一種伺服直驅(qū)粉末成型機(jī)及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉末成型設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及伺服直驅(qū)式粉末成型設(shè)備的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，傳統(tǒng)粉末成型機(jī)的驅(qū)動結(jié)構(gòu)通常分為兩種:其一為液壓驅(qū)動式，此類驅(qū)動形式的結(jié)構(gòu)簡單，然而卻具有著能源不清潔、加工效率不高等缺陷；同時，由于粉末成型時的加工時間長，液壓油在使用時的溫度不斷上升，因此也極易使得加工工件加工后出現(xiàn)尺寸不穩(wěn)定、廢品率高等問題。其二為機(jī)械驅(qū)動式，及通過凸輪、曲軸等傳動結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力傳輸，此類驅(qū)動形式的工作效率較高，但卻具有著驅(qū)動結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價成本高以及工件成型后穩(wěn)定性差等問題。
[0003]對此，國家局于2014年8月20日公告了一份名為“可調(diào)型粉末成型機(jī)”、申請?zhí)枮椤?01320877639.9”的中國專利文獻(xiàn)，該案中提出了一種以伺服電機(jī)作為動力源的驅(qū)動形式；然而，人們在實際使用后發(fā)現(xiàn)，由于該案的加工步驟僅為簡單的“進(jìn)料-合模-分模-出料”，因此，工件尤其是帶中孔的如鏈輪、帶輪、軸套等，在加工后仍極易出現(xiàn)尺寸不穩(wěn)定、出料難度大及廢品率高等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對以上問題，提出了一種結(jié)構(gòu)精巧、使用方便、出料難度低且工作效率高，使用后可有效避免因工件尺寸不穩(wěn)定及工件變形等問題引發(fā)的廢品率高的一種伺服直驅(qū)粉末成型機(jī)及其加工方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:包括具有上橫梁和下箱體的機(jī)架，所述粉末成型機(jī)還包括上模組件、芯棒組件、中模組件和下模組件；
所述上模組件包括上模伺服電機(jī)、上模絲桿、上模滾珠花鍵、上模板和上模，所述上模伺服電機(jī)固定連接在上橫梁上、且與鉸接于上橫梁下方的上模絲桿聯(lián)動，所述上模滾珠花鍵套接在上模絲桿上、且與上模絲桿相適配，所述上模板固定連接在上模滾珠花鍵的底端，所述上模可拆卸的連接在上模板的下方；
所述芯棒組件包括芯棒伺服電機(jī)、芯棒絲桿、芯棒滾珠花鍵、芯棒板和芯棒，所述芯棒伺服電機(jī)固定連接在下箱體上、且與鉸接于下箱體上方的芯棒絲桿聯(lián)動，所述芯棒滾珠花鍵套接在芯棒絲桿上、且與芯棒絲杠相適配，所述芯棒板固定連接在芯棒滾珠花鍵的頂端，所述芯棒可拆卸的連接在芯棒板的頂面上，所述芯棒位于上模的下方、且與上模同軸心，所述上模的底面上開設(shè)有與芯棒適配的芯棒容置孔；
所述中模組件包括中模伺服電機(jī)、中模絲桿、中模滾珠花鍵、中模板和中模，所述中模伺服電機(jī)固定連接在上橫梁上、且與鉸接于上橫梁下方的中模絲桿聯(lián)動，所述中模滾珠花鍵套接在中模絲桿上、且與中模絲桿相適配，所述中模板固定連接在中模滾珠花鍵的底端，所述中模板的中部開設(shè)有上大下小的階梯孔，所述中?？刹鹦兜倪B接在階梯孔中的大孔中，所述中?？仗自谒鲂景舻捻敹恕⑶遗c芯棒同軸心； 所述中模組件還包括支撐組件；
所述支撐組件包括至少一直線驅(qū)動裝置、至少一撐桿、至少一空心座和一支撐環(huán)，所述空心座固定連接在下箱體的頂面上，所述支撐環(huán)固定連接在空心座的頂面上、且空套所述芯棒板，所述直線驅(qū)動裝置固定連接在空心座內(nèi)，所述撐桿連接在直線驅(qū)動裝置的頂端，使得撐桿在直線驅(qū)動裝置的驅(qū)動下做上下往復(fù)運動；所述撐桿依次穿出空心座和支撐環(huán)、并固定連接在中模板的底面上；
所述下模組件包括下模板、下模和至少一下導(dǎo)柱，所述下模板架設(shè)在支撐環(huán)的頂面上，所述下?？刹鹦兜倪B接在下模板的上方，所述下模套接所述芯棒、且其頂端伸入至中模和芯棒之間，所述下導(dǎo)柱的下部穿設(shè)于下模板中、且與下模板固定相連，所述下導(dǎo)柱的底端穿設(shè)于芯棒板中、且與芯棒板滑動連接，所述下導(dǎo)柱的上部穿設(shè)于中模板中、且與中模板滑動連接。
