是所述模腔的垂直侧壁包括具有空心圆柱形的模具的内壁以及同心地位于此空心模具确定的内部空间中的圆柱形芯销，而此上部与下部冲头分别具有的下端面与上端面包括有配合到此环形模腔内的环形凸缘，所述孔连接有用于将气体吹入模腔内的装置和用于将气体从模腔内吸出的装置，此模腔则包括有在此模具内壁下端部中和/或所述芯销的侧壁上的环形槽。
下面参考附图来描述本发明。附图中
图1是依据本发明一最佳实施例的设备在流化工序中的示意性横剖图；图2示明在抽真空工序中的图1的设备；图3示明紧接压制工序开始前的图1的设备。
用来将粉料压制成实心环形制品如轴承圈的设备示明于图1～3中。此设备包括空心圆柱形模具1、芯销2、上部加压冲头3与下部冲头4。芯销2为圆柱形的，相对于模具1同心配置，使得模腔5的侧壁由此模具的内壁与芯销的侧壁所限定。模腔5的底壁由下部冲头4的上端面限定，下部冲头4具有空心柱体形式，能配合到此模具的内侧壁与芯销的内侧壁之间的环形空间内。上部冲头3具有上端封闭的空心柱体形式。
模具(matrix)1在其下端部中具有环形槽6。槽6经适当的导管与气源(未图示)通连。与槽6相对，在芯销2中设有类似的环形槽7。槽7也通过适当的导管与该气源通连。在所示的实施例中，槽7是通过至少两个径向孔与一中央孔相连。中央孔8与槽6相同也经适当的导管与此同一气源相连。各个槽6、7的与模腔相对的一侧分别为不透气膜片9与10封闭。
图1所示的设备是在紧接粉料引入到模腔5内开始压制过程的情形下。为了使充填到模腔内的粉料粒实现均匀分布，如图1箭头所示，由气源将气体吹入模腔内。气体的流率要使得实现流化床，即粉料粒要为气流悬浮。由此可使粉料粒均匀分布并形成水平的上表面。用来形成流化床的气体流率取决于此粉料粒的密度、粒度与形状。
在所述实施例中，所述气流是在以粉料充填到模腔内之后形成的。当气流开始到达模腔底部时，它对模腔底部中的粉料具有搅拌效应，在流率到达足以使粉料粒悬浮时，就能保证粉料粒的均匀分布。应该指出，这种流率应连续式地加大以免模腔中的压力突然增加，致使模腔中的某些料粒从模腔中抛出。
或者，也可在紧邻以粉料充填模腔之前于模腔中形成气流。在此情形下，模腔中的压力降在充填粉料期间将连续式地加大，而不会有于其中使压力突增的风险。
在气流形成之前进行对模腔装料的情形中，下部冲头4最好从图1所示位置向上运动，以使装入模腔内的粉料的上表面能与芯销和模具的上表面平齐。装填到模腔内的多余的粉料这时可以刮除。然后使下部冲头向下运动到图1所示位置，同时产生气流。
所用的气体可以是空气或惰性气体。
在使得模腔5中的料粒处于流化态后，截止气流。于此同时，让上部冲头3向下运动到环形空间的上端内，使此空间的上端与周围大气隔绝。让槽6与7同真空源(未图示)通连。这样，模腔中的气体将被抽出，而充填到模腔内的均匀分布的粉料粒便相互挤靠。模腔内形成的负压至少是大气压力的1/2。应该指出，膜片9、10要精致到不能让料粒通过膜片进入槽6、7内。此方法中将粉料压制成同源制品的工序示明于图2中，气体从模腔中吸出路径如箭头所示。
为了确保模腔与周围大气在减压工序中与周围大气隔绝，通常最好是在模具与上部冲头和与下部冲头之间分别设置密封件(未图示)。用于下部冲头的密封件最好固定到模具上，而用于上部冲头的密封件则是可滑动地装附到上部冲头上并预拉伸到此密封件与上部冲头的下表面平齐的位置。
然后使下部冲头4上移一段可使槽6、7为其外侧壁覆盖同时使槽6、7与真空源断开的距离。模腔中的粉料将与下部冲头4一起上移，而在图3所示的下部冲头的终点位置，粉料的上表面便同上部冲头3的下端面触合。
