專利名稱：粉末冶金方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉末冶金的方法和裝置，具體地說，涉及用粉末壓制坯體并去除其飛邊的方法和裝置。
通常采用粉末冶金技術(shù)制造切削刀片。在一種典型的粉末冶金工藝中，首先將粉末組分混合成一種基本均勻的粉末混合物，然后將該粉末混合物置入壓機的模型(或者說壓模內(nèi)腔)中，對粉末加壓，將上述的粉末混合物壓制成一種所謂的壓坯，也就是一種被壓實到等于理論密度的40％～75％的所謂的生坯密度(或者說部分密度)的顆粒坯體，然后將該坯體加熱或者既加熱又加壓而固結(jié)(例如液相燒結(jié))，使其最終密度達到理論密度的大約95％～100％。
在成形過程中，在壓機的沖頭與形成壓模內(nèi)腔的模壁之間形成的間隙的少量空間內(nèi)會堆積起一塊材料即飛邊。在成形(或者說壓制)過程中，一些飛邊會粘附在壓坯的邊緣上，所以，一般的壓坯邊緣通常都帶有飛邊，在制造切削刀片的壓坯時，飛邊從其側(cè)壁凸起而高于前刀面的平面。通常的壓坯的表面上還帶有其他的粉末碎屑例如粉末顆粒。在壓坯上出現(xiàn)飛邊和碎屑是不希望有的情況。
過去，人們(例如壓機操作者)曾用手工刷除法去除每個壓坯上的飛邊，然后，操作者必須對壓坯直接吹噴壓縮空氣，以吹掉并下來的飛邊和其他表面碎屑。雖然上述技術(shù)有一些好的作用，但也存在一些缺點。
刷除技術(shù)要求操作者必須首先搬動壓坯，將它放置到帶有多個壓坯的托盤上。由于壓坯尚未壓實到最終密度，故較為脆弱，人工搬運時容易損坯。尤其在壓坯還帶有飛邊的情況下，更是這樣，因為飛邊容易被弄斷，結(jié)果斷裂不沿一公共的斷裂線發(fā)生。即使在人工處理帶有飛邊的壓坯時不弄斷飛邊，也常常在人工刷除壓坯上的飛邊時，出現(xiàn)斷裂不沿一公共的斷裂線的情況。這種不沿公共的斷裂線斷裂的情況使得帶有切削刃的燒結(jié)坯體需要大量的打磨才能去掉刀刃棱面下的破損。
在完成刷除步驟后，操作者要對壓坯吹噴壓縮空氣流，以便吹去已弄下來的飛邊和表面上的碎屑。由于操作者是對著托盤上的多個壓坯吹氣的，故壓縮空氣流可能不是均勻地沖擊各個壓坯，結(jié)果，某些壓坯上可能仍留有已弄下的或者說斷裂的飛邊和碎片。
顯然，現(xiàn)有技術(shù)對壓坯除邊的方法存在著某些缺點，因此，最好能提出一種可沿一斷口的公共線切斷飛邊的去除壓坯飛邊(或者說制備一種用于隨后進行固結(jié)的壓坯)的裝置和方法。
本發(fā)明的一個方面是提出一種制造壓坯的方法，該方法包含如下步驟制備一種基本上均勻的粉末組分的混合物；將該粉末混合物加工成一種帶有飛邊的部分密實的坯體；用一種流體流沖擊上述的部分密實的坯體，以去除飛邊。
本發(fā)明的另一方面是提出一種處理由壓機壓制成的帶有飛邊的部分密實的坯體的裝置，該裝置含有一個構(gòu)成一個流體進入室和一個處理室的殼體。該殼體具有一個讓部分密實的坯體通過而放入處理室的開口。流體進入室與流體源和處理室相連通，故進入流體進入室的流體流可流入處理室，沖擊部分密實的坯體，切斷其飛邊。
下面筒述本申請的附圖，附圖中，

