專利名稱：帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械加工之?dāng)D壓成形設(shè)備，具體涉及帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置。
二背景技術(shù)：
由于硬質(zhì)合金刀具價(jià)格昂貴，如何提高其使用壽命是業(yè)內(nèi)一項(xiàng)重要課題。在硬質(zhì)合金整 體刀具的中心部位增加冷卻孔，機(jī)械加工時(shí)通入冷卻液冷卻刀具，能及時(shí)有效地降低刀具和 工件的切削熱，減輕刀具和工件的熱膨脹現(xiàn)象，減小刀具的磨損，在提高工件加工精度的同 時(shí)，延長(zhǎng)了刀具的使用壽命。制備帶孔硬質(zhì)合金刀具，目前是通過(guò)對(duì)合金型材壓坯進(jìn)行機(jī)械 加工的方法制得的，這種制備方法限制了型材的長(zhǎng)度進(jìn)而限制了刀具的長(zhǎng)度，使硬質(zhì)合金整 體刀具的發(fā)展受到限制。
ZL01273093.9公開了一種多孔金屬載體擠壓成型模具，它適用于多孔金屬材料的擠壓 成型，因該發(fā)明不帶擠壓芯棒，不具備擠壓長(zhǎng)型材的條件，無(wú)法制備出帶孔的硬質(zhì)合金型材 ，該發(fā)明也未設(shè)抽真空系統(tǒng)，不能避免型材內(nèi)部產(chǎn)生氣孔，無(wú)法獲得高質(zhì)量的型材。
ZL99222119. 6公開了一種擠壓成型機(jī)，該專利適用于將含可燃物質(zhì)的工業(yè)廢料加工成固 體燃料的擠壓成型機(jī)。如果把該裝置用于擠壓硬質(zhì)合金型材，會(huì)存在以下缺陷 一是該裝置 雖然設(shè)有芯棒，但由于其芯棒設(shè)計(jì)太長(zhǎng)，造成芯棒的剛性差，只能擠壓成型出較大的孔，無(wú) 法擠出小于①2.0mm的小孔；二是由于該裝置敞開加料，空氣會(huì)帶入毛坯中形成型材內(nèi)部氣 孔，無(wú)法制備出內(nèi)部質(zhì)量合格的合金；三是擠壓成型可燃物質(zhì)的工業(yè)廢料的整個(gè)裝置精度較 低，無(wú)法滿足硬質(zhì)合金細(xì)顆粒粉料的擠壓成型；四是機(jī)械施壓的方式無(wú)法滿足硬質(zhì)合金粉料 擠壓的均勻加壓的要求，難以控制擠壓出料速度。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置，用該裝置擠壓成形的硬質(zhì)合金型 材長(zhǎng)度和內(nèi)孔孔徑尺寸不受限制，在真空狀態(tài)下完成擠壓過(guò)程確保擠壓件內(nèi)部質(zhì)量好，解決 目前帶孔高性能硬質(zhì)合金擠壓成型時(shí)型材長(zhǎng)度短、孔徑尺寸大、內(nèi)部有氣孔缺陷的難題。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置包括模具系統(tǒng)和壓缸系統(tǒng)；模具系 統(tǒng)由活動(dòng)裝配在模架內(nèi)的芯桿支架、擠壓芯桿、模具和模套組成，芯桿支架與模套通過(guò)圓錐 面、垂直平面和圓柱面間隙配合裝配，芯桿支架、擠壓芯棒和模套采取間隙配合裝配；壓缸 系統(tǒng)包括前壓缸、后壓缸、擠壓推桿和后端蓋，前壓缸和后壓缸在密封圈一的作用下通過(guò)拉桿機(jī)構(gòu)拉緊實(shí)現(xiàn)密封聯(lián)接，后壓缸上設(shè)有排氣孔，排氣孔上方抽氣口聯(lián)接抽真空系統(tǒng)，后端 蓋通過(guò)緊固螺絲和密封圈二安裝在后壓缸上，并通過(guò)密封圈三使后端蓋內(nèi)孔與擠壓推桿密封 配合，形同活塞桿的擠壓推桿穿過(guò)后端蓋安裝在液壓系統(tǒng)上；模架和前壓缸在密封圈四作用 下通過(guò)緊固螺絲密封聯(lián)接，從而形成擠壓裝置整體。 所述密封圈一為截面為圓形的O型密封圈。
上述芯桿支架采用了汽車方向盤的形狀設(shè)計(jì)，盤中均勻分布的三根剛性骨架與外圓環(huán)形 成三個(gè)扇形孔，在剛性骨架的頂端和側(cè)面采用圓弧和斜角，在擠壓過(guò)程中，粉料從三個(gè)扇形 孔通過(guò)，由于骨架頂端的圓弧和側(cè)面的斜角設(shè)計(jì)，高效地分流了粉料，大大減小了擠壓阻力 ，也大大減輕了芯桿支架承受的載荷，延長(zhǎng)了芯桿支架的使用壽命。
