粉末预压、挤出一体成型模具及工艺[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111331912 A(43)申请公布日 2020.06.26

(21)申请号 202010307295.2(22)申请日 2020.04.17

(71)申请人 哈尔滨隆之道科技有限公司

地址 150000 黑龙江省哈尔滨市香坊区经

开区哈平路集中区松花路9号中国云谷软件园1号楼11-2室(72)发明人 王必成　王立武　

(74)专利代理机构 北京思元知识产权代理事务

所(普通合伙) 11598

代理人 余光军　霍雪梅(51)Int.Cl.

B30B 11/26(2006.01)B30B 11/22(2006.01)

权利要求书2页 说明书5页 附图9页

(54)发明名称

粉末预压、挤出一体成型模具及工艺(57)摘要

本发明公开了一种粉末预压、挤出一体成型模具及工艺，成型模具包括上模组件、下模板和缸体，该缸体由同轴的上缸体和下缸体组成，该上缸体与缸体升降驱动机构连接，能够上下移动；该下缸体的底端固定在该下模板的上面，在该下缸体的侧面设有挤出料咀部件；在该上缸体与该下缸体之间设有能够左右移动实心挡板和空心挡板，在空心挡板的中部设有与缸体的中心孔对应的孔；该托板的两边设有水平导向结构，该水平导向结构设有上下弹性伸缩导向机构。本发明通过优化的模具设计，采用一台设备、一套模具、一名员工，替代原有需要两台设备、两套模具、两名员工的技术方案，提高产品的密度和挠曲强度等机械性能，缩短了生产周期，降低了生产成本。

CN 111331912 ACN 111331912 A

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1.一种粉末预压、挤出一体成型模具，包括上模组件、下模板(25)和缸体，缸体的底端安装在下模板(25)的上面，在该缸体的底端侧面设有挤出料咀部件(17)，在该缸体的上方设有上模组件，该上模组件包括下端的上模(3)，其特征在于，所述的缸体由同轴的上缸体(4)和下缸体(16)组成，该上缸体(4)和下缸体(16)设有相同内径的中心孔，该上缸体(4)与缸体升降驱动机构连接，能够上下移动；该下缸体(16)的底端固定在该下模板(25)的上面，所述的挤出料咀部件(17)设在该下缸体(16)的侧面；在该上缸体(4)与该下缸体(16)之间设有能够左右移动的托板(9)，在该托板(9)上设有实心挡板(8)和空心挡板(10)，在该空心挡板(10)的中部设有与缸体的中心孔对应的孔；该托板(9)的两边设有水平导向结构，该水平导向结构设有上下弹性伸缩导向机构。

2.根据权利要求1所述的粉末预压、挤出一体成型模具，其特征在于，所述的上模组件包括上固定板(1)、上模连杆(2)和所述的上模(3)，该上模(3)的上端连接在上模连杆(2)的下端，该上模连杆(2)的上端与上固定板(1)连接；该上固定板(1)的上面用于与液压机的上模驱动装置连接。

3.根据权利要求1所述的粉末预压、挤出一体成型模具，其特征在于，所述的缸体升降驱动机构包括上模板(7)、顶拉杆(24)、拉钩(28)、拉销(29)、顶出油缸活塞杆连接端(30)、上缸体升降导向机构(38)和驱动板(39)，所述的上缸体(4)的外周与上模板(7)连接，该上模板(7)滑动安装在多根上缸体升降导向机构(38)上，该上缸体升降导向机构(38)的底端与所述的下模板(25)的上面连接；该上模板(7)与顶拉杆(24)的上部连接，该顶拉杆(24)的底端滑动穿过下模板(25)的通孔，并与下面的驱动板(39)连接，在该驱动板(39)下面的中部连接有拉钩(28)，在该拉钩(28)的口内设有拉销(29)，在该拉销(29)的下端设有顶出油缸活塞杆连接端(30)。

4.根据权利要求3所述的粉末预压、挤出一体成型模具，其特征在于，所述的顶拉杆(24)的顶端滑动穿过该上模板(7)的通孔，在该上模板(7)下面的顶拉杆(24)上设有限位凸台(241)，在该上模板(7)上面的顶拉杆(24)上套装螺旋压缩弹簧(23)，在该螺旋压缩弹簧(23)的顶端设有垫圈(21)，并用螺母(22)与顶拉杆(24)连接。

5.根据权利要求3所述的粉末预压、挤出一体成型模具，其特征在于，在所述的顶拉杆(24)的下部设有挡块(18)，该挡块(18)用固定在所述的下模板(25)上；该挡块(18)的顶端延伸到托板(9)的上面；该挡块(18)上设有通孔，顶拉杆(24)滑动穿过该通孔。

