專利名稱：粉末壓實設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)粉末固結(jié)塊的粉末壓實設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，粉末壓實設(shè)備用于例如常規(guī)的冶金工業(yè)中，其中堿性鐵粉末混合有銅粉末、石墨粉末或類似合金成分以預(yù)備合成物。通常向該合成物中添加諸如硬脂酸鋅、硬脂酸鉛等的潤滑劑，以提供接著將在壓模中壓實的混合粉末。粉末冶金術(shù)是一種生產(chǎn)諸如鐵基壓實粉末塊的方法，且在原子能工業(yè)中，模具設(shè)置在手套式操作箱中，從而生產(chǎn)諸如核燃料球的塊。
在該領(lǐng)域廣泛使用的壓機中，每個模具包括兩個或多個模具沖頭。
在日本專利公報特開平9-253896A中公開了一種現(xiàn)有技術(shù)粉末壓實設(shè)備，參見其中的“圖1”(本申請的圖7)所示。該設(shè)備包括將上沖頭安裝在頂板上的沖頭座、用于保持沖模的沖模板和固定有下沖頭的底板。上、下沖頭彼此相向地強烈推壓，以壓實粉末混合物并將其壓實成固結(jié)塊。
現(xiàn)在，將參照圖7詳細地描述粉末壓實設(shè)備的現(xiàn)有技術(shù)類型。
該現(xiàn)有技術(shù)提出了一種用于結(jié)合到粉末壓實設(shè)備中的沖模裝置。該沖模裝置包括通過上保持座112保持在適當(dāng)位置的上沖頭113，上保持座112螺栓連接到頂板110的下表面上。向下安裝在沖模板123中的沖模121通過栓接其上的沖模固定器122而固定于其中。沖模板支撐件126設(shè)置在沖模板123下表面以下并與其鄰接。一對導(dǎo)向柱114從頂板110的相對的側(cè)端部懸垂。這些柱松弛地延伸穿過形成在沖模板123中的相應(yīng)孔。固定在支撐件126中的軸承將該導(dǎo)向柱114下端部保持成與所述支撐件自由地旋轉(zhuǎn)結(jié)合。沖模121具有裝在下沖頭131的頂端上的中心孔，下沖頭131可相對于該沖模121上下往復(fù)運動。下保持座132螺栓連接到基板140上，從而將下沖頭131固定于其上。一對直立導(dǎo)向桿160穿透所述基板140的相對側(cè)區(qū)域。
在操作中，將一定量的粉末放入沖模121中，而后使頂板110沿導(dǎo)向柱114下降，從而使上沖頭113朝向沖模121下降。另一方面，基板140將沿著導(dǎo)向桿160上升，因此向上朝向沖模121來驅(qū)動下沖頭131。這些上、下沖頭113和131彼此合作以壓制其間的粉末，從而將其壓實成固結(jié)塊。
當(dāng)將該設(shè)備設(shè)置成準(zhǔn)備操作時，下沖頭131的上端將首先定位成裝入沖模121內(nèi)。在將固定器122放置到?jīng)_模上并向下通過螺栓連接到該沖模板上之前，該沖模接著與沖模板123接合。抑制下沖頭131側(cè)向移動的下保持座132將向下螺栓連接到基板140上，從而將下沖頭固定于其上。隨后，在臨時下降上板110之前，使上沖頭113的下端裝入沖模121內(nèi)。接著，上保持座112通過向上擰緊一些螺栓而相對于該板正確地定位。作為最終步驟，上板110將向上縮回，從而將這些螺栓緊緊固定以牢固地固定上沖頭113。
在上述粉末壓實設(shè)備中，在沖模121周圍使用許多螺栓，從而固定器122將該沖模下推到?jīng)_模板123內(nèi)。因此，當(dāng)安裝和拆卸該沖模121時，需要進行非常復(fù)雜而且耗時的操作。
如上所述，上沖頭113必須初步裝入沖模121中以與其對準(zhǔn)。因此，將允許向上插入上保持座112的又一些螺栓松弛地與頂板110接合。隨后，該頂板將上升以緊緊地固定螺栓并牢固地將上沖頭113固定在適當(dāng)?shù)奈恢?。由于幾乎不可能通過視覺檢查這些螺栓和接納這些螺栓的螺栓孔的位置，因此不易固定上保持座112。所有栓接該保持座112的操作或者可以在升起頂板110后來完成。但是在這種情況下，更難于使上沖頭113與沖模121準(zhǔn)確地對準(zhǔn)，而且也不能平穩(wěn)地安裝并快速地緊固這些螺栓。
