在粉末制品生产中,粉末成型是其重要的工艺内容,它决定于工艺装备。而当前国内成型技术的现状,使本文之论述尤为重要。
机械式自动压片机的主运动为机械式,动作可靠,行程准确,工作速度高,适于高生产率生产高精度的粉末制品。因此,国外一些先进的粉末冶金企业,基本使用机械式自动压片机。只有少数工艺要求缓慢的,或某些吨位较大制品的生产使用油压片机。但他们都配以相应的自动模架,形成完善的压制功能。
1.非同时三次加压的运动线图
自动压片机困其配置的模架型式不同,所形成的压制工艺是不同的。自动模架依所能配置的模具形式,而分为A,B,C,D,E等形式。
一台标准型自动压片机,配以A型模架,具有阴模浮动、芯扦浮动、机械非同时三次加压的工艺过程,如图1。

图1机械式自动压片机压制工艺过程
机械压片机因其运动机构不同,其形成动作的运动方式各异。但他们为完成压制工艺过程,所形成的运动线图,都是依粉末压制工艺要求而事先设定的,如图2。
上冲头作曲线3运动,当下行至点A处,上压头开始与粉料接触,至点B处形成高度为e1的一次预压量;从点B至点C,阴模向下浮动,形成高度为e2的下压量;自C点后,阴模停止下浮,上压头继续下压至D,形成高度为e3自的三次顶压。此后上箱回升,上压头气缸二次充气,在顶压气缸推动下,在压件上固定不走保压,至点E时快速退回阴模沿曲线1由,点F点至G点形成脱模动作,压件露出并被卸下。而后阴模上升至填粉位置,从而完成一个工作循环。工作中的上压头位置、阴模填粉位置、三次顶压高度e3及税模行程,均可进行准确调整。其装料高度、一次预压量及总压缩量则主要由模具设计保证。
图2机械式自动压片机运动线尽
1- 阴模运动曲线;2-上箱运动曲线;3-上冲头运动曲线
2.压制方式分析
e1是由一次上压的单向压制(以D1表示)形成的,见图3。e2是由阴模浮动,芯杆浮动所形成的摩擦压制(以M1,M2表示),以及上压头与其模架浮动有相对运动而形成的上压(D1。),和阴模下浮而形成的下压(以D2表示)的复合压制方式形成的。则是由阴模浮动停止,机械上压头的继续上压力D2形成的。![]()
三种压缩量e1,e2,e3是非同时压力下形成的,称其为非同时三次加压。其各量间关系如表1_在e2区问。因多元力的作用,模县中的粉末由于摩擦力M1M2及上下压力D1,D2的交换作用,产生复杂的流动,和尽力密度流向均匀,以平衡各力分布,最终导致了压块密度分布的均匀性。这是一般压制方式达不到的。![]()
图3非同时加压的力
3.保压脱模
粉末在模具内,由于受压应力的作用,粉末颗粒被压缩或颗粒间隙减少,表现为密度增加,体积减小,形成压块。
压块脱模时,由于外力取消,粉末因弹性效应,压块将突发一个膨胀量。被压缩的颗粒,将有限的回弹复原;被压小的颗粒间隙,又会部分地复还。这种弹性力有可能破坏压块的致密结构,出现局部开裂或分层,叫做弹性后效。
为了克服这种弹力P1,在其出现之前,必须施加一个力P1≤P,直到压块出模前,使压块的弹性应力慢慢释放,不致造成压块的机械损伤。实施中,就是上摸保压上升。如图4。
自动压片机的上模,是装在一个气缸活塞上。它可以在上箱运动过程中,带动上模与上箱作相对运动。在阴模充填物料和上压头预压阶段,活塞处于上限位置,即0°~179°,如果有气动预压,它也要在初压时上缸充气。当上箱运动达180℃时,上压头已完成第三次机械压制。在其将要回程时,上箱气缸的上缸充气,使上模以力P依然在压块的表面上压紧,继续保压。与此同时,阴模继续下拉,直到整个压块脱模完了,主轴转到约260°,固上箱已上升到足够高,上模开始离开压块表面,保压脱模已经完成。此时上缸排气,下缸充气,上模随气缸回程。
保压脱模,是在自动模架相对运动的角度和时问由电控系统严格控制,与压制周期同步进行的。这是机械式自动压片机的一个良好特性。
图4 保压脱模
1-上模;2-阴模;3-保压脱模;4-下模;5-气压缸;6-成形品
4.结论
- (1)粉末在机械式自动压片机的非同时三次加压方式下,受多种力作用,使压块具有高密度和各向密度均匀性,满足了粉末成型工艺要求。
- (2)机械式自动压片机的非同时三次加压,是依与之相应的自动模架的辅助动作实现的;得以工作高速和稳定可靠。
- (3)保压脱摸,克服了压块的弹性后效,保证了制品的几何尺寸和结构特性。