粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置.pdf

本发明是关于一种粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，包括：具有上螺旋齿轮冲模的上冲；具有连接冲座的上固定板与成型机冲头连接；浮动板具有导杆、定位螺栓及上冲螺旋导环；中模，置于浮动板之下方；以及设于中模下方的下冲，且具有下螺旋齿轮冲模，其中上、下螺旋齿轮冲模之直径相同，且上冲螺旋导环及中模模穴皆具有螺旋齿轮纹对应该上螺旋齿轮冲模，且孔径皆等于螺旋齿轮冲模之直径，上冲藉由固定于连接冲座，而上螺旋齿轮冲模经该上冲螺旋导环，由上方进入该中模模穴，该下螺旋齿轮冲模由下方进入该中模模穴，与上螺旋齿轮冲模于该中模模穴加压金属粉末成型螺旋齿轮产品。

1.  一种粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：
所述装置包括：
一上冲(10)，具有一上螺旋齿轮冲模(11)；
一定位模组(20)，具有一上固定板(21)、一浮动板(22)以及一导杆组(221)，该上固定板(21)具有一连接冲座(211)，该浮动板(22)具有一定位螺栓(222)及一上冲螺旋导环(224)，该定位螺栓(222)贯穿该浮动板(22)，该上冲螺旋导环(224)内侧皆具有螺旋齿轮纹对应该上螺旋齿轮冲模(11)，且孔径皆等于该上螺旋齿轮冲模(11)之直径，该上固定板(21)与浮动板(22)以该导杆组(221)组立；
一中模(30)，置于该浮动板(22)下方，以该定位螺栓(222)调整该中模(30)及该浮动板(22)之间距，且相对于与该上冲螺旋导环(224)处该中模(30)具有一中模模穴(32)，该中模模穴(32)内侧具有对应该上螺旋齿轮冲模(11)之螺旋齿轮的螺旋齿轮纹，且孔径等于上螺旋齿轮冲模(11)之直径；以及
一下冲，设于该中模(30)下方，且该下冲具有一下螺旋齿轮冲模，该下螺旋齿轮冲模对应该中模模穴(32)之螺旋齿轮纹，且直径等于该中模模穴(32)的孔径；
其中该上冲(10)藉由固定于该上的固定板(21)，该上螺旋齿轮冲模(11)经该上冲螺旋导环(224)，由上方进入该中模模穴(32)，该下螺旋齿轮冲模由下方进入该中模模穴(32)，与该上螺旋齿轮冲模(11)于该中模模穴(32)内形成一密闭空间。

2.  如权利要求1所述的粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：该上冲(10)更具有一固定座(12)，连接于该螺旋齿轮冲模(11)之顶端，且该固定座(12)固定于该上固定板(21)之下表面。

3.  如权利要求1所述之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：所述装置更包括一用于测量该上固定板(21)及该浮动板(22)之位置的定位侦测器。

4.  如权利要求3所述之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：该定位侦测器是一电磁开关。

5.  如权利要求3所述之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：该定位侦测器是一光感应开关。

6.  如权利要求3所述之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：该定位侦测器是一磁簧开关。

7.  如权利要求1所述之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：更包括一定位气缸(212)，固定于该上固定板(21)之下表面。

8.  如权利要求1所述之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：更包括一气压缸之装置或结构，连接该上固定板(21)及该浮动板(22)。

9.  如权利要求7所述之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：更包括一调整气压缸之出力的气压调整装置。

10.  如权利要求1所述之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：该导杆组(221)更包括：
一导杆(2211)，每根导杆的一端固定于浮动板(22)之上表面；
一导杆定位调整螺帽(2212)，分别设于导杆(2211)上，相对于浮动板(22)的另一端；
一导杆定位固定螺帽(2212)设于该导杆定位调整螺帽(2213)的上方；以及
一线性轴承(2214)，设于该固定板(21)上；
其中该线性轴承(2214)的位置是相对应于导杆(2211)的位置。

11.  如权利要求1所述之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：该上冲螺旋导环(224)包括至少一个可更换套件。