圖1是與壓機連接的除邊器的一個具體實施例的等角圖；圖2是圖1的除邊器的部件分解等角圖；圖3A是圖2的除邊器處于壓縮狀態(tài)的剖視圖；圖3B是圖2的除邊器處于膨脹狀態(tài)的剖視圖；圖4A是對選定部位剖視的圖1的壓機和除邊器的部分側(cè)視圖，其中，下模腔內(nèi)裝有松散的粉末；圖4B是圖4A的壓機和除邊器的放大側(cè)視圖，示出上沖頭組件開始進入壓模平臺；圖4C是圖4A的壓機和除邊器的放大側(cè)視圖，示出上沖頭和下沖頭彼此相向移動，對模腔內(nèi)的粉末加壓的情況；圖4D是圖4A的壓機和除邊器的放大側(cè)視圖，示出已壓制成的壓坯正在進行除邊作業(yè)；圖4E是對選定部位剖視的圖1的壓機和除邊器的部分側(cè)視圖，其中壓制成的壓坯已進行過除邊操作，正準(zhǔn)備運送到托盤中；圖5是壓機和揀選臂的等角圖，其中，揀選臂與另一個實施例的除邊器相連接；圖6A是圖5的除邊器的局部剖切的側(cè)視圖，其中，壓坯處于除邊器之外；圖6B是圖5的除邊器的局部剖切的側(cè)視圖，其中，壓坯正處在待除邊的位置上；圖7是與壓機和揀選臂無關(guān)的另一種除邊器的具體實施例的等角圖；圖8是圖7的除邊器的零件分解等角圖；圖9是圖7的除邊器的剖視圖，其中壓坯正進行除邊作業(yè)；圖10是切削刃上帶有飛邊的壓坯的部分側(cè)剖視圖；圖11是飛邊已從刀刃棱面上方切去且其他碎片已從表面上除去的壓坯的部分側(cè)剖視圖；圖12是本發(fā)明的一種帶有馬達的具體實施例的頂視圖，其中，上蓋部分除去，以便示出通氣套管和扇形板；和圖13是圖12的實施例的側(cè)視圖，其中省去殼體和齒輪的一部分，示出一部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖。
參看附圖。圖1示出一種壓機20，它含有一個上壓頭22、一個帶有平臺26的下臺板24和多個從平臺26向上伸出的導(dǎo)桿28。除邊器30與上壓頭22相連接，其工作與壓機20的運行相結(jié)合，下面將詳細(xì)說明。
參看圖2、3A和3B，除邊器30含有一個大致為圓筒形的殼體62，該殼體62具有上端64和下端66。殼體62的壁上設(shè)有一個開口68、一個小孔70和兩個槽72、74。該槽72和74在殼體62之下端66處敞開。配件76在開口68處與殼體62相連接，從配件76伸出軟管36，軟管36使除邊器與真空泵(以標(biāo)號34表示)相連接。
除邊器30還含有一個帶有上端82和下端84的滑件80，如圖3A和3B所示，滑件80還具有一個上內(nèi)腔86和一個下內(nèi)腔88，這兩個內(nèi)腔86、88是由內(nèi)隔壁90分隔而成的。隔壁90具有一個位于中央的開口92?；?0還含有一個位于其側(cè)壁外表面上的盲槽94和一個開口96，靠近滑件80的上端有一缺口98。配件100在開口96處與滑件80相連接。如圖2所示，從配件100伸出一根軟管40，并由它連接除邊器30與壓縮空氣源(以標(biāo)號38表示)。
除邊器30還含有一個轉(zhuǎn)子102，該轉(zhuǎn)子102是有一個直徑擴大的轂環(huán)部分104和一個直徑減小的轂環(huán)部分106，還有多個徑向向外伸出的葉片108。直徑減小的轂環(huán)部分106具有一個開口110，直徑擴大的轂環(huán)部分104具有一個環(huán)形槽112，在環(huán)形槽112內(nèi)安裝有軸承114。銷釘116穿過小孔70，以可滑動的方式與盲槽94相接合，也就是說，這樣，滑件80可相對于殼體62而移動(滑動)。
