一种伺服直驱粉末成型机及其加工方法技术

一种伺服直驱粉末成型机及其加工方法。涉及伺服直驱式粉末成型设备的改进。结构精巧、使用方便、出料难度低且工作效率高，使用后可有效避免因工件尺寸不稳定及工件变形等问题引发的废品率高的伺服直驱粉末成型机。包括具有上横梁和下箱体的机架；粉末成型机还包括上模组件、芯棒组件、中模组件和下模组件。采用了全伺服电机直接驱动的驱动结构，能源清洁、设备造价低、设备体积小以及加工效率高。利用伺服电机同一加工周期内可进行多次动作的优势，在常规加工方法中加入了“下模压料”和“保压”，从而有效解决了因工件尺寸不稳定及工件变形等问题引发的废品率高的问题，加工效果好、设备可靠性高及工件尺寸稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
一种伺服直驱粉末成型机及其加工方法
本专利技术涉及粉末成型设备领域，尤其涉及伺服直驱式粉末成型设备的改进。
技术介绍
目前，传统粉末成型机的驱动结构通常分为两种：其一为液压驱动式，此类驱动形式的结构简单，然而却具有着能源不清洁、加工效率不高等缺陷；同时，由于粉末成型时的加工时间长，液压油在使用时的温度不断上升，因此也极易使得加工工件加工后出现尺寸不稳定、废品率高等问题。其二为机械驱动式，及通过凸轮、曲轴等传动结构进行动力传输，此类驱动形式的工作效率较高，但却具有着驱动结构复杂、造价成本高以及工件成型后稳定性差等问题。对此，国家局于2014年8月20日公告了一份名为“可调型粉末成型机”、申请号为“201320877639.9”的中国专利文献，该案中提出了一种以伺服电机作为动力源的驱动形式；然而，人们在实际使用后发现，由于该案的加工步骤仅为简单的“进料-合模-分模-出料”，因此，工件尤其是带中孔的如链轮、带轮、轴套等，在加工后仍极易出现尺寸不稳定、出料难度大及废品率高等问题。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题，提出了一种结构精巧、使用方便、出料难度低且工作效率高，使用后可有效避免因工件尺寸不稳定及工件变形等问题引发的废品率高的一种伺服直驱粉末成型机及其加工方法。本专利技术的技术方案为：包括具有上横梁和下箱体的机架，所述粉末成型机还包括上模组件、芯棒组件、中模组件和下模组件；所述上模组件包括上模伺服电机、上模丝杆、上模滚珠花键、上模板和上模，所述上模伺服电机固定连接在上横梁上、且与铰接于上横梁下方的上模丝杆联动，所述上模滚珠花键套接在上模丝杆上、且与上模丝杆相适配，所述上模板固定连接在上模滚珠花键的底端，所述上模可拆卸地连接在上模板的下方；所述芯棒组件包括芯棒伺服电机、芯棒丝杆、芯棒滚珠花键、芯棒板和芯棒，所述芯棒伺服电机固定连接在下箱体上、且与铰接于下箱体上方的芯棒丝杆联动，所述芯棒滚珠花键套接在芯棒丝杆上、且与芯棒丝杠相适配，所述芯棒板固定连接在芯棒滚珠花键的顶端，所述芯棒可拆卸地连接在芯棒板的顶面上，所述芯棒位于上模的下方、且与上模同轴心，所述上模的底面上开设有与芯棒适配的芯棒容置孔；所述中模组件包括中模伺服电机、中模丝杆、中模滚珠花键、中模板和中模，所述中模伺服电机固定连接在上横梁上、且与铰接于上横梁下方的中模丝杆联动，所述中模滚珠花键套接在中模丝杆上、且与中模丝杆相适配，所述中模板固定连接在中模滚珠花键的底端，所述中模板的中部开设有上大下小的阶梯孔，所述中模可拆卸地连接在阶梯孔中的大孔中，所述中模空套在所述芯棒的顶端、且与芯棒同轴心；所述中模组件还包括支撑组件；所述支撑组件包括至少一直线驱动装置、至少一撑杆、至少一空心座和一支撑环，所述空心座固定连接在下箱体的顶面上，所述支撑环固定连接在空心座的顶面上、且空套所述芯棒板，所述直线驱动装置固定连接在空心座内，所述撑杆连接在直线驱动装置的顶端，使得撑杆在直线驱动装置的驱动下做上下往复运动；所述撑杆依次穿出空心座和支撑环、并固定连接在中模板的底面上；所述下模组件包括下模板、下模和至少一下导柱，所述下模板架设在支撑环的顶面上，所述下模可拆卸地连接在下模板的上方，所述下模套接所述芯棒、且其顶端伸入至中模和芯棒之间，所述下导柱的下部穿设于下模板中、且与下模板固定相连，所述下导柱的底端穿设于芯棒板中、且与芯棒板滑动连接，所述下导柱的上部穿设于中模板中、且与中模板滑动连接。