6.根据权利要求3所述的粉末预压、挤出一体成型模具，其特征在于，在所述的驱动板(39)的上面设有内顶杆(20)，该内顶杆(20)的上端滑动穿过设在下缸体(16)壁上的通孔，并与所述的实心挡板(8)和空心挡板(10)的底面相对应；该内顶杆(20)的高度略大于下模板(25)与下缸体(16)的高度之和。

7.根据权利要求3所述的粉末预压、挤出一体成型模具，其特征在于，在所述的上缸体(4)的外周设有凹槽，通过设在该凹槽内的压块(5)与上模板(7)固定连接。

8.根据权利要求1所述的粉末预压、挤出一体成型模具，其特征在于，该托板(9)的一端通过内六角圆柱头螺钉与连接板(12)连接，该用于与液压缸活塞杆(14)连接。

9.根据权利要求1所述的粉末预压、挤出一体成型模具，其特征在于，所述托板(9)两边的水平导向结构包括导向柱(31)和设在其顶部的环形导向凹槽(311)，在对应于该托板(9)两边的位置多根导向柱(31)，托板(9)两边滑动设在多根导向柱(31)的环形导向凹槽(311)

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内；每一该导向柱(31)分别通过所述的上下弹性伸缩导向机构连接在所述的下模板(25)上，该上下弹性伸缩导向机构包括弹簧(32)和导向套(33)，导向套(33)的底部固定在下模板(25)上，所述的导向柱(31)的下部滑动安装在该导向套(33)顶端的缩口内，在该导向柱(31)的底端设有弹簧(32)。

10.一种采用权利要求1所述的粉末预压、挤出一体成型模具的成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)、模具作业准备开始状态：上模组件位于高位，实心挡板(8)位于上缸体(4)与下缸体(16)之间，并相互压紧。

2)、预压：在入上缸体(4)内加入粉体材料，上模组件向下移动，上模(3)对上缸体(4)内的粉体材料预压；

3)、上模组件退回上端起始位；4)、上缸体(4)上升，与实心挡板(8)分离；5)、托板(9)连同实心挡板(8)和空心挡板(10)在所述的上下弹性伸缩导向机构的作用下一起向上弹起，托板(9)由横向推拉油缸(14)推动下向左移动，将空心挡板(10)移动到上缸体(4)下缸体(16)之间；

6)、上缸体(4)下移，将上缸体(4)空心挡板(10)和下缸体(16)压紧；7)、上模组件下行，上模(3)对上缸体(4)内经过预压的粉体材料向下施加压力，粉体材料依次经过空心挡板(10)、下缸体(16)和挤出料咀部件(17)挤出成型；

8)、上模组件回复到起始位；9)、上缸体(4)上升复位，与空心挡(10)板分离；10)、托板(9)连同实心挡板(8)和空心挡板(10)在所述的上下弹性伸缩导向机构的作用下一起向上弹起，托板(9)由横向推拉油缸(14)推动下向右移动，将实心挡板(8)位置与空心挡板(10)位置互换，完成一个循环作业。

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粉末预压、挤出一体成型模具及工艺

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技术领域

[0001]本发明涉及一种粉末预压、挤出一体成型模具及工艺，用于粉体材料挤出成型加工，应用的领域非常广泛，包含金属材料和非金属材料应用的多种领域。背景技术

[0002]现有粉体挤压成型一般采用以下两种方式：[0003]一、粉体在液压机上通过模具直接挤出成型，缺点是密度低成型不好，挤出的材料挠曲强度低；[0004]二、采用两台液压机、两套模具、两道工序，先用一台液压机模具预压实成棒或块状，提高物料的密度，再采用另一台液压机挤出成型。缺点是需要两台液压机、两套模具、两名员工操作，效率低，作业场地面积增加、周转物料、器具等综合成本高。发明内容

[0005]本发明的目的就是提供一种粉末预压、挤出一体成型模具及工艺，以解决现有技术存在的上述问题。

[0006]为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：[0007]一种粉末预压、挤出一体成型模具，包括上模组件、下模板和缸体，缸体的底端安装在下模板的上面，在该缸体的底端侧面设有挤出料咀部件，在该缸体的上方设有上模组件，该上模组件包括下端的上模，其中，所述的缸体由同轴的上缸体和下缸体组成，该上缸体和下缸体设有相同内径的中心孔，该上缸体与缸体升降驱动机构连接，能够上下移动；该下缸体的底端固定在该下模板的上面，所述的挤出料咀部件设在该下缸体的侧面；在该上缸体与该下缸体之间设有能够左右移动的托板，在该托板上设有实心挡板和空心挡板，在该空心挡板的中部设有与缸体的中心孔对应的孔；该托板的两边设有水平导向结构，该水平导向结构设有上下弹性伸缩导向机构。