12.  如权利要求1所述之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：该中模模穴(32)包括至少一个可更换套件。

13.  如权利要求1所述之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：该螺旋齿轮纹角度介于25到40度之间。

粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置
技术领域
本发明是关于一种粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，特别是一种可以使上冲自动定位与检测，于加压过程中自动随螺旋导程旋转加压，进而保护工作人员安全与模具，并可生产螺旋角大于22.5度之粉末冶金的螺旋齿轮成型装置。
背景技术
粉末冶金技术是制造精密金属零件的重要技术，一般传统粉末冶金方式是使用冲床加压方式；利用上冲、中模、下冲、芯棒等模件所组成的模具，将金属粉末加压形成所需的形状，其步骤包括：先将金属粉末充填入中模的模穴中，以上冲及下冲加压成型后利用下冲将成品顶出中模，再经烧结成产品。
目前利用粉末冶金技术制作螺旋齿轮，是利用中模模穴之螺旋齿形，将上冲导入而进行旋转加压，上冲退出中模后之定位，是利用定位钢珠定位，其定位精度不良，无法检测上冲定位与否，于加压成型时，造成模具损坏与工安问题更是严重，且上冲之旋转，是利用加压时进入中模模穴之冲击动能，因此，无法成型螺旋角大于22.5度之螺旋齿轮，并且对模具之寿命与产品之精度造成重大负面影响。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，可以定位上冲，使上冲于进入中模模穴前，自动随螺旋角旋转，进入中模加压，避免上冲进入中模时，因对位不准及上冲与中模之冲击动能造成中模受损。
本发明的又一目的在于提供一种粉末冶金成型螺旋齿轮的装置，可以定位上冲控制上冲进入中模时的角度，可生产螺旋角度大于22.5度之产品。
本发明的又一目的在于提供一种粉末冶金成型螺旋齿轮的装置，包括：具有上螺旋齿轮冲模的上冲；具有连接冲座的上固定板与成型机冲头连接；浮动板具有导杆、定位螺栓及上冲螺旋导环；中模，置于浮动板之下方；以及设于中模下方的下冲，且具有下螺旋齿轮冲模，其中上、下螺旋齿轮冲模之直径相同，且上冲螺旋导环及中模模穴皆具有螺旋齿轮纹对应该上螺旋齿轮冲模，且孔径皆等于螺旋齿轮冲模之直径，上冲藉由固定于连接冲座，而上螺旋齿轮冲模经该上冲螺旋导环，由上方进入该中模模穴，该下螺旋齿轮冲模由下方进入该中模模穴，与上螺旋齿轮冲模于该中模模穴加压金属粉末成型螺旋齿轮产品。
本发明的又一目的在于提供一种螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，更包括：气压缸之装置或结构，连接上固定板与浮动板；一气压调整装置，调整气压缸之出力；用以控制上冲旋转与定位之阻尼，藉以配合不同螺旋角与齿轮外径之模具。
本发明的又一目的在于提供一种粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，更包括以磁簧开关、电磁开关或光感应开关做为定位侦测器，确认上冲退出中模后，是否已自动到达定位，作为机台自动停机保护装置，防止模具撞击损害与工安事故。
为了实现上述目的，本发明提出一种粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置，其特征在于：包括：
一上冲10，具有一上螺旋齿轮冲模11；
一定位模组20，具有一上固定板21、一浮动板22以及一导杆组221，该上固定板21具有一连接冲座211，该浮动板22具有一定位螺栓222及一上冲螺旋导环224，该定位螺栓222贯穿该浮动板22，该上冲螺旋导环224内侧皆具有螺旋齿轮纹对应该上螺旋齿轮冲模11，且孔径皆等于该上螺旋齿轮冲模11之直径，该上固定板21与浮动板22以该导杆组221组立；