上述模具系統(tǒng)設(shè)計(jì)上利用芯桿支架與模套在斜面、垂直面和水平面的配合下，使芯桿的 裝配達(dá)到較高的位置精度；芯桿支架、擠壓芯棒和模套采取間隙配合裝配，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的安 裝操作；工作時(shí)，模具系統(tǒng)在擠壓壓力的作用下能實(shí)現(xiàn)擠壓芯桿的自動(dòng)找正；大大縮短的擠 壓芯桿的長(zhǎng)度提高了芯桿的剛性，為合金型材的小孔成型創(chuàng)造了條件。
根據(jù)需要，上述模具和芯桿可作設(shè)計(jì)改變改變模具的模腔形狀和芯桿結(jié)構(gòu)，可擠壓成 型出帶各種不同數(shù)量不同形狀內(nèi)孔的任意形狀合金毛坯；卸下芯桿支架和芯桿后，可擠壓不 帶孔的合金型材。
上述排氣孔上方抽氣口聯(lián)接抽真空系統(tǒng)，完成裝料后，用膠粘帶封住模具的出料口，體 系抽真空，由于擠壓推桿與壓缸內(nèi)腔存在配合間隙，裝料腔的氣體經(jīng)配合間隙由抽氣口抽出 ，使整個(gè)壓缸內(nèi)腔形成真空狀態(tài)，使粉料在真空狀態(tài)下完成擠壓過(guò)程，獲得內(nèi)部質(zhì)量好的帶 孔硬質(zhì)合金型材。
圓形截面的O型密封圈有利于前壓缸和后壓缸裝配時(shí)的自動(dòng)對(duì)位。
本發(fā)明在擠壓模具中增加了芯棒設(shè)計(jì)，擠壓時(shí)真空系統(tǒng)把整個(gè)內(nèi)腔抽成真空，使粉料在 真空狀態(tài)下完成擠壓過(guò)程，由于整個(gè)內(nèi)腔和擠壓模具均具有很高的精度和光潔度，因此，利 用液壓系統(tǒng)提供的均勻易控的壓力，擠出的各類帶孔合金型材表面光亮、毛坯的密度高，不 含氣孔；通過(guò)真空壓力燒結(jié)所制成的型材具有密度高、力學(xué)性能好的特點(diǎn)，有效地提高機(jī)械 加工精度，延長(zhǎng)了硬質(zhì)合金刀具的使用壽命，推進(jìn)了硬質(zhì)合金整體刀具的發(fā)展。
四

圖1為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置裝配示意圖2為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置模架主視圖； 圖3為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置密封圈四主視圖；圖4為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置壓缸前端主視圖5為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置壓缸后端主視圖6為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置密封圈一主視圖7為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置真空抽氣口主視圖8為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置后端蓋主視圖9為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置后端蓋A向視圖10為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置擠壓推桿主視圖11為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置模套主視圖12為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置密封圈三主視圖13為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置模具主視圖14為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置芯桿支架主視圖15為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置芯桿支架B向視圖； 圖16為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置芯桿支架C向視圖。