當(dāng)促使上沖頭113與沖模121平滑對準(zhǔn)時，應(yīng)該防止上沖頭113被損壞。為此，可能需要可手動操作的模具變換裝置，以慢慢地升、降上沖頭。這種變換裝置將定位成遠離粉末壓實設(shè)備的主體。所以，為此的一套沖模和相關(guān)構(gòu)件必須在這種變換裝置和該設(shè)備之間做前后移動。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，這里提供了一種粉末壓實設(shè)備1，其包括頂板3、沖模板9和底板12，它們按如下方式彼此組合。所述頂板3通過沖頭座5而將所述上沖頭4保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，且所述沖模板9牢固地夾緊其中保持有沖模7的模座8。所述底板12通過用于夾緊沖頭的夾具32將下沖頭11保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。因此，將送入每個沖模7中的一定量粉末在其中壓實以獲得固結(jié)塊。其特征是，所述沖模板9由上部分9a和下部分9b構(gòu)成。模座8以這種方式夾在部分9a、9b之間，即，這些部分彼此合作以將每個沖模7固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 而且其特征在于，上保持板6設(shè)置在頂板3的下面并與其連接，從而沖頭座5牢固地裝入并穿過該保持板6。此外，內(nèi)套13布置成圍繞保持在相應(yīng)沖頭座5中的每個上沖頭4。在操作中，內(nèi)套13將均勻膨脹，從而以向心的方式將每個上沖頭4壓制并牢固地夾緊在沖頭座5內(nèi)。而且，固定在底板12上的下保持板10包括彼此合作的夾具32和鎖定螺栓33。這些螺栓33能夠被緊固以使夾具32將在保持板10的板體上并沿著板體滑動。在操作中，每個下沖頭11將以固定不動的方式壓靠該保持板10的板體。
在本發(fā)明設(shè)備中的沖模的安裝和拆卸比現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備更容易和快捷，因此節(jié)省工時。特別地，上沖頭可就地更平穩(wěn)地與沖模對準(zhǔn)，而不使一套沖模和相關(guān)構(gòu)件移向或移離任何模具變化裝置。


圖1是本發(fā)明實施例中設(shè)置的粉末壓實設(shè)備的前視圖；圖2是圖1中所示的設(shè)備的側(cè)視圖；圖3是沿圖1中線A-A剖取的剖視圖；圖4是設(shè)備中正固定在適當(dāng)位置的上沖頭的前視圖；
圖5是已經(jīng)固定在適當(dāng)位置的上沖頭的前視圖；圖6是固定在適當(dāng)位置的沖頭的局部放大剖視圖；以及圖7是現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的垂直剖視圖。
具體實施例方式
如圖1和2所示，本發(fā)明的粉末壓實設(shè)備1包括頂板3和由沖頭座5保持的上沖頭4。這些板3和沖頭座5將被驅(qū)動以沿著導(dǎo)向軸2上下運動。上保持板6用于將沖頭座5固定在頂板3上。該設(shè)備還包括沖模7，沖模7沿模座8的中心垂直延伸，模座8又通過沖模板9鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢谩Q言之，這種模座8和沖模板9確實用于牢固地固定沖模7。該設(shè)備還包括底板12，在底板12上支撐有保持板10，從而將下沖頭11固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 如圖3所示，導(dǎo)向軸2布置在沖模板的四個角部區(qū)域，圍繞6個沖模7。
油壓馬達或電動馬達(未示出)將驅(qū)動頂板3沿保持該板的導(dǎo)向軸2上、下移動。頂板3又保持沖頭座5和活塞14，并且這些活塞的數(shù)量與沖模7的數(shù)量相同。
每個上沖頭4是一體件，包括待壓入沖模7中的壓制部15。如圖4所示，上沖頭4還包括從壓制部15依次向上延伸的環(huán)形肩部16和插入部17。具有加大直徑的肩部16將壓靠沖頭座5的下端。插入部17將被接收在沖頭座5中，從而使其周圍被牢固地卡在沖頭座5中。錐形區(qū)域16a形成為肩部16的一部分，其延伸到直徑較小的插入?yún)^(qū)域。
還參照圖4，沖頭座5構(gòu)造成牢固地在其中保持上沖頭4的插入部17。因此，沖頭座5包括下圓筒體18，下圓筒體18向上延伸到與其成一體形成的支撐頭19。圓筒腔或孔20形成在中心并處于下圓筒體18的下錐形端20a以上，從而插入部17可接收在該腔中。該腔20外圍的上端區(qū)域形成為擠壓部分21，下面將對其詳細描述。每個沖頭座5的頭部19的末端由活塞14的下表面支撐，活塞14被保持在頂板3內(nèi)。