[0006]所述上模伺服電機(jī)的底端具有輸出軸一，所述上模絲桿的頂端具有與上模絲桿連為一體的傳動軸一，所述上橫梁的底面上固定連接有軸承座一，所述輸出軸一和傳動軸一之間通過連軸器一相聯(lián)動、且傳動軸一穿設(shè)在軸承座一內(nèi)；
所述上模和上模板的底面之間設(shè)有上模座，所述上模座固定連接在上模板的底面上，所述上模座的底面上可拆卸的連接有上模壓蓋，所述上模的頂端容置在所述上模壓蓋內(nèi)。
[0007]所述上模座外還套設(shè)有平衡板，所述平衡板固定連接在下導(dǎo)柱的頂端。
[0008]所述芯棒伺服電機(jī)的底端具有伸入至下箱體中的輸出軸二，所述芯棒絲桿的底端具有與芯棒絲桿連為一體的傳動軸二，所述下箱體的頂面上固定連接有軸承座二，所述傳動軸二的下部穿設(shè)與軸承座二中、且伸入至下箱體中，所述傳動軸二與輸出軸二通過皮帶聯(lián)動；
所述芯棒板的頂面上可拆卸的連接有芯棒壓蓋，所述芯棒的底端容置在所述芯棒壓蓋內(nèi)。
[0009]所述中模伺服電機(jī)的底端具有輸出軸三，所述中模絲桿的頂端具有與中模絲桿連為一體的傳動軸三，所述上橫梁的底面上固定連接有軸承座三，所述輸出軸三和傳動軸三之間通過連軸器三相聯(lián)動、且傳動軸三穿設(shè)在軸承座三內(nèi)。
[0010]所述中模伺服電機(jī)、輸出軸三、連軸器三、傳動軸三、軸承座三、中模絲桿和中模滾珠花鍵均沿上模絲桿對稱的設(shè)有一對。
[0011]所述下模和下模板之間設(shè)有下模座，所述下模座固定連接在下模板的頂面上，所述下模座的頂面上可拆卸的連接有下模壓蓋，所述下模的底端容置在所述下模壓蓋內(nèi)。
[0012]按以下步驟進(jìn)行加工:
1)、進(jìn)料:將粉末狀的物料送入中模的內(nèi)側(cè)面、下模的頂面及芯棒的側(cè)表面所形成的環(huán)狀空間中；
2)、壓料:
2.1)、上模壓料:開啟上模伺服電機(jī)，使得上模下行，最終壓入環(huán)狀空間中；
2.2)、下模壓料:開啟芯棒伺服電機(jī)，使得芯棒上行進(jìn)入芯棒容置孔中；并同時通過芯棒板帶動下模板上行，最終使得下模上行并在環(huán)狀空間中進(jìn)一步壓實物料；
3)、保壓:同時開啟上模伺服電機(jī)和芯棒伺服電機(jī)，使得上模、芯棒和下模同時上行，從而使得物料邊保壓邊上行，直至完全運動至中模板的上方； 4)、出料:開啟上模伺服電機(jī)，使得上模上行與物料分離，從而使得人工或機(jī)械手可方便的取出物料；
5)、復(fù)位:開啟芯棒伺服電機(jī)，使得芯棒和下模同步下行，直至下模板落在支撐環(huán)的頂面上；完畢。
[0013]本發(fā)明針對粉末成型機(jī)中液壓驅(qū)動式及機(jī)械驅(qū)動式等驅(qū)動結(jié)構(gòu)存在的弊端，采用了全伺服電機(jī)直接驅(qū)動的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，從而具有著能源清潔、設(shè)備造價低、設(shè)備體積小以及加工效率高的特點。同時，本案在加工時利用伺服電機(jī)同一加工周期內(nèi)可進(jìn)行多次動作的優(yōu)勢，在常規(guī)加工方法中加入了“下模壓料”和“保壓”，從而有效解決了因工件尺寸不穩(wěn)定及工件變形等問題引發(fā)的廢品率高的問題，具有著加工效果好、設(shè)備可靠性高及工件尺寸穩(wěn)定性好等特點。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是圖1的左視圖，
圖3是圖1的俯視圖，
圖4是本發(fā)明中上模板的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖5是本發(fā)明中平衡板的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖6是本發(fā)明中中模板的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖7是本發(fā)明中下模板的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖8是本發(fā)明中芯棒板的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖9是圖1的1-1向剖視圖，
圖10是圖9的A向剖視圖，
圖11是圖9的B向剖視圖，
圖12是圖9的C向剖視圖，
圖13是圖9的D向剖視圖，
圖14是本發(fā)明的使用狀態(tài)參考圖一，
圖15是本發(fā)明的使用狀態(tài)參考圖二，
圖16是本發(fā)明的使用狀態(tài)參考圖三，
圖17是本發(fā)明的使用狀態(tài)參考圖四；
圖中I是上橫梁，11是軸承座一，13是軸承座三，2是下箱體，22是軸承座二 ；
3是上模組件，31是上模伺服電機(jī)，310是輸出軸一，32是上模絲桿，320是傳動