所述上模伺服电机的底端具有输出轴一，所述上模丝杆的顶端具有与上模丝杆连为一体的传动轴一，所述上横梁的底面上固定连接有轴承座一，所述输出轴一和传动轴一之间通过连轴器一相联动、且传动轴一穿设在轴承座一内；所述上模和上模板的底面之间设有上模座，所述上模座固定连接在上模板的底面上，所述上模座的底面上可拆卸地连接有上模压盖，所述上模的顶端容置在所述上模压盖内。所述上模座外还套设有平衡板，所述平衡板固定连接在下导柱的顶端。所述芯棒伺服电机的底端具有伸入至下箱体中的输出轴二，所述芯棒丝杆的底端具有与芯棒丝杆连为一体的传动轴二，所述下箱体的顶面上固定连接有轴承座二，所述传动轴二的下部穿设于轴承座二中、且伸入至下箱体中，所述传动轴二与输出轴二通过皮带联动；所述芯棒板的顶面上可拆卸地连接有芯棒压盖，所述芯棒的底端容置在所述芯棒压盖内。所述中模伺服电机的底端具有输出轴三，所述中模丝杆的顶端具有与中模丝杆连为一体的传动轴三，所述上横梁的底面上固定连接有轴承座三，所述输出轴三和传动轴三之间通过连轴器三相联动、且传动轴三穿设在轴承座三内。所述中模伺服电机、输出轴三、连轴器三、传动轴三、轴承座三、中模丝杆和中模滚珠花键均沿上模丝杆对称地设有一对。所述下模和下模板之间设有下模座，所述下模座固定连接在下模板的顶面上，所述下模座的顶面上可拆卸地连接有下模压盖，所述下模的底端容置在所述下模压盖内。按以下步骤进行加工：1）、进料：将粉末状的物料送入中模的内侧面、下模的顶面及芯棒的侧表面所形成的环状空间中；2）、压料：2.1）、上模压料：开启上模伺服电机，使得上模下行，最终压入环状空间中；2.2）、下模压料：开启芯棒伺服电机，使得芯棒上行进入芯棒容置孔中；并同时通过芯棒板带动下模板上行，最终使得下模上行并在环状空间中进一步压实物料；3）、保压：同时开启上模伺服电机和芯棒伺服电机，使得上模、芯棒和下模同时上行，从而使得物料边保压边上行，直至完全运动至中模板的上方；4）、出料：开启上模伺服电机，使得上模上行与物料分离，从而使得人工或机械手可方便的取出物料；5）、复位：开启芯棒伺服电机，使得芯棒和下模同步下行，直至下模板落在支撑环的顶面上；完毕。本专利技术针对粉末成型机中液压驱动式及机械驱动式等驱动结构存在的弊端，采用了全伺服电机直接驱动的驱动结构，从而具有着能源清洁、设备造价低、设备体积小以及加工效率高的特点。同时，本案在加工时利用伺服电机同一加工周期内可进行多次动作的优势，在常规加工方法中加入了“下模压料”和“保压”，从而有效解决了因工件尺寸不稳定及工件变形等问题引发的废品率高的问题，具有着加工效果好、设备可靠性高及工件尺寸稳定性好等特点。附图说明图1是本专利技术的结构示意图，图2是图1的左视图，图3是图1的俯视图，图4是本专利技术中上模板的结构示意图，图5是本专利技术中平衡板的结构示意图，图6是本专利技术中中模板的结构示意图，图7是本专利技术中下模板的结构示意图，图8是本专利技术中芯棒板的结构示意图，图9是图1的I-I向剖视图，图10是图9的A向剖视图，图11是图9的B向剖视图，图12是图9的C向剖视图，图13是图9的D向剖视图，图14是本专利技术的使用状态参考图一，图15是本专利技术的使用状态参考图二，图16是本专利技术的使用状态参考图三，图17是本专利技术的使用状态参考图四；图中1是上横梁，11是轴承座一，13是轴承座三，2是下箱体，22是轴承座二；3是上模组件，31是上模伺服电机，310是输出轴一，32是上模丝杆，320是传动轴一，33是上模滚珠花键，34是上模板，35是上模，36是上模座，360是平衡板；4是芯棒组件，41是芯棒伺服电机，410是输出轴二，42是芯棒丝杆，420是传动轴二，43是芯棒滚珠花键，44是芯棒板，45是芯棒；5是中模组件，51是中模伺服电机，5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服直驱粉末成型机，包括具有上横梁和下箱体的机架，其特征在于，所述粉末成型机还包括上模组件、芯棒组件、中模组件和下模组件；所述上模组件包括上模伺服电机、上模丝杆、上模滚珠花键、上模板和上模，所述上模伺服电机固定连接在上横梁上、且与铰接于上横梁下方的上模丝杆联动，所述上模滚珠花键套接在上模丝杆上、且与上模丝杆相适配，所述上模板固定连接在上模滚珠花键的底端，所述上模可拆卸的连接在上模板的下方；所述芯棒组件包括芯棒伺服电机、芯棒丝杆、芯棒滚珠花键、芯棒板和芯棒，所述芯棒伺服电机固定连接在下箱体上、且与铰接于下箱体上方的芯棒丝杆联动，所述芯棒滚珠花键套接在芯棒丝杆上、且与芯棒丝杠相适配，所述芯棒板固定连接在芯棒滚珠花键的顶端，所述芯棒可拆卸的连接在芯棒板的顶面上，所述芯棒位于上模的下方、且与上模同轴心，所述上模的底面上开设有与芯棒适配的芯棒容置孔；所述中模组件包括中模伺服电机、中模丝杆、中模滚珠花键、中模板和中模， 