一种用于将金属粉末混合均匀的装置.pdf

本发明公开了一种用于将金属粉末混合均匀的装置，包括粉末混合装置和动力传递装置；粉末混合装置包括相互配合的模具a和模具b，模具a由一根圆柱棒料加工成四部分构成，圆柱棒料的一端被加工成圆锥所述模具b的一个面上开有向面内凹陷的倒锥形模具型腔，模具型腔与模具a上的圆锥配合，模具b上开有模具型腔的面朝上放置，模具b放置在动力传递装置上。本装置在模具a和模具b之间设置两个磁性半环，在模具b连同动力传递装置转动时，模具b中的金属混合粉末在离心力的作用下将会混合均匀，两个磁性半环组成的圆环及可防止模具b上模具型腔中的金属粉末被甩出，又可定量判断金属粉末是否均匀分布在模具b的型腔内。

权利要求书
1.  一种用于将金属粉末混合均匀的装置，其特征在于：包括粉末混合装置和动力传递装置；
所述粉末混合装置包括相互配合的模具a(1)和模具b(3)，模具a(1)由一根圆柱棒料加工成四部分构成，所述圆柱棒料的一端被加工成圆锥，所述圆柱棒料的另一端被加工成直径小于圆柱本身的轴，所述轴与所述圆锥之间的部分为轴肩a(13)，轴肩a(13)与所述圆锥的结合面处加工有定位配合挡肩(19)，定位配合挡肩(19)与轴肩a(13)同轴且均为圆柱状，定位配合挡肩(19)的直径小于轴肩a(13)的直径且与两个磁性半环(2)组成的圆环内径相同，定位配合挡肩(19)的厚度与磁性半环(2)的厚度相同，两个磁性半环(2)吸附在长方体状的模具b(3)上，所述模具b(3)的一个面上开有向面内凹陷的倒锥形模具型腔(12)，模具型腔(12)与所述模具a(1)上的圆锥配合，模具b(3)上开有模具型腔(12)的面朝上放置，模具b(3)放置在所述动力传递装置上。

2.  根据权利要求1所述的一种用于将金属粉末混合均匀的装置，其特征在于：所述动力传递装置包括支撑架(7)，支撑架(7)由多根立柱支撑一个圆环平面构成，所述圆环平面的下放设有电机(10)，电机(10)上的电机轴与所述圆环平面垂直，所述电机(10)上的电机轴通过联轴器与所述圆环平面上方竖直设置的转轴(5)的一端连接，所述转轴(5)的一端端口的外侧沿周向开有四个键槽(15)，转轴(5)上安装有轴承(6)，轴承(6)嵌在支撑架(7)的圆环平面 中，转轴(5)的另一端加工有轴肩b(18)，转轴(5)与轴肩b(18)同轴且均为中空圆筒状，轴肩b(18)的外径大于转轴(5)的直径，轴肩b(18)的圆筒筒口面上焊接有圆盘状的旋转工作台(4)，旋转工作台(4)的圆盘面上开有与所述模具b(3)底面尺寸相同的矩形凹槽(14)。

3.  根据权利要求2所述的一种用于将金属粉末混合均匀的装置，其特征在于：所述联轴器包括在竖直方向上同轴设置的联轴器第一部分(8)和联轴器第二部分(9)，联轴器第一部分(8)和联轴器第二部分(9)通过四个互成90°的螺栓(11)连接，联轴器第一部分(8)和联轴器第二部分(9)均为空心圆筒状，联轴器第一部分(8)圆筒内壁上沿周向设有四个键(16)，联轴器第一部分(8)通过四个键(16)与所述四个键槽(15)之间的配合与所述转轴(5)进行连接，所述联轴器第二部分(9)与所述电机(10)上的电机轴连接。