此时，设备已进入用于对模腔中的粉料进行压制的状态，如图3中箭头所示，以力p将上部加压冲头3驱动向下。此加压冲头是以很高的加压速率驱动的，加压作业只需数毫秒。
下部冲头4最好设置成在进行了加压工序后能将压制好的制品从模腔中排出。
在所示实施例中，于模具与芯销两者之上设有孔9、10。在另一实施例(未图示)中，这种孔只设于模具中。在此情形下，能使模具相对于下部冲头运动来打开和封闭此孔。此另一实施形式会在压制作业中便于支承下部冲头。
正如本说明书开头所述，本发明也可用于压制实心体例如圆柱体制品。这时的设备不包括芯销，因而只在模具中有孔，模具此时最好能相对于下部冲头运动，以便对模腔封闭与打开孔。
在本发明的范围内所述实施例可以用种种方式变更其型式。例如槽6与7可以连接到不同的气源与真空源，但它们最好是连接同一气体源与同一真空源的。各个气体与真空源例如可以分别是吹风机的出口与入口，但也可能采用不同的源来形成气流与真空。此外，模腔可以取另外的形式，从而可制备不同于环形的制品，例如具有矩形或U形剖面的管件。于是，本发明只应受到所附权利要求书中的文字约束。
权利要求
1．用于将粉料压制成同源制品的方法，其特征在于，此方法包括下述步骤将粉料置入与气源连接的模腔(5)内；将气体吹入模腔(5)的下端使粉料颗粒悬浮于气流中；用上部加压冲头(3)密封模腔(5)的上端；将模腔(5)的下端与真空源连接；通过相对于模腔(5)下部移动下部冲头(4)来密封对真空源的连接(6,7)；然后用加压冲头(3)压实此粉料。
2．权利要求1所述的方法，其特征在于所述真空源在此模腔(5)内形成至少为大气压力的1/2的副压(sub-pressure)。
3．用于将粉料压制成同源制品的设备，此设备包括具有垂直侧壁与敞口端部的模腔(5)、具有与模腔(5)有相同横剖面积且能相对于模腔作进出运动的上部冲头(3)与下部冲头(4)，其特征在于，在模腔(5)的下端部处于其侧壁之上设置孔(6,7)，此孔连接于用于将气体吹入模腔的装置和用于将气体从模腔中吸出的装置，同时此下部冲头(4)可相对于模腔(5)从此冲头的上端面位于该孔口之下的第一位置运动到该孔口为此下部冲头的侧壁覆盖处的第二位置。
4．权利要求3所述的设备，其特征在于，一透气的膜片(9,10)覆盖所述的孔，所述膜片不会为要设置于此模腔(5)中的粉料内的最细粒料透过。
5．权利要求4所述的设备，其特征在于，所述模腔(5)的垂直侧壁包括具有空心圆柱形的模体(1)的内壁，以及同心地位于此空心模体确定的内部空间中的圆柱形芯销(2)的侧壁，而此上部冲头(3)与下部冲头(4)分别具有的下端面与上端面包括有配合到此环形模腔内的环形凸缘，所述孔(9,10)连接有用于将气体吹入模腔内的装置和用于将气体从模腔内吸出的装置，此模腔则包括有在此模体内壁下端部中和/或所述芯销的侧壁上的环形槽。
全文摘要
本发明涉及用于将粉料压制成同源制品的方法。依据本发明,此方法包括下述工序:将粉料置入与气源连接的模腔(5)内;将气体吹入模腔(5)的下端使粉料粒悬浮于气流中;用上部加压冲头(3)密封模腔(5)的上端;将模腔(5)的下端与真空源连接;通过相对于模腔下部移动下部冲头来密封对真空源的连接孔(6,7);然后用上部加压冲头压实此粉料。本发明还涉及用于实施此方法的设备。
文档编号B30B15/00GK1320520SQ01117178
公开日2001年11月7日 申请日期2001年4月27日 优先权日2000年4月27日
发明者布·约兰松 申请人:Skf诺瓦股份公司