一中模30，置于该浮动板22之下方，以该定位螺栓222调整该中模30及该浮动板22之间距，且相对于与该上冲螺旋导环224处该中模30具有一中模模穴32，该中模模穴32内侧具有对应该上螺旋齿轮冲模11之螺旋齿轮的螺旋齿轮纹，且孔径等于上螺旋齿轮冲模11之直径；以及
一下冲，设于该中模30下方，且该下冲具有一下螺旋齿轮冲模，该下螺旋齿轮冲模对应该中模模穴32之螺旋齿轮纹，且直径等于该中模模穴32的孔径；
其中该上冲10藉由固定于该上固定板21，该上螺旋齿轮冲模11经该上冲螺旋导环224，由上方进入该中模模穴32，该下螺旋齿轮冲模由下方进入该中模模穴32，与该上螺旋齿轮冲模11于该中模模穴32内形成一密闭空间。
本发明的有益效果在于：
本发明可以定位上冲，使上冲于进入中模模穴前，自动随螺旋角旋转，进入中模加压避免上冲进入中模时，因对位不准及上冲与中模之冲击动能造成中模受损。
本发明可以定位上冲控制上冲进入中模时的角度，可生产螺旋角度大于22.5度之产品。
本发明更包括以磁簧开关、电磁开关或光感应开关做为定位侦测器，确认上冲退出中模后，是否已自动到达定位，作为机台自动停机保护装置，防止模具撞击损害与工安事故。
附图的简要说明
图1是本发明实施例之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置之上冲及定位模块分解示意图。
图2是本发明实施例之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置之上冲及定位模块组立示意图。
图3a～3c是本发明实施例之粉末冶金成型螺旋齿轮的上冲加压自动对位与定位检测装置运作示意图。
【主要组件符号说明】
10    上冲
11    上螺旋齿轮冲模
12    固定座
121   固定孔
20    定位模块
21    上固定板
211   连接冲座
212   定位气缸
22    浮动板
221   导杆组
2211  导杆
2212  导杆定位调整螺帽
2213  导杆定位固定螺帽
2214  线性轴承
222   定位螺栓
223   更换套件
224   上冲螺旋导环
30    中模
31    更换套件
32    中模模穴
40    光点
41    成型机冲头
具体实施方式
以下是以不同实施例说明本发明，所述之组成、排列及步骤等，用以说明实施之内容，仅为例示而非用以限制本发明。另外，所揭露之内容中使用“及/或”是为了简要；“覆盖”或“之上”的叙述，则可包含该直接接触以及没有直接触等二种。
如图1所示，是本发明之实施例用以说明本发明之粉末冶金成型螺旋齿轮的装置，包括上冲10及定位模块20的分解示意图。图2是本发明之实施例用以说明粉末冶金成型螺旋齿轮的装置，包括上冲10及定位模块20的组立示意图。
上冲10具有上螺旋齿轮冲模11，以及连接于上螺旋齿轮冲模11一端的固定座12，且该固定座12上具有数个固定孔121。其中上螺旋齿轮冲模11之表面具有预设之螺旋齿轮，且螺旋齿轮的角度至少大于22.5度，在本实施例中，以介于25度到40度之间为较佳之螺旋齿轮角度。
上固定板21中央位置具有数个固定孔121以及连接冲座211，浮动板22具定位螺栓222及更换套件223。其中定位螺栓222是活动穿设于浮动板22，而且更换套件223的中央部位具有一个上冲螺旋导环224，且上冲螺旋导环224具有与上螺旋齿轮冲模11之螺旋齿轮相对应之螺旋齿纹，且上冲螺旋导环224内侧之直径与上螺旋齿轮冲模11之直径相同。上固定板21与浮动板22是利用一对导杆组221，组立成为定位模组20，其中该导杆组221包括：一对导杆2211，每根导杆的一端固定于浮动板22之表面，另一端则具有导杆定位调整螺帽2212及导杆定位固定螺帽2213，以及一对线性轴承2214，设于固定板21上相对应于导杆2211的位置，使导杆2211能穿过线性轴承2214。而且可藉由调整导杆定位调整螺帽2212将上固定板21与浮动板22的距离调整到所需的大小后，以导杆定位固定螺帽2213固定导杆定位调整螺帽2212的位置，进而固定上固定板21与浮动板22的距离。
