權(quán)利要求
1.粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，其特征在于：包括上模、中模、下模和芯棒，其中，芯棒下端連接在自動成型液壓機中心缸底座上，芯棒上端通過螺紋連接芯棒下端，下模連接在自動成型液壓機頂出缸底座上，并與芯棒上端間隙配合，中模包括中模芯和與中模芯過盈配合的中模套，中模固定在自動成型液壓機頂出缸上，并與下模間隙配合，上模連接在自動成型液壓機主缸底座上，并與中模、芯棒上端間隙配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，其特征在于：在上模上設(shè)置有排氣孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，其特征在于：上模整體長度為130mm，與中模的配合段長度為75mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，其特征在于：在中模套上設(shè)置吊裝螺紋孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，其特征在于：下模整體長度為140mm，與中模的配合段長度為115mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，其特征在于：芯棒上端整體長度為100mm，芯棒下端和芯棒上端螺紋連接后整體長度為297mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，其特征在于：芯棒上端螺紋孔尺寸為M16，深度55mm;芯棒下端螺紋段尺寸為M16，長度為45mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，其特征在于：芯棒下端設(shè)置有握持段。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，其特征在于：模具相互配合段及成型位置表面粗糙度Ra均為0.2。
10.粉末冶金摩擦環(huán)壓制方法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟一、安裝模具： 將芯棒下端連接在自動成型液壓機中心缸底座上，芯棒上端通過螺紋連接芯棒下端;將下模連接在自動成型液壓機頂出缸底座上，并與芯棒上端間隙配合;將中模固定在自動成型液壓機頂出缸上，并與下模間隙配合;將上模連接在自動成型液壓機主缸底座上，通過中模定位，并與中模、芯棒上端間隙配合，所述上模、中模、下模、芯棒下端和芯棒上端中心線重合，調(diào)整自動成型液壓機控制面板參數(shù)，使得芯棒上端和下模的成型面與中模的上端面在同一水平面上，并在液壓油缸的驅(qū)動下能夠往復(fù)移動; 步驟二、頂出缸頂出使中模上升80mm，緩慢倒入摩擦環(huán)原材料，并刮平原材料，使其填滿整個壓制模腔; 步驟三、頂出缸頂出使中模再上升2mm; 步驟四、主缸慢下使上模向下移動并壓入中模40mm，浮動壓制使壓制壓力達到設(shè)定壓力值1600～1800MPa，保壓時間30s; 步驟五、主缸卸載壓力至0.3MPa以下，頂出缸退回使中?；氐匠跏嘉恢?、主缸回程使上?；氐匠跏嘉恢?、中心缸退回使芯棒上端回到初始位置，然后取出產(chǎn)品，得到粉末冶金摩擦環(huán)。
說明書
粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具及壓制方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具及壓制方法。
背景技術(shù)
摩擦環(huán)是一種應(yīng)用在動力機械上，依靠摩擦作用來執(zhí)行制動功能的部件材料。由于摩擦環(huán)自身結(jié)構(gòu)特點，其對偶摩擦面不僅可以是摩擦環(huán)的上下兩個端面，還可以是其內(nèi)圓弧面和外圓弧面。摩擦環(huán)的制備通常是使用一大塊壓坯通過機械加工而成，從而滿足工件設(shè)計尺寸的要求。但是，這種工藝方法材料利用率低，加工時間與加工周期長，生產(chǎn)效率低，加工成本高，并且還存在產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提出了一種粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具及壓制方法，達到摩擦環(huán)一次成型的目的，生產(chǎn)效率高、工件品質(zhì)好、制造成本低且可與自動成型液壓機配合使用。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，包括上模、中模、下模和芯棒，其中，芯棒下端連接在自動成型液壓機中心缸底座上，芯棒上端通過螺紋連接芯棒下端，下模連接在自動成型液壓機頂出缸底座上，并與芯棒上端間隙配合，中模包括中模芯和與中模芯過盈配合的中模套，中模固定在自動成型液壓機頂出缸上，并與下模間隙配合，上模連接在自動成型液壓機主缸底座上，并與中模、芯棒上端間隙配合。
本發(fā)明還提供了一種粉末冶金摩擦環(huán)壓制方法，包括如下步驟：
步驟一、安裝模具：
將芯棒下端連接在自動成型液壓機中心缸底座上，芯棒上端通過螺紋連接芯棒下端;將下模連接在自動成型液壓機頂出缸底座上，并與芯棒上端間隙配合;將中模固定在自動成型液壓機頂出缸上，并與下模間隙配合;將上模連接在自動成型液壓機主缸底座上，通過中模定位，并與中模、芯棒上端間隙配合，所述上模、中模、下模、芯棒下端和芯棒上端中心線重合，調(diào)整自動成型液壓機控制面板參數(shù)，使得芯棒上端和下模的成型面與中模的上端面在同一水平面上，并在液壓油缸的驅(qū)動下能夠往復(fù)移動;
步驟二、頂出缸頂出使中模上升80mm，緩慢倒入摩擦環(huán)原材料，并刮平原材料，使其填滿整個壓制模腔;
步驟三、頂出缸頂出使中模再上升2mm;
步驟四、主缸慢下使上模向下移動并壓入中模40mm，浮動壓制使壓制壓力達到設(shè)定壓力值1600～1800MPa，保壓時間30s;
步驟五、主缸卸載壓力至0.3MPa以下，頂出缸退回使中?；氐匠跏嘉恢谩⒅鞲谆爻淌股夏；氐匠跏嘉恢?、中心缸退回使芯棒上端回到初始位置，然后取出產(chǎn)品，得到粉末冶金摩擦環(huán)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：
