一种圆筒压坯的压制模具的制作方法

1.本实用新型涉及粉末冶金技术领域，更具体地说，涉及一种圆筒压坯的压制模具。


背景技术：

2.粉末冶金领域，圆筒状零件的制备方法主要包括三种：第一种方法利用模压方法压制圆筒状压坯后烧结致密；第二种方法为注射成型生产；第三种方法为冷等静压制取实心圆柱体后机加工。
3.第一种方法，由于粉料难以在模腔内均匀分布，压坯密度不均匀致使烧结时圆筒件变形，虽然可以通过增大加工余量的方法弥补变形，但会导致加工成本的明显升高；压制过程中粉料与芯杆、模具内壁相互摩擦，致使芯杆脱除困难，脱模时容易导致压坯分层开裂。第二种方法模具复杂，掺、脱成型剂工艺较难控制，制备相对困难。第三种方法浪费原材料，导致加工成本成倍增长。
4.综上所述，如何提高压坯质量，降低生产成本，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种圆筒压坯的压制模具，组合芯杆易脱模，避免了芯杆无法脱除、压坯脱模开裂的问题，提高了压坯生产质量，降低了压坯生产成本。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种圆筒压坯的压制模具，包括垫片、挡板和用于套设于预制压坯的中心孔内的组合芯杆，所述垫片和所述挡板用于贴附于所述预制压坯的两端面，所述垫片设置于所述预制压坯与所述挡板之间；
8.所述组合芯杆包括外锥形芯杆、套筒键销、芯杆堵头以及用于与所述中心孔的内壁面贴合的内锥形套筒，所述外锥形芯杆套设于所述内锥形套筒内，所述外锥形芯杆的锥角与所述内锥形套筒的锥角相同；
9.所述外锥形芯杆与所述内锥形套筒通过所述套筒键销连接，所述套筒键销贯穿所述内锥形套筒的壁面，所述芯杆堵头可拆卸连接于所述外锥形芯杆的两端面或所述内锥形套筒的两端面，所述芯杆堵头的外径大于所述内锥形套筒的内径且小于或等于所述内锥形套筒的外径。
10.优选的，所述垫片为软性垫片，所述挡板为金属挡板。
11.优选的，所述组合芯杆为金属芯杆。
12.优选的，所述内锥形套筒的锥角为0.5
°‑
10
°
。
13.优选的，所述套筒键销的截面为梯形，且所述套筒键销靠近所述外锥形芯杆的一端为大端。
14.优选的，所述外锥形芯杆的两端设有螺纹孔，所述芯杆堵头与所述外锥形芯杆螺纹连接。
15.优选的，所述螺纹孔的轴线与所述外锥形芯杆的轴线共线。
16.本实用新型提供的圆筒压坯的压制模具在使用时，首先将外锥形芯杆套接入内锥形套筒内，利用套筒键销连接外锥形芯杆和内锥形套筒，将芯杆堵头安装于外锥形芯杆的两端，以免内锥形套筒、外锥形芯杆和套筒键销三者滑动脱落；利用低压模压压制低密度的预制压坯，脱模后将预制压坯套设于组合芯杆外，并在预制压坯的两端面由内向外依次设置垫片和挡板，组装完成后将其封入密封袋内并抽真空；在冷等静压机内对预制压坯进行冷等静压处理；处理完成后，除去密封袋，依次脱去挡板、垫片和芯杆堵头，利用外锥形芯杆的锥度对其进行脱模，而后脱模套筒键销，利用内锥形套筒的缺口适度减小内锥形套筒的直径将其脱模，得到高密度的圆筒形压坯。
17.由于内锥形套筒和外锥形芯杆的接触面为圆锥面，且将内锥形套筒与套筒键销连接处设为贯穿的缺口，外锥形芯杆和内锥形套筒均易脱模，避免了组合芯杆不易脱除、压坯脱模开裂的问题；对低密度预制压坯进行冷等静压处理，可提高压坯密度和均匀性，可有效防止烧结变形并提高烧结体的尺寸精度，压坯生产质量好；低压模压和冷等静压工艺便于控制，相比于冷等静压制备法节省了大量原材料，有效地降低了压坯制造成本。
附图说明
18.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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型所提供的圆筒压坯的压制模具的具体实施例与预制压坯的装配示意图；
20.图2为图1的横向剖视示意图。
21.图1
‑
图2中：
22.01为预制压坯、1为内锥形套筒、2为外锥形芯杆、3为套筒键销、4为芯杆堵头、5为垫片、6为挡板。
具体实施方式
23.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。
24.本实用新型的核心是提供一种圆筒压坯的压制模具，组合芯杆易脱模，避免了芯杆无法脱除、压坯脱模开裂的问题，提高了压坯生产质量，降低了压坯生产成本。
25.请参考图1
‑
图2，图1为本实用新型所提供的圆筒压坯的压制模具的具体实施例与预制压坯的装配示意图；图2为图1的横向剖视示意图。
26.本实用新型提供的圆筒压坯的压制模具，包括垫片5、挡板6和用于套设于预制压坯01的中心孔内的组合芯杆，垫片5和挡板6用于贴附于预制压坯01的两端面，垫片5设置于预制压坯01与挡板6之间；组合芯杆包括外锥形芯杆2、套筒键销3、芯杆堵头4以及用于与中