如图2所示，利用固定孔121，将上冲10之固定座12固定于上固定板21之下表面后，上螺旋齿轮冲模11由上冲螺旋导环224向下延伸，突出于浮动板22之下表面。上固定板21、浮动板22以及上固定板21下的定位气缸212，皆连接到气压缸之装置或结构(图未示)，藉由气压调整装置(图未示)调整气压缸之出力，控制上冲旋转与定位之阻尼，而能配合不同螺旋角与齿轮外径之模具。且辅以定位侦测器(图未示)，在本实施例中为磁簧开关，利用光点40辅以用来确认粉末冶金成型螺旋齿轮的装置运作时，上冲10退出中模30后(参见图3a)，是否己自动到达定位，以做为装置自动停机的保护装置，防止模具撞击而造成损害及/或公安事故，另外亦可依实际需要，改为光感应开关、电磁开关或其它感应装置。
二端开口的中模模穴32的中模30，置于浮动板22之下方，中模模穴32的位置相对于浮动板22之更换套件223的上冲螺旋导环224的下方，且中模模穴32的孔径以及内侧的螺旋齿纹与上冲螺旋导环224之内径及螺旋齿纹相同。而且，藉由调整突出于浮动板22下表面的定位螺栓222的长度，决定中模30与定位模组20之间的间距。
下冲(图未示)固定于中模30的下方，且具有直径与中模模穴32的孔径相同的下螺旋齿轮冲模(图未示)，而且下螺旋齿轮冲模的螺旋齿轮与中模模穴32的螺旋齿纹相吻合。需注意的是，依照所设计的螺旋齿轮形状，下冲可以由多个活动组件或套件所组成。
接下来请参考图3a～3c，用以说明本发明之粉末冶金成型螺旋齿轮的装置，进行粉末冶金的过程。上冲10固定于上固定板21后，利用上固定板21的连接冲座211与形成机冲头41相连接。突出于浮动板22之下表面的上螺旋齿轮冲模11，藉由可上下移动的上固定板21向下移动，俾利调整上螺旋齿轮冲模11的位置，以及由上方进入中模模穴32的角度，确认上螺旋齿轮冲模11的位置后，向上移动上固定板21，同步举起固定座12，将上螺旋齿轮冲模11带离中模模穴32，但此时下螺旋齿轮冲模仍由中模模穴32的下方进入中模模穴32，并且留在中模模穴32内封住中模模穴32下方的开口，故下螺旋齿轮冲模与中模模穴32形成的一容置槽，接着将金属粉末由中模模穴32上方之开口填入容置槽中，上螺旋齿轮冲模11于中模模穴32内形成一空间。上固定板21再次向下移动，故上螺旋齿轮冲模11依调整后的位置与角度，由中模模穴32上方的开口进入中模模穴32，与下螺旋齿轮冲模及中模模穴32形成密闭空间。
上螺旋齿轮冲模11与下螺旋齿轮冲模在中模模穴32内分别向下及向上移动，压缩填入中模模穴32内的金属粉末，依螺旋齿纹的形状以及中模模穴32的孔径形成所需的螺旋齿轮，接着再次移动上固定板21，使上螺旋齿轮冲模11向上退出中模模穴32，但同时，下螺旋齿轮冲模持续向上移动，直到将形成的螺旋齿轮完全推出中模模穴32为止。
上螺旋齿轮冲模11预先调整好将进入中模模穴32的位置与角度后，藉由定位模块20的上固定板21的上下移动，辅以定位螺栓222固定定位模块20与中模30之间的间距，避免上螺旋齿轮冲模11进入中模模穴32因为位置与角度不佳使中模30受损，或是因模具撞击而成造成工安事故。
另外，需说明的是包括上、下螺旋齿轮冲模，具有上冲螺旋导环224以及中模模穴32的更换套件223，31，都可以依照所要设计的螺旋齿轮的直径粗细及/或螺纹角度做更换，使用者更可以依照所需的螺旋齿轮长度，自行决定所需填入的金属粉末量。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟知此项技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，可做各种变动、修改及润饰，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。