專利名稱：粉末壓制工具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種壓制放置在壓模中的粉末的方法，該壓模具有貫穿空腔、至少兩個下沖頭和至少兩個上沖頭，它們移動不同的長度以便產生出其不同部分密度均勻而厚度不同的壓制件。本發明還涉及一種用于實施該方法的粉末壓制工具。
采用其中沖頭以高速通常以高于2m/s的速度移動的粉末壓制工具來形成密度比由傳統低速粉末壓制工具所生產出的壓制件更高的壓制件。然而，在用這種高速工具進行的整個壓制操作期間非常難以在厚度不同的壓制件的不同部分中形成相同密度所要求的精度來控制單個沖頭的速度。因此需要一種在其不同部分中形成厚度不同的壓制件的方法，該方法容易用于高速粉末壓制工具并且比公知的用于低速粉末壓制工具的方法更簡單。
本發明的目的在于滿足這個需要，并且還提供一種用于生產其不同部分厚度不同的壓制件的粉末壓制工具，該工具的零件較少并且可以以簡單的方式在高速壓制操作期間使用。
這些目的是通過本發明的方法實現的，該方法為通過用具有至少兩個上沖頭和兩個下沖頭的粉末壓制工具壓制放置在成形腔室中的粉末，上沖頭移動不同的長度以便形成在其不同部分中具有不同厚度的壓制件，其特征在于以相同的速度順序移動這些沖頭。
在優選的實施方案中，這些沖頭由相同的沖錘機構致動。另外，成形腔室由粉末壓制工具的壓模中空腔的側壁和至少兩個下沖頭的端壁限定，并且至少兩個上沖頭具有不同軸向長度，并且該方法包括以下步驟·在填充位置中將粉末填充進具有下沖頭的成形腔室中；·通過以慢動作移動上下沖頭而將粉末轉移到沖壓位置上；·以高速并按照由沖頭位置所限定的次序用沖錘機構使其它上沖頭向下移動，以此得到在不同部分具有不同厚度的壓制件；并且·之后排出該壓制件。
本發明還涉及一種粉末壓制工具，它包括具有貫通空腔、可以沿著空腔的軸向方向移動的第一和第二上沖頭以及至少兩個下沖頭的壓模，其特征在于，上沖頭具有不同的軸向長度，并且該工具包括用于在壓制操作過程中朝著所述至少兩個下沖頭順序移動上沖頭的單個沖錘以及在壓制操作期間用于使所述至少兩個下沖頭保持靜止的部件。在這種工具的壓制操作中，只有上沖頭是移動的，所有的上沖頭都是由同一沖錘移動的。因此，在壓制過程中，只需要用于調整該單個沖錘的部件，因而可以用最少的部件制作出這種工具。
在優選實施方案中，該工具包括第一和第二上下沖頭，第一上下沖頭和第二上下沖頭彼此相對設置。該壓模的空腔是圓柱形的，芯桿設置在該空腔中并沿著該空腔的對稱軸延伸。
簡要的
現在將參照以下附圖對本發明進行說明，其中圖1大致地顯示出根據本發明優選實施方案的粉末壓制工具在壓制操作剛開始時的斷面圖；圖2以類似于圖1的視圖顯示出剛開始對工件的較薄部分進行壓制；圖3以類似于圖1的視圖顯示出壓制操作的最后。
實施方案的說明在圖1-3中，大致地顯示出處于壓制操作的不同階段中的用于生產環形件的粉末壓制工具1，該環形件具有從其外側的中央部分伸出的環形凸緣。
工具1包括具有貫通空腔的壓模2，其中第一和第二上沖頭3和4以及第一和第二下沖頭5和6可以分別在適當的裝置的作用下垂直地移動。從附圖中可以看出，第一上沖頭3比第二上沖頭4短，并且下沖頭5、6的上端在軸向上相對于彼此移動。該工具還包括芯桿7和沖錘8。
該工具以下面方式工作。
在粉末填充之前，上沖頭3和4已經移出壓模中的空腔并且下沖頭向上移動，從而第二下沖頭6的上端比第一下沖頭5的上端設置得離壓模的上側更近。之后，將粉末填充進由壓模2中空腔、芯桿7和第二下沖頭6的側壁和第一下沖頭5的上端壁所限定的空間。然后第一和第二上沖頭向下移動直到它們到達壓模的上側面，并且之后所有沖頭向下移動到圖1中所示的位置上。
在圖1中顯示出在壓制操作開始之前沖頭的位置，這些沖頭和芯桿限定了成形腔室C。在初始位置中，第一上沖頭3設置在離第二上沖頭4上方距離為d的位置處。
通過采用一系列打擊或用壓力F來驅動沖錘8向下移動來開始壓制操作。在開始時，只有第一上沖頭3受到沖錘8作用，從而針對位于第一上下沖頭3和5的端面之間的部分開始對成形腔室C中的粉末進行壓制。要注意的是，下沖頭5和6在整個壓制操作期間保持靜止。
當第一上沖頭3已經向下驅動了距離d時，沖錘8達到第二上沖頭4的上端的水平上，并且第二上沖頭還將在沖錘8的作用下以和第一上沖頭3相同的速度向下驅動。在圖2中顯示出在壓制操作中的該階段。之后，第一和第二上沖頭一起被向下驅動直到環形件和其凸緣達到所要求的厚度。