4.  根据权利要求3所述的一种用于将金属粉末混合均匀的装置，其特征在于：所述四个键(16)与所述四个键槽(15)均互成90°。

5.  根据权利要求2所述的一种用于将金属粉末混合均匀的装置，其特征在于：所述电机(10)采用可调速电机。

6.  根据权利要求1所述的一种用于将金属粉末混合均匀的装置，其特征在于：所述磁性半环(2)的环面上开有小孔。

7.  根据权利要求1所述的一种用于将金属粉末混合均匀的装置，其特征在于：所述模具b(3)上对称设有一对手把(17)。

8.  根据权利要求1所述的一种用于将金属粉末混合均匀的装置， 其特征在于：所述轴肩a(13)的外径与所述圆柱棒料的直径相同。

9.  根据权利要求2所述的一种用于将金属粉末混合均匀的装置，其特征在于：所述轴承(6)为推力圆柱滚子轴承。

10.  根据权利要求2所述的一种用于将金属粉末混合均匀的装置，其特征在于：所述轴肩b(18)位于所述轴承(16)的轴承面上。

说明书一种用于将金属粉末混合均匀的装置
技术领域
本发明属于固体金属混合颗粒挤压成形技术领域，涉及一种用于将金属粉末混合均匀的装置。
背景技术
在采用固体混合金属颗粒挤压成形技术领域，对于薄壁壳体零件的挤压成形技术，通常要求挤压成形的金属壳体粉末混合均匀，材料密度均匀，无裂纹，表面光滑。目前在金属粉末的混合过程中，由于不同金属颗粒的密度不同，因此通常密度大的金属颗粒容易沉积在零件下部，从而造成金属颗粒不能均匀混合，因此由其挤压成形的零件质量就会下降。尤其对于薄壁壳体类零件，此问题尤为突出。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于将金属粉末混合均匀的装置，解决了现有粉末混合装置产生的金属粉末混合不均匀，导致的由此金属粉末挤压成形的零件质量下降的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种用于将金属粉末混合均匀的装置，包括粉末混合装置和动力传递装置；
其中粉末混合装置包括相互配合的模具a和模具b，模具a由一根圆柱棒料加工成四部分构成，圆柱棒料的一端被加工成圆锥，圆柱棒料的另一端被加工成直径小于圆柱本身的轴，轴与圆锥之间的部分为轴肩a，轴肩a与 圆锥的结合面处加工有定位配合挡肩，定位配合挡肩与轴肩a同轴且均为圆柱状，定位配合挡肩的直径小于轴肩a的直径且与两个磁性半环组成的圆环内径相同，定位配合挡肩的厚度与磁性半环的厚度相同，两个磁性半环吸附在长方体状的模具b上，模具b的一个面上开有向面内凹陷的倒锥形模具型腔，模具型腔与模具a上的圆锥配合，模具b上开有模具型腔的面朝上放置，模具b放置在动力传递装置上。
本发明的特点还在于，
其中动力传递装置包括支撑架，支撑架由多根立柱支撑一个圆环平面构成，圆环平面的下放设有电机，电机上的电机轴与圆环平面垂直，所述电机上的电机轴通过联轴器与圆环平面上方竖直设置的转轴的一端连接，转轴的一端端口的外侧沿周向开有四个键槽，转轴上安装有轴承，轴承嵌在支撑架的圆环平面中，转轴的另一端加工有轴肩b，转轴与轴肩b同轴且均为中空圆筒状，轴肩b的直径大于转轴的直径，轴肩b的圆筒筒口面上焊接有圆盘状的旋转工作台，旋转工作台的圆盘面上开有与模具b底面尺寸相同的矩形凹槽。