圖17為本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置擠壓芯桿主視五具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖l所示本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置包括模具系統(tǒng)和壓缸系統(tǒng)；模具系統(tǒng)由活動(dòng) 裝配在模架l內(nèi)的芯桿支架ll、擠壓芯桿12、模具13和模套14組成，芯桿支架11與模套14通 過(guò)圓錐面ll-l、垂直平面ll-2和圓柱面ll-3間隙配合裝配，芯桿支架ll、擠壓芯棒12和模套 14采取間隙配合裝配；壓缸系統(tǒng)包括前壓缸3、后壓缸4、擠壓推桿7和后端蓋6，前壓缸3和 后壓缸4在0型密封圈一9的作用下通過(guò)拉桿機(jī)構(gòu)拉緊實(shí)現(xiàn)密封聯(lián)接，后壓缸4上設(shè)有排氣孔， 排氣孔上方抽氣口5聯(lián)接抽真空系統(tǒng)，后端蓋6通過(guò)緊固螺絲和密封圈二安裝在后壓缸4上， 并通過(guò)密封圈三8使后端蓋6內(nèi)孔與擠壓推桿密封配合，擠壓推桿7穿過(guò)后端蓋安裝在液壓系 統(tǒng)上；模架1和前壓缸3在密封圈四2作用下通過(guò)緊固螺絲10密封聯(lián)接，從而形成擠壓裝置整 體。
圖2 圖17所示本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置各零部件結(jié)構(gòu)示意圖。 本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置按工作流程是裝模、裝料、抽真空、擠壓，各步驟 的操作如下
裝模將熱裝好模具13的模套14安裝到模架1上，再將裝好芯桿的芯桿支架裝入模套14 ;然后將模架1安裝在前壓缸3上；模具安裝完畢。在制作以上各部件時(shí)控制裝配間隙至0. 01mm;
裝料退出擠壓推桿，通過(guò)拉桿機(jī)構(gòu)將前壓缸3前移，同時(shí)將前壓缸3的后端口向上頂起 朝上，倒入合金粉料后，將前壓缸3復(fù)位，然后將擠壓推桿送入壓缸前端，完成裝料。
抽真空完成裝料后，用膠粘帶封住模具的出料口，在排氣孔上方抽氣口5的H處抽真空
;由于擠壓推桿與壓缸內(nèi)腔存在配合間隙，裝料腔的氣體經(jīng)配合間隙由抽氣口抽出，使整個(gè) 壓缸內(nèi)腔形成真空狀態(tài)。
擠壓壓缸內(nèi)腔的真空度達(dá)到一定值時(shí)開始擠壓，通過(guò)液壓系統(tǒng)提供的壓力完成擠壓動(dòng) 作，并在液壓系統(tǒng)的控制下實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。擠壓時(shí)，擠壓推桿在液壓系統(tǒng)提供的壓力作用下 向前推進(jìn)，推進(jìn)過(guò)程裝料腔體積逐漸被壓縮減小。這樣，合金粉料即向模具的出料口移動(dòng)， 經(jīng)芯桿支架、芯桿和模腔后頂開膠粘帶擠出模腔，當(dāng)擠出的合金毛坯達(dá)到需要的長(zhǎng)度后(毛 坯長(zhǎng)度可根據(jù)需要任意調(diào)整)，停機(jī)、截?cái)嗝鳎赐瓿蓴D壓操作。繼續(xù)擠壓時(shí)，由于模具 出料口已被毛坯堵住，因此不再用膠粘帶封堵模具出料口了。
實(shí)施例一①14mmXcD1. 5mmX300mm單孔合金圓棒的擠壓成型 本發(fā)明帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置按裝模、裝料、抽真空、擠壓工作流程操作
(1) 根據(jù)合金圓棒的外圓和內(nèi)孔尺寸設(shè)計(jì)制作好模具、芯桿及芯桿支架，并將上述工 件的工作表面研磨至鏡面；然后按步驟安裝好模具模架。
(2) 用膠粘帶封住模具出料口；退出擠壓推桿；移出前壓缸3并將裝料口向上頂起，向
前壓缸內(nèi)倒入合金粉料；將壓缸和擠壓推桿復(fù)位。
(3) 抽真空，使壓缸內(nèi)腔真空度達(dá)到70 Pa 80Pa。
(4) 開機(jī)將合金粉料擠出模腔，先試擠一段進(jìn)行檢驗(yàn)，觀察合金圓棒是否滿足要求。 擠壓毛坯調(diào)至合格后正式擠壓，控制長(zhǎng)度達(dá)到預(yù)定尺寸后截?cái)鄶D壓坯；如此反復(fù)進(jìn)行，成功 擠壓出①14mmX虹5mmX300mm單孔合金圓棒毛坯。