[0008]作为本发明一种优选的具体实施方式，所述的上模组件包括上固定板、上模连杆和所述的上模，该上模的上端连接在上模连杆的下端，该上模连杆的上端与上固定板连接；该上固定板的上面用于与液压机的上模驱动装置连接。[0009]作为本发明一种优选的具体实施方式，所述的缸体升降驱动机构包括上模板、顶拉杆、拉钩、拉销、顶出油缸活塞杆连接端、上缸体升降导向机构和驱动板，所述的上缸体的外周与上模板连接，该上模板滑动安装在多根上缸体升降导向机构上，该上缸体升降导向机构的底端与所述的下模板的上面连接；该上模板与顶拉杆的上部连接，该顶拉杆的底端滑动穿过下模板的通孔，并与下面的驱动板连接，在该驱动板下面的中部连接有拉钩，在该拉钩的口内设有拉销，在该拉销的下端设有顶出油缸活塞杆连接端。[0010]作为本发明一种优选的具体实施方式，所述的顶拉杆的顶端滑动穿过该上模板的通孔，在该上模板下面的顶拉杆上设有限位凸台，在该上模板上面的顶拉杆上套装螺旋压缩弹簧，在该螺旋压缩弹簧的顶端设有垫圈，并用螺母与顶拉杆连接。

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作为本发明一种优选的具体实施方式，所述的顶拉杆的下部设有挡块，该挡块用

固定在所述的下模板上；该挡块的顶端延伸到托板的上面；该挡块上设有通孔，顶拉杆滑动穿过该通孔。

[0012]作为本发明一种优选的具体实施方式，所述的驱动板的上面设有内顶杆，该内顶杆的上端滑动穿过设在下缸体壁上的通孔，并与所述的实心挡板和空心挡板的底面相对应；该内顶杆的高度略大于下模板与下缸体的高度之和。[0013]作为本发明一种优选的具体实施方式，所述的上缸体的外周设有凹槽，通过设在该凹槽内的压块与上模板固定连接。

[0014]作为本发明一种优选的具体实施方式，所述托板的一端通过内六角圆柱头螺钉与连接板连接，该用于与液压缸活塞杆连接；所述托板两边的水平导向结构包括导向柱和设在其顶部的环形导向凹槽，在对应于该托板两边的位置多根导向柱，托板两边滑动设在多根导向柱的环形导向凹槽内；每一该导向柱分别通过所述的上下弹性伸缩导向机构连接在所述的下模板上，该上下弹性伸缩导向机构包括弹簧和导向套，导向套的底部固定在下模板上，所述的导向柱的下部滑动安装在该导向套顶端的缩口内，在该导向柱的底端设有弹簧。

[0015]本发明进一步提供了一种采用所述的粉末预压、挤出一体成型模具的成型工艺，包括以下步骤：[0016](1)模具作业准备开始状态：上模组件位于高位，实心挡板位于上缸体与下缸体之间，并相互压紧。[0017](2)预压：在入上缸体内加入粉体材料，上模组件向下移动，上模对上缸体内的粉体材料预压；[0018](3)上模组件退回上端起始位；[0019](4)上缸体上升，与实心挡板分离；[0020](5)托板连同实心挡板和空心挡板在所述的上下弹性伸缩导向机构的作用下一起向上弹起，托板由横向推拉油缸推动下向左移动，将空心挡板移动到上缸体下缸体之间；[0021](6)上缸体下移，将上缸体空心挡板和下缸体压紧；[0022](7)上模组件下行，上模对上缸体内经过预压的粉体材料向下施加压力，粉体材料依次经过空心挡板、下缸体和挤出料咀部件挤出成型；[0023](8)上模组件回复到起始位；[0024](9)上缸体上升复位，与空心挡板分离；[0025](10)托板连同实心挡板和空心挡板在所述的上下弹性伸缩导向机构的作用下一起向上弹起，托板由横向推拉油缸推动下向右移动，将实心挡板位置与空心挡板位置互换，完成一个循环作业。