其中联轴器包括在竖直方向上同轴设置的联轴器第一部分和联轴器第二部分，联轴器第一部分和联轴器第二部分通过四个互成90°的螺栓连接，联轴器第一部分和联轴器第二部分均为空心圆筒状，联轴器第一部分圆筒内壁上沿周向设有四个键，联轴器第一部分通过四个键与四个键槽之间的配合与转轴进行连接，联轴器第二部分与电机上的电机轴连接。
其中四个键与四个键槽均互成90°。
其中电机采用可调速电机。
其中磁性半环的环面上开有小孔。
其中模具b上对称设有一对手把。
其中轴肩a的外径与圆柱棒料的直径相同。
其中轴承为推力圆柱滚子轴承。
其中轴肩b位于轴承的轴承面上。
本发明的有益效果是，本装置中的粉末混合装置，包括相互配合的模具a和模具b，在模具a和模具b之间设置两个磁性半环，在模具b连同动力传递装置转动时，模具b中的金属混合粉末在离心力的作用下将会混合均匀，由于磁性半环的厚度是根据需要挤压成型的金属粉末的量和成型件的密度决定的，因此，两个磁性半环组成的圆环及可防止模具b上模具型腔中的金属粉末被甩出，又可定量判断金属粉末是否均匀分布在模具b的型腔内。此外，本装置结构简单，易于实现和操作。
附图说明
图1是本发明一种用于将金属粉末混合均匀的装置的结构示意图；
图2是图1中模具a的结构示意图；
图3是图1中模具b与磁性半环的配合示意图；
图4是本发明一种用于将金属粉末混合均匀的装置中轴承与支撑架的配合示意图；
图5是本发明一种用于将金属粉末混合均匀的装置中轴承与转轴的配合示意图；
图6是本发明一种用于将金属粉末混合均匀的装置中联轴器第一部分结构示意图；
图7是本发明一种用于将金属粉末混合均匀的装置中联轴器第二部分结构示意图；
图8是本发明一种用于将金属粉末混合均匀的装置的模具内金属粉末填充状态示意图。
图中，1.模具a，2.磁性半环，3.模具b，4.旋转工作台，5.转轴，6.轴承，7.支撑架，8.联轴器第一部分，9.联轴器第二部分，10.电机，11.螺钉，12.模具型腔，13.轴肩a，14.凹槽，15.键槽，16.键，17.手把，18.轴肩b，19.定位配合档肩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种用于将金属粉末混合均匀的装置，如图1所示，包括粉末混合装置和动力传递装置。
粉末混合装置包括相互配合的模具a1和模具b3，如图2、3所示，模具b3的形状为长方体，长方体的一个面上开有向面内凹陷的模具型腔12，模具型腔12为倒圆锥形，模具b3上开有模具型腔12的面朝上放置。模具a1由一跟圆柱棒料加工成四部分构成，圆柱的一端被加工成圆锥，圆锥的底面直径小于圆柱本身的直径，圆柱的另一端被加工成直径小于圆柱本身的轴，轴与圆锥之间的部分为轴肩a13，轴肩a13的直径与圆柱直径相等。轴肩a13与圆锥之间还加工有定位配合档肩19，定位配合档肩19与轴肩a13同轴且均为圆柱状。定位配合档肩19的直径小于轴肩a13的直径且与两个磁性半环2组成的圆环内径相同。定位配合档肩19与磁性半环2的厚度相同。
模具a1与模具型腔12相互配合。模具b3开有模具型腔12的面上吸附有两个磁性半环2。
动力传递装置包括支撑架7，支撑架7由多根立柱支撑一个圆环平面构成，圆环平面的下方设有电机10，电机10与支撑架7均被固定在刚性平面 基础上。电机10上的电机轴与支撑架7的圆环平面垂直，电机轴通过联轴器与支撑架7圆环平面上方竖直设置的转轴5的一端连接，转轴5上安装有轴承6，轴承6嵌在支撑架7的圆环中(轴承6与支撑架7的配合示意图参见图4)，如图5所示，转轴5的另一端加工有轴肩b18，转轴5与轴肩b18同轴且均为中空圆筒状，轴肩b18的外径大于转轴5的直径，轴肩b18的圆筒筒口面上焊接有圆盘状的旋转工作台4，旋转工作台4的圆盘面上开有与模具b3底面尺寸相同的矩形凹槽14。