圖3顯示出沖頭在壓制操作最后的位置，在成形腔室C中的壓制件具有帶有凸緣的中央環形體，凸緣的厚度明顯比中央體的厚度小。
通過使下沖頭向上移動以將所有沖頭移出壓模的空腔，從而將壓制件排出。之后，沖頭3和5用較小的力推壓該壓制件，并且沖頭4和6回縮。最后，壓制件脫離沖頭3和5。
選擇距離d，使在中央體中和在凸緣中的壓制材料具有相同的密度，即第一上沖頭3和第一下沖頭5的表面之間粉末體積已經縮短，其縮短的百分比和第二上沖頭4和第二下沖頭6的相反端面之間的粉末體積縮短的百分比相同。
當然該工具可以用來生產具有在這些圖中所示的之外的其它形狀的壓制件，例如一種壓制件，其中凸緣從中央體的下面部分中伸出。還可能通過使內部沖頭比外部沖頭更長即改變在所述實施方案中的第一和第二沖頭的位置來生產出外面部分的厚度比中央部分更厚的壓制件。如果要生產圓柱形壓制件而不是環形壓制件，則要除去芯桿。所生產的壓制件可以具有圓形之外的其它形式，例如方形、三角形、U形等。還可能但不優選的是，只使用一個具有符合所要生產的壓制件的下側面的形狀的上端面的下沖頭。在這種情況中，填充操作和排出操作將更加復雜。另外，還可能的是，如果要生產具有兩個以上厚度不同的部分的壓制件的話則可以提供具有兩個以上的上下沖頭并且下沖頭的數量可以與上沖頭的數量不同，這與所要生產的壓制件的形狀有關。
通過本發明，提供一種工具，其中壓制是采用只是一個沖錘的動作完成的。這就簡化了壓制操作以及所需要的調節裝置。
通過上述方法和工具，密度為7.3g/cm3的無裂紋壓制件已經由準備壓制的粉末混合物生產出來。令人驚訝的是，由于壓制件的不同部分中的密度直到壓制操作之間都是不同的，所以可以通過該方法毫無裂紋地生產出這些壓制件。人們相信，這些令人驚訝的結果是由于以下事實的緣故，由于壓制操作的時間較短所以在壓制件內不會發生粉末顆粒從高密度區域到低密度區域的流動。
權利要求
1.一種通過粉末壓制工具壓制放置在成形腔室中的粉末的方法，所述粉末壓制工具以高速操作并且具有至少兩個上沖頭和兩個下沖頭，上沖頭在壓制期間移動不同的運行距離從而生產出一種在不同部分中具有均勻的密度和不同的厚度的壓制件其特征在于，以相同的高速順序移動上沖頭，從而用共同的沖錘機構直接促動上沖頭。
2.如權利要求1所述的方法，其中成形腔室由粉末壓制工具的壓模中空腔的側壁和至少兩個下沖頭和具有不同軸向長度的至少兩個上沖頭的端壁所限定，該方法包括以下步驟將粉末填充進成形腔室，其特征在于，通過將上沖頭的上端設置在不同的平面處來放置這些上沖頭；借助于沖錘機構以高速順序移動上沖頭并且從具有最高平面的上沖頭開始；并且之后用下沖頭排出壓制件。
3.一種粉末壓制工具(1)，包括具有帶有軸向方向的貫通空腔的壓模(2)；至少兩個上沖頭(3，4)；以及至少兩個下沖頭(5，6)，它們可以沿著空腔的軸向方向移動，其特征在于，上沖頭(3，4)的長度不同，并且該工具包括單個沖錘機構(8)，該機構會使上沖頭(3，4)在壓制操作期間順序朝著至少兩個下沖頭(5，6)移動，從而在壓制操作期間的最初期間使上沖頭的至少一個完全保持脫離壓力；以及用于在壓制操作期間使至少兩個下沖頭(5，6)固定在靜止位置中的裝置。
4.如權利要求3所述的的工具，其特征在于，工具(1)包括第一上沖頭(3)和第二上沖頭(4)以及第一下沖頭(5)和第二下沖頭(6)，從而第一上沖頭和第一下沖頭(3，5)以及第二上沖頭和第二下沖頭(4，6)彼此相對著。
5.如權利要求3或4所述的工具，其特征在于，所述空腔為圓柱形并且在該空腔中設有芯桿(7)，該芯桿沿著空腔的對稱軸延伸。
全文摘要
本發明涉及一種通過粉末壓制工具壓制被放置在成形腔室中的粉末的方法,所述粉末壓制工具以高速操作并且具有至少兩個上沖頭和兩個下沖頭,上沖頭在壓制期間移動不同的運行距離從而生產出一種在不同部分中具有均勻的密度和不同的厚度的壓制件,該方法包括以相同的高速順序移動沖頭,并且用一種壓制工具(1)實現該方法,該工具包括:具有帶有軸向方向的貫通空腔的壓模(2);至少兩個可以沿著空腔的軸向方向移動上沖頭(3,4);以及至少兩個下沖頭(5,6)。根據本發明上沖頭(3,4)具有不同的軸向長度,并且該工具包括用于使上沖頭(3,4)在壓制操作期間朝著所述至少兩個下沖頭(5,6)移動的單個沖錘(8)以及用于在壓制操作期間使所述至少兩個下沖頭保持靜止的裝置。
文檔編號B30B11/02GK1369368SQ02103468
公開日2002年9月18日 申請日期2002年2月6日 優先權日2001年2月6日
發明者恩里科·卡喬尼, 約納斯·耶克蘭德 申請人:Skf公司