所述中模伺服电机固定连接在上横梁上、且与铰接于上横梁下方的中模丝杆联动，所述中模滚珠花键套接在中模丝杆上、且与中模丝杆相适配，所述中模板固定连接在中模滚珠花键的底端，所述中模板的中部开设有上大下小的阶梯孔，所述中模可拆卸的连接在阶梯孔中的大孔中，所述中模空套在所述芯棒的顶端、且与芯棒同轴心；所述中模组件还包括支撑组件；所述支撑组件包括至少一直线驱动装置、至少一撑杆、至少一空心座和一支撑环，所述空心座固定连接在下箱体的顶面上，所述支撑环固定连接在空心座的顶面上、且空套所述芯棒板，所述直线驱动装置固定连接在空心座内，所述撑杆连接在直线驱动装置的顶端，使得撑杆在直线驱动装置的驱动下做上下往复运动；所述撑杆依次穿出空心座和支撑环、并固定连接在中模板的底面上；所述下模组件包括下模板、下模和至少一下导柱，所述下模板架设在支撑环的顶面上，所述下模可拆卸的连接在下模板的上方，所述下模套接所述芯棒、且其顶端伸入至中模和芯棒之间，所述下导柱的下部穿设于下模板中、且与下模板固定相连，所述下导柱的底端穿设于芯棒板中、且与芯棒板滑动连接，所述下导柱的上部穿设于中模板中、且与中模板滑动连接。...

【技术特征摘要】
1.一种伺服直驱粉末成型机，包括具有上横梁和下箱体的机架，其特征在于，所述粉末成型机还包括上模组件、芯棒组件、中模组件和下模组件；所述上模组件包括上模伺服电机、上模丝杆、上模滚珠花键、上模板和上模，所述上模伺服电机固定连接在上横梁上、且与铰接于上横梁下方的上模丝杆联动，所述上模滚珠花键套接在上模丝杆上、且与上模丝杆相适配，所述上模板固定连接在上模滚珠花键的底端，所述上模可拆卸地连接在上模板的下方；所述芯棒组件包括芯棒伺服电机、芯棒丝杆、芯棒滚珠花键、芯棒板和芯棒，所述芯棒伺服电机固定连接在下箱体上、且与铰接于下箱体上方的芯棒丝杆联动，所述芯棒滚珠花键套接在芯棒丝杆上、且与芯棒丝杠相适配，所述芯棒板固定连接在芯棒滚珠花键的顶端，所述芯棒可拆卸地连接在芯棒板的顶面上，所述芯棒位于上模的下方、且与上模同轴心，所述上模的底面上开设有与芯棒适配的芯棒容置孔；所述中模组件包括中模伺服电机、中模丝杆、中模滚珠花键、中模板和中模，所述中模伺服电机固定连接在上横梁上、且与铰接于上横梁下方的中模丝杆联动，所述中模滚珠花键套接在中模丝杆上、且与中模丝杆相适配，所述中模板固定连接在中模滚珠花键的底端，所述中模板的中部开设有上大下小的阶梯孔，所述中模可拆卸地连接在阶梯孔中的大孔中，所述中模空套在所述芯棒的顶端、且与芯棒同轴心；所述中模组件还包括支撑组件；所述支撑组件包括至少一直线驱动装置、至少一撑杆、至少一空心座和一支撑环，所述空心座固定连接在下箱体的顶面上，所述支撑环固定连接在空心座的顶面上、且空套所述芯棒板，所述直线驱动装置固定连接在空心座内，所述撑杆连接在直线驱动装置的顶端，使得撑杆在直线驱动装置的驱动下做上下往复运动；所述撑杆依次穿出空心座和支撑环、并固定连接在中模板的底面上；所述下模组件包括下模板、下模和至少一下导柱，所述下模板架设在支撑环的顶面上，所述下模可拆卸地连接在下模板的上方，所述下模套接所述芯棒、且其顶端伸入至中模和芯棒之间，所述下导柱的下部穿设于下模板中、且与下模板固定相连，所述下导柱的底端穿设于芯棒板中、且与芯棒板滑动连接，所述下导柱的上部穿设于中模板中、且与中模板滑动连接。2.根据权利要求1所述的一种伺服直驱粉末成型机，其特征在于，所述上模伺服电机的底端具有输出轴一，所述上模丝杆的顶端具有与上模丝杆连为一体的传动轴一，所述上横梁的底面上固定连接有轴承座一，所述输出轴一和传动轴一之间通过连轴器一相...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾明磊，朱华杰，沈斌，
申请(专利权)人：扬州锻压机床股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32