[0026]本发明的优点是：[0027]1、减少设备投入：结合设备自身的PLC控制系统，在设备方面只增加了一个小型的推拉油缸，加上模具的费用，成本紧相当于一台液压机投入的10％。[0028]2、作业效率提高80％：减少一道工序，涉及工序的加工时间、搬运等待时间的等，综合减少作业时间，提升效率。[0029]3、减少加工成本中的耗电40％。

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4、减少作业场地面积50％，减少周转用器具的投入50％。

[0031]5、减少人工成本约40％。[0032]6、降低不良品率60％。由于预压与挤出成型在一道工序中，预压中遇到的各种问题马上可以及时发现并调整。原技术方案在两道工序，挤出成型时发现密度异常时，预压工序已加工完成，只能再返工。附图说明

[0033]图1是本发明模具的整体剖视结构示意图(图2的D-D剖视图，不含挡块18和顶拉杆24)；

[0034]图2是图1的A-A剖视图；

[0035]图3是图2的B-B剖视图(逆时针旋转90°)；[0036]图4是图1的C-C剖视图；

[0037]图5-图14为本发明的成型过程示意图。[0038]附图标记说明：1、上固定板，2、上模连杆，3、上模，4、上缸体，5、压块，6、内六角圆柱头螺钉，7、上模板，8、实心挡板，9、托板，10、空心挡板，11、内六角圆柱头螺钉，12、连接板，13、内六角圆柱头螺钉，14、液压缸活塞杆，15、内六角圆柱头螺钉，16、下缸体，161、(下缸体底部的)斜面，17、挤出料咀部件，18、挡块，19、内六角圆柱头螺钉，20、内顶杆，21、垫圈，22、六角螺母，23、螺旋压缩弹簧，24、顶拉杆，241、限位凸台，25、下模板，26、下垫板，27、内六角圆柱头螺钉，28、拉钩，29、拉销，30、顶出油缸活塞杆连接端，31、导向柱，311、导向凹槽，32、弹簧，33、导向套，34、螺钉，35、内六角螺钉，36、圆柱销，38、上缸体升降导向机构，39、驱动板，P、粉末材料。具体实施方式

[0039]参见图1-图4，本发明一种粉末预压、挤出一体成型模具，包括上模组件、下模板25和缸体，缸体的底端安装在下模板25的上面，在该缸体的底端侧面设有挤出料咀部件17，在该缸体的上方设有上模组件，该上模组件包括下端的上模3，其特征在于，所述的缸体由同轴的上缸体4和下缸体16组成，该上缸体4和下缸体16设有相同内径的中心孔，该上缸体4与缸体升降驱动机构连接，能够上下移动；该下缸体16的底端固定在该下模板25的上面，所述的挤出料咀部件17设在该下缸体16的侧面；在该上缸体4与该下缸体16之间设有能够左右移动的托板9，在该托板9上设有实心挡板8和空心挡板10，在该空心挡板10的中部设有与缸体的中心孔对应的孔；该托板9的两边设有水平导向结构，该水平导向结构设有上下弹性伸缩导向机构。

[0040]所述的上模组件包括上固定板1、上模连杆2和所述的上模3，该上模3的上端连接在上模连杆2的下端，该上模连杆2的上端与上固定板1连接；该上固定板1的上面与所述的上模驱动装置(油缸)连接。

[0041]所述的缸体升降驱动机构包括：上模板7、顶拉杆24、拉钩28、拉销29、顶出油缸活塞杆连接端30、上缸体升降导向机构38和驱动板39，所述的上缸体4的外周与上模板7连接，该上模板7滑动安装在多根上缸体升降导向机构38上，该上缸体升降导向机构38的底端与所述的下模板25的上面连接；该上模板7与顶拉杆24的上部连接，该顶拉杆24的底端滑动穿

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过下模板25的通孔，并与下面的驱动板39连接，在该驱动板39下面的中部连接有拉钩28，在该拉钩28的口内设有拉销29，在该拉销29的下端设有顶出油缸活塞杆连接端30。所述的上缸体升降导向机构38包括导柱和导套组件，是模具常用的标准件，共四套位于模具的四角。该上缸体升降导向机构38的上下两端用内六角螺钉35和圆柱销36与上模板7和下模板25固定。

