[发明专利]用粉末材料制造管状物体的设备

说明书

本发明关于用粉末材料制造管状物体的设备。该设备包括上施压冲压件、下冲压件、芯棒和套模，套模的内圆周和上、下冲压件的外圆周相对应，因此在上、下冲压件、芯棒和套模之间形成型腔，其中芯棒相对于套模可以移动。

通过压缩底壁静止和侧壁静止的型腔内的粉末金属来制造管状物体例如轴承环时，特别是当管状物体的高度与壁厚之比很大时，遇到的困难是对物体不均匀的压缩。这是由于在压缩过程中金属粉末状的物体和型腔壁之间存在摩擦，大部分压缩能以摩擦热的形式消耗掉了，结果使被压缩的管状物体靠近施压冲压件的部分比其他部分受到更多的压缩。

EP-A1-0450784揭示了与权利要求1的前序相符的制造圆筒形压缩件的设备。在压缩过程中，该设备中除了下冲压件外所有的部件以不同的速度移动，这会使得设备结构复杂和昂贵。

本发明的目的是完成一种设备，其中，压缩管状物体与具有静止底壁和侧壁的型腔的设备相比压缩更均匀，而且该设备结构简单。

本发明的目的是通过一种由粉末材料制造管状物体的设备来实现的，该设备包括上施压冲压件、下冲压件、芯棒和套模，套模的内圆周和上、下冲压件的外圆周相对应，在上、下冲压件、芯棒和套模之间形成型腔，其中芯棒相对于套模可以移动，其特征在于在压缩型腔中的粉末材料时，上施压冲压件设计成能驱使芯棒或套模运动，因此施压冲压件和芯棒或套模一起运动。在压缩过程中，该设备中的金属粉末颗粒与芯棒壁和套模壁之间的摩擦力将互相平衡，这样，型腔中的管状工件在其整个高度被更均匀地压缩。

在优选的实施例中，芯棒在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置处芯棒的上端部位于与套模上壁相平齐或在其上方的位置，在第二位置处芯棒的上壁位于套模上壁的下方，芯棒最好偏离第一位置。另外，在第一位置上施压冲压件的下壁的一部分和芯棒的上壁相接触，因此施压冲压件强迫芯棒从其第一位置跟着向下运动。上施压冲压件最好能够从第一位置向上移动以打开型腔插入粉末材料。为了能够将受压缩的物体从型腔中拔出来，下冲压件最好能够向上移动。

在第二个实施例中，芯棒和上施压冲压件是一个一体化的部件。应该指出的是词“管状物体”包括除圆形之外的其他断面形状的物体例如矩形和开口的管状例如有着U形断面的管状物体。

现在参照附图描述本发明，其中

图1是本发明优选实施例中设备的示意性剖视图，表示就要进行挤压操作时设备的状态。

图2是和图1相类似的视图，表示挤压操作结束时设备的状态。

图1和图2中的设备包括圆柱形的芯棒1和管形套模2，套模的内径大于芯棒1的直径，这样在芯棒和套模之间形成环形空间。有着空心圆管形的下冲压件3的尺寸被设计成能够插入到芯棒和套模之间的环形空间中去，并且下冲压件3的上壁构成型腔4的下壁。在图1中，此型腔内放置了工件5的金属粉末。

直径对应于套模2内径的、有着圆柱体形状的施压冲压件6在套模所形成的圆管形空间内滑动。施压冲压件的下端面7上设有中央凹槽，芯棒1的上端部8能插入其中。

根据本发明，芯棒1在下冲压件3中可以滑动，并由位于芯棒下端面和基础孔之间的弹簧9使芯棒偏压到第一位置。在芯棒的第一位置，为了有利于将填充到型腔中的多余的粉末移走，使芯棒的上端面和套模2的上表面齐平。图1中，芯棒放置在其第一位置。

图1中，施压冲压件6放置在第一位置，从该位置起用一个挤压力P向下挤压冲压件6，开始进行压缩工件5的操作。在该冲压件的第一位置，其下端面7上的中央凹槽表面和芯棒的上端部8的表面相连接，并且上端部8的侧壁和施压冲压件下端面7上的中央凹槽的竖向表面相连接。因此芯棒被强迫从其第一位置跟着该冲压件向下运动。

在冲压过程中，该施压冲压件和芯棒一起运动。因此，在芯棒运动的壁面和放置在型腔4中的粉末材料5的颗粒之间产生的摩擦力与在粉末材料颗粒和静止的套模壁之间产生的摩擦力方向相反。在冲压过程中产生的摩擦力将互相平衡，因而粉末材料在其整个高度被更均匀地压缩。

图2中所示为冲压操作结束时本发明设备的状态，型腔中的粉末材料被压缩成一个管形的环10。在作用到施压冲压件6上的压力P被释放后，通过适当的措施将下冲压件3设计成一种敲击-分离套模，以使制成的环10从型腔中拔出来。例如在下冲压件3下面的基础上设置一个液力活塞，当其受驱动时将下冲压件3向上推。为了有利于将环10从型腔4中拔出来，在环10拔模以前上施压冲压件6已被向上移动到图1中所示位置上方的某一个位置。