凹槽14用于固定和定位模具b3，这样旋转工作台4就可以带动模具b3进行平稳旋转，使得原材料可以均匀地分散开。
联轴器包括在竖直方向上同轴设置的联轴器第一部分8和联轴器第二部分9，联轴器第一部分8与联轴器第二部分9通过4个互成90°的螺栓11连接，如图6、7所示，联轴器第一部分8为空心圆筒状，联轴器第二部分9为圆盘状，圆盘中心开有圆孔。联轴器第一部分8圆筒内壁上沿周向设有四个键16，四个键16互成90°，转轴5的一端端口的外侧沿轴向开有四个互成90°的键槽15，转轴5与联轴器第一部分8通过键槽15与键16的相互配合进行连接。电机10上的电机轴套接在联轴器第二部分9的中心孔上。
磁性半环2紧紧吸附在下模具3的上表面上，它有两个功能，一是与上、下模具配合，旋转离散原材料时，可以挡住颗粒状的原材料，使其不能飞出下模具型腔12，保证挤压成形零件的质量。二是在旋转颗粒状的原材料时，磁性半环2可作为一个限位装置，在模具旋转过程中，颗粒状材料在自身的离心力作用下将会均匀分布在下模具型腔12中，同时上模具1在自身重力作用下将逐渐下降，当其接触到磁性半环2时，上模具1将不再下降，此时可视为原材料分散均匀，即可以进行后续的挤压加工。
磁性半环2的环面上开有小孔，便于磁性半环2的挪移。
模具b3上对称设有一对手把17，便于模具b3的来回搬运。
轴承6为推力圆柱滚子轴承。
电机10采用可调速电机。
本发明一种用于将金属粉末混合均匀的装置的工作原理为，首先按照挤压成形的金属壳体的要求将固体金属粉末放入模具型腔12中，将2个磁性半环2配合成整圆放置在模具型腔12的边缘，并将其围住，再将模具a1圆锥形的一端锥顶插入与其配合的模具型腔12中，定位配合档肩19嵌在两个磁性半环2围成的整圆中，且定位配合档肩19与模具1上的圆锥接触的一面与磁性半环2的构成的整圆平面平齐，这样固体金属混合粉末将被封堵在模具型腔12中，启动电机10，电机轴的转动带动转轴5转动，转轴5带动旋转工作台4转动，旋转工作台4带动模具b3转动，在模具b3转动时，模具型腔12中的金属混合粉末将会产生离心力，在离心力的作用下，金属混合粉末将会均匀分散在模具型腔12圆锥面的侧壁上，模具型腔12锥底的空间就会空出，不会将金属混合粉末压在锥底，避免了金属混合粉末的混合不均匀，随着模具b3的旋转，模具a1在自身重力的作用下逐渐下降，由于定位配合档肩19与两个磁性半环2构成的整圆环厚度相同，且磁性半环2的厚度是由需要挤压成形的粉末的量及成型件的密度来计算确定的，因此，当轴肩a13的与定位配合面接触的一面与两个磁性半环2围成的整圆面接触时，可视为金属混合颗粒混合均匀，金属粉末填充状态如图8所示，此时，停止电机10，模具a1将不再向下运动，将混合后的金属颗粒进行后续的挤压加工时，先将磁性半环2移除，对模具a1施加合适的压力使薄壁锥形零件成形。
本发明一种用于将金属粉末混合均匀的装置，采用标准推力圆柱滚子轴承作为工作台的旋转与支撑，可承受较大的轴向力，并实现良好平稳地旋转。采用可调速电机驱动，便于调节工作台的转速，继而便于调整混合颗粒在旋转运动时的离心力，从而实现不同密度、不同混合比例的颗粒都能混合均匀。