擠壓部分21形成在腔20和沖頭座的圓筒體18的外圓周面之間，如圖4和6所示。該部分21包括壓縮油腔26，其與供油通道22和排油通道23呈流體連通。這些通道從所述圓筒體18的下端延伸，且還用作空氣斷路器的氣密止動件24緊密裝配在所述排油通道23的下端中。此外，螺桿式液壓件25安裝在供油通道22的下端區(qū)域中，從而通過操作該螺桿能夠使腔26中的液壓上升。
圖6詳細地示出了擠壓部分21，擠壓部分21是形成在每個沖頭座5的腔20周圍的環(huán)形空間。內(nèi)套13將與裝配在腔20中的、上沖頭4的插入部17緊密接觸，由此將該插入部固定在其正常位置。附圖標(biāo)記28表示密封環(huán)。插入部17的頂端將壓向沖頭座5的頭部19，而后旋轉(zhuǎn)小角度，從而防止上沖頭從腔20內(nèi)掉出。
螺栓連接到頂板3上的上保持板6具有分別接納每個沖頭座5的下圓筒體18的多個孔。這種孔的數(shù)量與沖模的數(shù)量相同。每個活塞14抓住每個沖頭座5的上端，以防止其滑脫。如果上保持板6最初與模座8對準(zhǔn)，則不需要對其與沖模7之間的間隙進行調(diào)節(jié)。而且，每個上沖頭4的錐形區(qū)域16a不需要與相應(yīng)沖頭座5的錐形進口20a對準(zhǔn)。此外，不需要對上沖頭4相對于裝配在其上的內(nèi)套13做任何位置調(diào)整。
如圖1和7所示，每個沖模7是附圖中呈直立位置的空心圓筒件。凸緣29從每個沖模7外圍的中間高度沿徑向整體向外凸出。
模座8中具有孔，用于接納沖模的凸緣29，孔的數(shù)量與沖模7的數(shù)量相同。
上述沖模板9分成上部分9a和下部分9b，它們均通過軸2導(dǎo)向從而可彼此相對移動。每個部分9a和9b具有多個孔，用于接納每個沖模7的圓筒部，這種孔的數(shù)量也與沖模的數(shù)量相同。
因此，沖模7的下圓筒部裝配在沖模板的下部分9b的相應(yīng)孔中。接著，模座8將放置在下部分9b上，從而該模座8的孔接納沖模7的相應(yīng)凸緣29。接著，所述沖模板的上部分9a放置在模座8上，同樣地接納沖模7的上圓筒部。然后，以油壓或氣動方式促動鉤件30，鉤件30的底部連接到下部分9b上。通過以此方式鎖定上部分9a，模座8變得與沖模7一起被上、下部分9a和9b夾持在其間。
通過設(shè)置在該板每個角部處的導(dǎo)向軸2，將底板12設(shè)置在地面上。下保持板10螺栓與連接到板12的上表面上。
將使保持在該保持板10上的下沖頭11向上裝配到已經(jīng)臨時降低的相應(yīng)沖模7內(nèi)。隨后，將操作夾具32以將這些下沖頭11鎖定在所述保持板10上的適當(dāng)位置。
由圖2可見，每個夾具32具有松弛地保持在下保持板10中的外下部，從而使得夾具能夠滑入和滑出。每個夾具32具有帶切口的內(nèi)端，該切口用作與下沖頭11接合的槽。從保持板10的側(cè)壁向內(nèi)擰入的鎖定螺栓33具有壓靠夾具32的內(nèi)端。
附圖標(biāo)記33表示連接板，每個連接板都用于將頂板3連接到?jīng)_模板9的上部分9a上。
當(dāng)使下沖頭11與相應(yīng)沖模7呈操作式連接時，這些沖模將裝配到?jīng)_模板的下部分9b的相應(yīng)孔內(nèi)。接著，模座8將放置在該下部分9b上，以使得該模座的孔接納沖模的相應(yīng)凸緣29。接著，所述沖模板的上部分9a放置在模座8上，以使其接納沖模7的上圓筒部。隨后，將促動連接于下部分9b上的鉤件30，以鎖定沖模板的上部分9a?，F(xiàn)在，沖模7可安裝在設(shè)備上或從設(shè)備上卸下，而不使用除上述那些螺栓以外的任何其它螺栓。與現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備相比較，可更迅速完成這種不包括任何復(fù)雜步驟的操作。該特征對于原子能工業(yè)特別有益，其中手套式操作箱用于進行生產(chǎn)核燃料球所需的操作，核燃料球的形狀呈粉末壓實塊。
如圖2所示，鎖定螺栓33將向內(nèi)擰入下保持板10內(nèi)，以使得與所述螺栓內(nèi)端接合的夾具32在該板10上滑動。因此，每個下沖頭11的下端保持在每個夾具32的槽中，并被強行推向保持板10，而不在合適位置做任何程度的波動。
通過將上保持板6螺栓連接到板3的下表面上，將可靠地保持支撐在頂板中活塞14上的每個沖頭座5，而不使其整體下落或在其內(nèi)端處搖擺。在這些構(gòu)件的這種狀態(tài)下，頂板3能夠安全下降，以進行下一操作。