心孔的内壁面贴合的内锥形套筒1，外锥形芯杆2套设于内锥形套筒1内，外锥形芯杆2的锥角与内锥形套筒1的锥角相同，外锥形芯杆2与内锥形套筒1通过套筒键销3连接，芯杆堵头4可拆卸连接于外锥形芯杆2的两端面，芯杆堵头4的外径大于内锥形套筒1的内径且小于或等于内锥形套筒1的外径。
27.其中，组合芯杆套设于预制压坯01的中心孔内，用于支持组合芯杆、帮助其定型；垫片5和挡板6放置于预制压坯01的两端面，以便预制压坯01的两端面均匀受力。
28.请参考图2，内锥形套筒1和外锥形芯杆2上均设有键销孔，内锥形套筒1的键销孔贯穿内锥形套筒1的壁面，形成贯穿缺口，套筒键销3一端插入内锥形套筒1的键销孔内、另一端插入外锥形芯杆2的键销孔内，从而连接内锥形套筒1和外锥形芯杆2。
29.套筒键销3的横截面可以设置为矩形、扇环或其他任意几何形状。优选的，为了方便套筒键销3的制造和脱模，套筒键销3的横截面设置为梯形，且套筒键销3靠近外锥形芯杆2的一端为大端。套筒键销3的长度与内锥形套筒1的长度相同，也即套筒键销3的端面与内锥形套筒1的端面齐平。
30.由于组合芯杆脱模时各组件由内而外进行脱模，外锥形芯杆2脱模后套筒键销3的大端不再受限，有利于套筒键销3与内锥形套筒1的分离；此外，套筒键销3的纵截面为矩形，形状规则，便于对套筒键销3的加工制造。
31.为了防止内锥形套筒1、外锥形芯杆2和套筒键销3相互滑动脱落，外锥形芯杆2的两端面或内锥形套筒1的两端面可拆卸地设有芯杆堵头4，芯杆堵头4的外径大于内锥形套筒1的内径；为了避免芯杆堵头4影响预制压坯01套设于组合芯杆外，芯杆堵头4的外径小于或等于内锥形套筒1的外径。
32.考虑到内锥形套筒1多为薄壁件、装配困难，芯杆堵头4多可拆卸连接于外锥形芯杆2的两端面。
33.优选的，组合芯杆为金属芯杆，即内锥形套筒1、外锥形芯杆2、套筒键销3和芯杆堵头4均为金属件，强度高、加工性能好，使用寿命长。
34.生产高密度圆筒压坯时，首先将外锥形芯杆2套接入内锥形套筒1内，利用套筒键销3连接外锥形芯杆2和内锥形套筒1，将芯杆堵头4安装于外锥形芯杆2或内锥形套筒1的两端，以免内锥形套筒1、外锥形芯杆2和套筒键销3三者滑动脱落。
35.然后，利用低压模压压制低密度的预制压坯01，脱模后将预制压坯01套设于组合芯杆外，并在预制压坯01的两端面由内向外依次设置垫片5和挡板6，组装完成后将其封入密封袋内并抽真空；在冷等静压机内对预制压坯01进行冷等静压处理。其中，密封袋泛指软性塑料包装袋等可抽真空的包装袋。
36.处理完成后，除去密封袋，依次脱去挡板6、垫片5和芯杆堵头4，利用外锥形芯杆2的锥度对其进行脱模，而后脱模套筒键销3，利用内锥形套筒1的贯穿缺口适度减小内锥形套筒1的直径将其脱模，得到高密度的圆筒形压坯。
37.需要进行说明的是，冷等静压处理后，可根据圆筒压坯的外圆精度要求，对压坯进行外圆车削修正，以满足设计精度要求。
38.为了外锥形芯杆2更容易地自内锥形套筒1中脱出，优选的，内锥形套筒1的锥角设置为0.5
°‑
10
°
。内锥形套筒1的具体锥角根据实际生产中预制压坯01的尺寸等因素确定，在此不再赘述。
39.在本实施例中，内锥形套筒1和外锥形芯杆2的接触面为圆锥面使外锥形芯杆2易脱模，内锥形套筒1的贯穿缺口有利于内锥形套筒1的脱模，避免了组合芯杆不易脱除、压坯脱模开裂的问题；对低密度预制压坯01进行冷等静压处理，可提高压坯密度和均匀性，可有效防止烧结变形并提高烧结体的尺寸精度，压坯生产质量好；低压模压和冷等静压工艺便于控制，相比于冷等静压制备法节省了大量原材料，有效地降低了压坯制造成本。
40.需要进行说明的是，当键销孔贯穿内锥形套筒1的壁面时，套筒键销3与内锥形套筒1装配后，套筒键销3的外端面与内锥形套筒1的外壁面位于同一圆柱面或位于内圆锥套筒1的外壁面的内侧，以免套筒键销3凸出内锥形套筒1的外壁面、影响预制压坯01套设于内锥形套筒1外。
41.优选的，垫片5为软性垫片，挡板6为金属挡板，一方面可避免金属挡板划伤或磨损压坯端面，另一方面金属挡板密度相对较高，可有效地压平压坯端面。
42.软性垫片具体可以是橡胶片，金属挡板则可设置为不锈钢挡板等。
43.优选的，为了方便芯杆堵头4的拆卸，外锥形芯杆2的两端设有螺纹孔，芯杆堵头4与外锥形芯杆2螺纹连接。通过旋转芯杆堵头4，即可实现芯杆堵头4的安装和拆卸。
44.螺纹孔的尺寸参考实际生产中外锥形芯杆2的尺寸确定；优选的，螺纹孔的轴线与外锥形芯杆2的轴线共线。
45.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。
46.以上对本实用新型所提供的圆筒压坯的压制模具进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。