[0042]所述的顶拉杆24的顶端滑动穿过该上模板7的通孔，在该上模板7下面的顶拉杆24上设有限位凸台241，在该上模板7上面的顶拉杆24上套装螺旋压缩弹簧23，在该螺旋压缩弹簧23的顶端设有垫圈21，并用螺母22与顶拉杆24连接。[0043]在所述的顶拉杆24的底部设有挡块18，该挡块18用内六角圆柱头螺钉19固定在所述的下模板25上，该挡块18上设有通孔，顶拉杆24滑动穿过该通孔。两侧的挡块18的顶端(呈“┌”形)相对延伸到托板9的上面。该挡块18的作用是直接对实心挡板8或空心挡板10作用，使实心挡板8或空心挡板10与上缸体4分离，虽然导向柱31也可通过托板9使实心挡板8或空心挡板10与上缸体4分离，但是根据上模3、上缸4与实心挡板8压实P粉末料后，需要的分离力是很大的，会造成导向柱31与托板9的损坏。[0044]在所述的驱动板39的上面设有内顶杆20，该内顶杆20的上端滑动穿过设在下缸体16壁上的通孔，并与所述的实心挡板8和空心挡板10的底面相对应，该内顶杆20的高度大于下模板25与下缸体16的高度之和1mm。内顶杆20的功能是：当驱动板39向上移动与下模板25贴合时，内顶杆20将实心挡板8或空心挡板10顶起与下缸体16分离，分离后由导向柱31、弹簧32、导向套33控制托板9继续上浮，至实心挡板8或空心挡板10与挡块18突出部分的下端面贴近至0.2mm(托板9在导向柱的凹槽中的上下活动范围0.5mm)，同时导向柱31在弹簧32、导向套33的顶起和下，上浮到最大位置，此时托板9可带着实心挡板8或空心挡板10在导向柱31的限定范围内水平移动交换位置。[0045]在所述的上缸体4的外周设有凹槽，通过设在该凹槽内的压块5和内六角圆柱头螺钉6与上模板7固定连接。

[0046]该托板9的一端通过内六角圆柱头螺钉与连接板12连接，该用于与液压缸活塞杆14连接。

[0047]所述托板9两边的水平导向结构包括导向柱31和设在其顶部的环形导向凹槽311，在对应于该托板9两边的位置多根导向柱31，托板9两边滑动设在多根导向柱31的环形导向凹槽311内；每一该导向柱31分别通过所述的上下弹性伸缩导向机构连接在所述的下模板25上，该上下弹性伸缩导向机构包括弹簧32、导向套33和螺钉34，导向套33的底部通过螺钉34固定在下模板25上，所述的导向柱31的下部滑动安装在该导向套33顶端的缩口内，在该导向柱31的底端设有弹簧32。

[0048]本发明的上述模具在应用时俺孩子在液压机上，即：上模组件的上面与用于驱动上模组件上下移动的驱动油缸连接；模具下端的顶出油缸活塞杆连接端30与顶出油缸活塞杆连接，用于驱动上缸体4及其附件上下移动；在托板9的右端与液压缸活塞杆14连接，用于驱动托板9以及实心挡板8和空心挡板10左右移动。[0049]参见图5-图14，采用上述的粉末预压、挤出一体成型模具的成型工艺(工作过程)，包括以下步骤：[0050](1)模具的初始状态：上模组件位于高位，实心挡板8位于上缸体4与下缸体16之

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间，并相互压紧(如图5所示)。[0051](2)预压：在入上缸体4内加入粉体材料P，上模组件向下移动，上模3对上缸体4内的粉体材料P预压(如图6所示)。[0052](3)上模组件退回上端起始位(如图7所示)。[0053](4)上缸体4上升，与实心挡板8分离(如图8所示)。[0054](5)托板9连同实心挡板8和空心挡板10在所述的上下弹性伸缩导向机构的作用下一起向上弹起，托板9由横向推拉油缸14推动下向左移动，将空心挡板10移动到上缸体4和下缸体16之间(如图9所示)。[0055](6)上缸体4下移，将上缸体4、空心挡板10和下缸体16压紧(如图10所示)。[0056](7)上模组件下行，上模3对上缸体4内经过预压的粉体材料向下施加压力，粉体材料依次经过空心挡板10、下缸体16和挤出料咀部件17挤出成型(如图11所示)。[0057](8)上模组件上升回到起始位(如图12所示)。[0058](9)上缸体4上升复位，与空心挡10板分离(如图13所示)。[0059](10)托板9连同实心挡板8和空心挡板10在所述的上下弹性伸缩导向机构的作用下一起向上弹起，托板9由横向推拉油缸14推动下向右移动，将实心挡板8位置与空心挡板10位置互换，完成一个循环作业(如图14所示)。[0060]本发明通过优化的模具设计，采用一台设备、一套模具、一名员工，替代原有需要两台设备、两套模具、两名员工的技术方案，提高产品的密度和挠曲强度等机械性能，缩短了生产周期，降低了生产成本。

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