至于每個上沖頭4，其插入部17將放置在相應(yīng)的沖頭座中，并受扭轉(zhuǎn)以臨時安裝于此。沖頭4接著將使其錐形區(qū)域16a滑動以與沖頭座5的錐形區(qū)域20a對準(zhǔn)接合。此后，將操作液壓件25，以升高壓縮油腔26內(nèi)的油壓。因此，該腔將擴張而使內(nèi)套13朝向圓筒腔20向內(nèi)膨脹。因此，該套將與上沖頭4的插入部17成強力接觸，由此為每個上沖頭提供強大而均勻的緊固力。
以此方式，可使沖模7容易而可靠地與上沖頭4對準(zhǔn)，并且可在較短時間內(nèi)將這些沖頭鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢??？稍诂F(xiàn)場完成對那些沖模的設(shè)置，不再將任何沖模組件傳送到外部的模具變換裝置。
上述實施例僅僅是本發(fā)明的實施例，且甚至在除了原子能工業(yè)之外的任何工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中，也可以在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)對其進行修改。
權(quán)利要求
1.一種粉末壓實設(shè)備(1)，包括頂板(3)、沖模板(9)和底板(12)，它們以這樣的方式彼此組合，即，所述頂板(3)通過沖頭座(5)而將所述上沖頭(4)保持在適當(dāng)位置，所述沖模板(9)牢固地夾緊其中保持有沖模(7)的模座(8)，且所述底板(12)通過用于夾緊沖頭的夾具(32)將下沖頭(11)保持在適當(dāng)位置，從而將送入每個沖模(7)中的一定量粉末在其中壓實以獲得固結(jié)塊，其特征在于，所述沖模板(9)由上部分(9a)和下部分(9b)構(gòu)成，從而使模座(8)以這種方式夾在上下部分(9a、9b)之間，即，這些部分彼此合作以將每個沖模(7)固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 2.如權(quán)利要求1所述的粉末壓實設(shè)備，其特征在于，還包括一上保持板(6)，其設(shè)置在所述頂板(3)下面并連接到所述頂板(3)上，從而所述沖頭座(5)牢固地裝入并穿過該保持板(6)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的粉末壓實設(shè)備，其特征在于，還包括內(nèi)套(13)，其布置成圍繞保持在相應(yīng)沖頭座(5)中的每個上沖頭(4)，以使得在操作中，該內(nèi)套(13)將均勻膨脹，從而以向心的方式將每個上沖頭(4)壓制并強力夾緊在沖頭座(5)內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的粉末壓實設(shè)備，其特征在于，還包括固定在底板(12)上的下保持板(10)，該下保持板(10)包括夾具(32)和與其合作的鎖定螺栓(33)，其中這些螺栓(33)能夠被緊固以使所述夾具(32)在所述下保持板(10)的板體上沿板體滑動，從而在操作中，每個下沖頭(11)將以固定不動的方式壓靠該下保持板(10)的板體。
全文摘要
一種粉末壓實設(shè)備(1)，包括頂板(3)、沖模板(9)和底板(12)，它們以下述方式彼此組合。頂板(3)通過沖頭座(5)將上沖頭(4)保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，且沖模板(9)牢固地夾緊保持沖模(7)的模座(8)。底板(12)通過夾具(32)將下沖頭(11)保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，從而將送入每個沖模(7)中的一定量粉末在其中壓實以獲得固結(jié)塊。沖模板(9)由上部分(9a)和下部分(9b)構(gòu)成，從而使模座(8)以這種方式夾在上下部分(9a、9b)之間，即，這些部分彼此合作以將每個沖模(7)固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 文檔編號B30B11/00GK1672837SQ20041009093
公開日2005年9月28日 申請日期2004年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者皆川進, 巖崎隆, 巖井朗, 能年浩治, 佐藤守宏 申請人:日本核燃料循環(huán)開發(fā)機構(gòu), 木村化工機株式會社, 日本電腦工程株式會社