實(shí)施例二①14mmXcD1. 5mmX300mm雙孔合金圓棒的擠壓成型 擠壓操作步驟、壓缸內(nèi)腔真空度與實(shí)施例一一致。
擠壓模具沿用實(shí)施例一的模具，制作芯棒時(shí)，將兩根芯棒分型制作，套在芯棒支承座上 ，芯棒支架則根據(jù)芯棒支座的尺寸配合制作。工作面光潔度仍然達(dá)到鏡面。
按裝模步驟安裝好模具，按實(shí)施例一的工藝流程操作，成功擠壓出①14mmX①1. 5mmX 300mm雙孔合金圓棒。
實(shí)施例三8mmX8mmX Ol. 0mmX300mm方型單孔型材的擠壓成型
擠壓操作步驟、壓缸內(nèi)腔真空度與實(shí)施例一一致。制作模具時(shí)，根據(jù)工藝參數(shù)計(jì)劃好方型模腔和芯棒的尺寸，模具和芯棒的工作面研磨到鏡面。按裝模步驟安裝好模具，按實(shí)施例一的工藝流程操作，成功擠壓出8mmX8mmXcD`1. 0mmX300mm方型單孔型材。
權(quán)利要求
1.一種帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置，包括模具系統(tǒng)和壓缸系統(tǒng)，其特征是模具系統(tǒng)由活動(dòng)裝配在模架(1)內(nèi)的芯桿支架(11)、擠壓芯桿(12)、模具(13)和模套(14)組成，芯桿支架(11)與模套(14)通過(guò)圓錐面(11-1)、垂直平面(11-2)和圓柱面(11-3)間隙配合裝配，芯桿支架(11)、擠壓芯棒(12)和模套(14)采取間隙配合裝配；壓缸系統(tǒng)包括前壓缸(3)、后壓缸(4)、擠壓推桿(7)和后端蓋(6)，前壓缸(3)和后壓缸(4)在密封圈一(9)的作用下通過(guò)拉桿機(jī)構(gòu)拉緊實(shí)現(xiàn)密封聯(lián)接，后壓缸(4)上設(shè)有排氣孔，排氣孔上方抽氣口(5)聯(lián)接抽真空系統(tǒng)，后端蓋(6)通過(guò)緊固螺絲和密封圈二安裝在后壓缸(4)上，并通過(guò)密封圈三(8)使后端蓋(6)內(nèi)孔與擠壓推桿密封配合，擠壓推桿(7)穿過(guò)后端蓋安裝在液壓系統(tǒng)上；模架(1)和前壓缸(3)在密封圈四(2)作用下通過(guò)緊固螺絲(10)密封聯(lián)接，從而形成擠壓裝置整體。
2 根據(jù)權(quán)利要求l所述帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置，其特征是所述 密封圈一 (9)為截面為圓形的0型密封圈。
3 根據(jù)權(quán)利要求l所述帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置，其特征是所述 芯桿支架(11)呈汽車方向盤形狀，盤中均勻分布的三根剛性骨架與外圓環(huán)形成三個(gè)扇形孔 ，在剛性骨架的頂端和側(cè)面采用圓弧和斜角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶孔硬質(zhì)合金型材擠壓裝置，其模具系統(tǒng)由活動(dòng)裝配在模架(1)內(nèi)的芯桿支架(11)、擠壓芯桿(12)、模具(13)和模套(14)組成，壓缸系統(tǒng)包括前壓缸(3)、后壓缸(4)、擠壓推桿(7)和后端蓋(6)，后壓缸(4)上設(shè)排氣孔，排氣孔上方抽氣口(5)聯(lián)接抽真空系統(tǒng)，擠壓推桿(7)穿過(guò)后端蓋接液壓系統(tǒng)；模架(1)、前壓缸(3)、后壓缸(4)和后端蓋(6)通過(guò)緊固螺絲和拉桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)密封聯(lián)接，形成擠壓裝置整體。該裝置擠壓的硬質(zhì)合金型材長(zhǎng)度和內(nèi)孔孔徑不受限制，在真空狀態(tài)下完成擠壓過(guò)程確保擠壓件內(nèi)部質(zhì)量好，解決了目前帶孔高性能硬質(zhì)合金擠壓成型時(shí)型材長(zhǎng)度短、孔徑尺寸大、內(nèi)部有氣孔缺陷的難題。
文檔編號(hào)B21C23/00GK101664769SQ20091030820
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者丁華堂, 張壽德, 張陽(yáng)生 申請(qǐng)人:福建金鑫鎢業(yè)股份有限公司