做和一种引进机械式全自动粉末压机的结构剖析

一种引进机械式全自动粉末压机的结构剖析

摘要：针对德国DORST公司生产的TPA140型粉末压机的主机构进行分析研究，根据压制曲线和脱模曲线分析了主机构的结构组成和工作原理。

关键词：机械式粉末压机；上冲模机构；凹模机构

1 TPA140粉末压机的性能及压制过程

TPA140粉末压机是德国DORST公司的系列产品之一，是机械式全自动压机。该压机的最大压力可达1400kN,最大脱模行程为90mm,具有预压、保压、三次非同时压制的功能，根据不同的压制零件可更换相应的模具，脱模行程可调，具有很高的灵活性。压机的压制曲线与脱模曲线如图实际应力在不断增加1所示。图中K1为上箱运动线图；K2为上压头运动线图；K3为凹模机构运动线图（包括脱模行程分别为0mm,30mm,60mm,90mm四条曲线）。

图1 TPA140粉末压机运动规律线图

制品的压制过程如图2所示，由上箱、上压头和凹模的协同动作完成一个压制循环。首先，凹模模具填粉，上箱、上压头同步向下运动；上压头下行至A点与粉料接触进入凹模；上压头行至B点形成高度为e1的一次顶压量。从B点开始，上压头与凹模同步下移至C点，形成高度为e2的下压量，完成二次底压过程；然后凹模不动，上压头继续下移至D点，形成高度为e3的三次顶压。之后，上箱回升，上压头气缸冲气，使上压头在压件上固定不动以保压，至E点时时效的工艺条件应记录在实验报告中快退，凹模下降至G点形成脱模动作。最后，上压头与上箱同步上升，凹模上升至填粉位置，一个动作循环完成。

图2 TPA140粉末压机工作过程

K1为上箱运动曲线；K2为上压头运动曲线；K3为凹模运动曲线

1.上压头 2.凹模 3.芯杆 4.上箱 5.成形品

2 压机的结构及工作原理

上述运动过程中，上箱运动曲线K1由上冲模机构实现，凹模运动曲线K3由凹模机构实现。主电机通过蜗杆蜗轮减速器将运动传入主轴箱，箱内经一对齿轮再次减速，大齿轮的转速降至24r/min,大齿轮就作为上冲模机构和凹模机构的主动件。如图3所示，上冲模机构由六杆机构组成。曲柄1与大齿轮固联，运动经连杆3、摇杆4、连杆5传至滑块6,滑块的运动规律就是上冲头运动规律。滑块在下极限位置附近实现了近似停歇，起到了保压作用，这是本压机的一个显著特点。凹模机构由四杆机构、凸轮机构、齿轮机构组合而成。曲柄2与大齿轮固联，运动经连杆7将曲柄的转动转换为摇杆8的往复摆动。摇杆上用铰链连接一弧形块P,该块与凸轮9的轮廓接触，凸轮本身又是一个不完全齿轮10，与齿条11啮合。摇杆摆动时，其上的弧形块迫使凸轮运动，凸轮的运动既是不完全齿轮在齿条上往复滚动，齿轮中心O1点往复移动。O1点与凹模铰链连接，因此凹42模上下移动的规律与O1点相同。上下用我们的万能拉力实验机做了冷轧钢板的拉伸实验调整齿条的位置，可以改变不完全齿轮的相位，从而改变弧形块与凸轮接触的初始位置，摇杆8的摆角是确定的，接触点的初始位置改变也就改变了一个循环中齿轮转过的角度，O1点行程随之变化，即改变了脱模行程。

图3 TPA140粉末压机主机构结构示意图

1.上冲模机构的曲柄 2.凹PO模机构的曲柄 3.上冲模机构的连杆 4.上冲模机构的摇杆 5.上冲模机构的连杆 6.滑块 7.凹模机构的连杆 8.凹模机构的摇杆 9.凸轮 10.不完全齿记得上世纪70⑻0年代轮 11.齿条O1为不完全齿轮的节圆圆心（因被摇杆8覆盖，图中未标出）

两套机构的协同作用实现了三次非同时加压与脱模的运动过程，上冲头与上箱的相对运动曲线K2由气缸控制。

3 结束语

目前，机械式全自动压机以运动准确可靠、生产效率高的显著特点倍受用户青睐，国内的机械式压机大多数从德国、日本、美国进口，大吨位机械式压机的制造尚属国内空白，我们对德国生产的TPA140型机械式全自动粉末压机的研究，有利于合理使用和维护引进设备，也为机械式压机国产化提供了重要的理论依据。