本發(fā)明提供了一種粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，解決了摩擦環(huán)制備過程中存在的材料均勻性差，無法一次成型，生產(chǎn)成本高且生產(chǎn)效率難以保證的問題，具體優(yōu)點如下：
(1)本發(fā)明提供的粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，可以實現(xiàn)摩擦環(huán)一次成型，減少機械加工次數(shù)，達到優(yōu)化加工工藝、提高生產(chǎn)效率的目的。
(2)本發(fā)明的粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具上模中存在排氣孔，可以改善金屬復(fù)合材料的壓制性，提高摩擦環(huán)材料分布均勻性，提升成品質(zhì)量。
(3)本發(fā)明的粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，可與自動成型液壓機實現(xiàn)自動化壓制、批量化生產(chǎn)，提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
附圖說明
本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：
圖1為粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具的裝配示意圖。
圖2為粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具的壓制成型過程示意圖。
圖3為粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具上模的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具中模的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具下模的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具芯棒下端的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具芯棒上端的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標記包括：1-上模、2-中模、3-下模、4-芯棒下端、5-芯棒上端、6-摩擦環(huán)原材料。
具體實施方式
一種粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具，如圖1所示，包括上模1、中模2、下模3、芯棒下端4和芯棒上端5。
所述上模1如圖3所示，整體長度為130mm，包括排氣孔1-1、配合段1-2和中心通孔1-3，主要采用SLD或SKH9等合金模具鋼材料;排氣孔1-1直徑為3mm，主要起排氣作用，以此來改善材料壓制性，提高產(chǎn)品質(zhì)量;與中模配合段1-2長度為75mm，保證了上模1具有良好的強度的同時，還保證了壓制成型過程中避免和中模2碰撞，防止模具損壞，延長使用壽命。
所述中模2如圖4所示，整體長度為100mm，包括中模芯2-1、吊裝螺紋孔2-2和中模套2-3，其中中模芯2-1主要采用鎢鋼等硬質(zhì)合金鋼材料，中模套2-3主要采用碳素鋼或軸承鋼材料;中模芯2-1和中模套2-3采用過盈配合組成中模2;吊裝螺紋孔2-2尺寸為M12，深度25mm。
所述下模3如圖5所示，整體長度為140mm，包括中心通孔3-1和配合段3-2，主要采用SLD或SKH9等合金模具鋼材料;配合段3-2長度為115mm，保證使用過程中下模3不會從中模2中脫出。
所述芯棒下端4如圖6所示，整體長度為245mm，包括螺紋段4-1和握持段4-2，主要采用碳素鋼或軸承鋼材料;螺紋段4-1尺寸為M16，長度為45mm;握持段4-2長度為60mm，寬度為15mm，并進行削平或滾花處理，便于施力擰動。
所述芯棒上端5如圖7所示，整體長度為100mm，包括螺紋孔5-1，主要采用鎢鋼等硬質(zhì)合金鋼材料;螺紋孔5-1尺寸為M16，深度55mm，保證芯棒下端4螺紋段4-1能夠完全擰入螺紋孔5-1中。
所述芯棒下端4和芯棒上端5螺紋連接后整體長度為297mm。
所述上模1、中模2、下模3、芯棒下端4和芯棒上端5加工完成后均進行了防銹和退磁工藝處理，所有模具相互配合段及成型位置表面粗糙度Ra均為0.2，以降低壓制過程中產(chǎn)生的摩擦力。
本發(fā)明模具安裝及壓制過程如下：
(1)安裝過程：所述的芯棒下端4連接在液壓機中心缸底座上，所述的芯棒上端5通過螺紋連接芯棒下端4，所述的下模3連接在頂出缸底座上，并與芯棒上端5間隙配合，所述的中模2固定在頂出缸上，并與下模3間隙配合，所述的上模1連接在主缸底座上，通過中模2定位，并與中模2、芯棒上端5間隙配合，所述的上模1、中模2、下模3、芯棒下端4和芯棒上端5中心線重合，調(diào)整液壓機控制面板參數(shù)，使得芯棒上端5和下模3的成型面與中模2的上端面在同一水平面上，并在液壓油缸的驅(qū)動下能夠往復(fù)移動。
(2)壓制過程：
整個壓制過程通過調(diào)整壓機控制面板來實現(xiàn)。首先，設(shè)定好摩擦環(huán)壓制壓力1600～1800MPa;其次，頂出缸頂出使中模2上升80mm，緩慢倒入摩擦環(huán)原材料6，并刮平原材料，使其填滿整個壓制模腔，再頂出缸頂出使中模2上升2mm;再次，主缸慢下使上模1向下移動并壓入中模2約40mm;從次，浮動壓制使壓制壓力達到設(shè)定壓力值，保壓時間30s，壓制成型過程如圖2所示;最后，主缸卸載壓力至0.3MPa以下，按照頂出缸退回使中模2回到初始位置、主缸回程使上模1回到初始位置、中心缸退回使芯棒上端5回到初始位置的順序，取出產(chǎn)品，便得到了粉末冶金摩擦環(huán)。
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聲明：
“粉末冶金摩擦環(huán)壓制模具及壓制方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：中鐵隆昌鐵路器材有限公司
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