除邊器30還帶有一個下蓋120，下蓋120具有一個直立的中央圓筒形壁122，形成一個中央內(nèi)腔123。圓筒形壁122具有多個與中央內(nèi)腔123連通的小孔124。下蓋120的周邊附近帶有多個孔125。螺釘126穿過孔125，與滑件80之下表面(或者說下端)84上的螺孔128相連接。下蓋120還含有一個可接納環(huán)形密封圈46的環(huán)形槽44。正如下面將要說明的，在除邊作業(yè)過程中，環(huán)形密封圈46對平臺26密封?？梢钥闯?，圓筒形壁122將下內(nèi)腔88分開成一個流體進入室和一個處理室，其中處理室就是中央內(nèi)腔123。正如下面將要說明的，液體流進入流體進入室后流入處理室，并在處理室中沖擊壓坯。還應(yīng)當(dāng)明白，與真空源連通的殼體內(nèi)腔構(gòu)成一個排料室，通過該室可從壓坯附近清除破碎的飛邊和碎片。
下面說明除邊器30與壓機20一起進行的工作，圖4A示出除邊器30固定在壓機20上與首先裝入模腔200內(nèi)的松散粉末相對應(yīng)的位置。模腔200位于平臺26上。模腔200內(nèi)可滑動地置入一個下沖頭202。該下沖頭202具有一個上表面204，并有一個孔206，孔206內(nèi)有一個可滑動的引長桿208。松散粉末料210充滿下沖頭202的上表面204與模腔上緣(與平臺26的表面同平面)之間的模腔200的容積。壓機20還含有一個與上壓頭22相連接的可沿大致垂直的方向移動的上沖頭212。上沖頭212有一個下表面214，該下表面214與下沖頭202的上表面204可分別具有對應(yīng)于切削刀片的具體幾何形狀的輪廓。
圖4B示出除邊器30處于壓實松散粉末料210之前的位置。除邊器30停靠在平臺26的表面上，上沖頭212的下表面214與松散粉末料210稍稍接觸。除邊器30處在其與圖3A所示狀態(tài)相對應(yīng)的所謂的壓縮狀態(tài)下。除邊器30還通過環(huán)形密封圈46相對于平臺26而密封。
圖4C示出除邊器30處在仍然?？吭谄脚_26表面上的位置。上沖頭212已向下移動，下沖頭202已向上移動，它們一起將松散粉末料壓成一種壓坯218。滑動桿208向上移動到靠著上沖頭212的下表面214，以便在壓坯218內(nèi)形成一個中央孔220。壓坯218是一種粉末料210中所含的粉末組分的部分密實體。
圖4D示出除邊器30處于平臺26已相對于壓坯218向下移動的位置。所述的平臺26向下移動的程度是達到露出壓坯218，其中，壓坯218的下表面222與平臺26的水平面處于同一平面或稍高一些。通過上沖頭212稍稍向下的力使壓坯218保持定位，以便將壓坯218夾在上沖頭212與下沖頭202之間。當(dāng)壓坯218處于這一位置時便可進行除邊處理。
下面說明除邊操作。來自壓縮空氣源38的壓縮空氣流經(jīng)過管道(即軟管)40通過固定在開口96中的配件100流入除邊器30內(nèi)。壓縮空氣進入滑件80的下內(nèi)腔88，再繼續(xù)前進沖擊轉(zhuǎn)子102，使轉(zhuǎn)子以較高的速度轉(zhuǎn)動。然后通過直徑減小的轂環(huán)部分106上的開口110沖向下蓋120的直立的圓筒形壁122上的小孔124。
由于轉(zhuǎn)子102轉(zhuǎn)動時只有一個開口110可讓壓縮空氣通過并隨后流過多個小孔124的，所以，進入圓筒形內(nèi)腔123的壓縮空氣是脈動的，這種脈動氣流沖擊壓坯的方式和力量可以除去壓坯上的飛邊和任何表面碎片。雖然具體實施例中只用一個開口110使壓縮空氣沖擊壓坯表面，但是本發(fā)明人認(rèn)為可根據(jù)不同用途使用多個各種形狀的開口。另外，雖然具體實施例是用壓縮空氣沖擊壓坯的表面，但是本發(fā)明人認(rèn)為還可以使用其他的流體。例如，液體、氣體、液體+氣體、夾帶顆粒的氣體、夾帶顆粒的液體、夾帶顆粒的液體+氣體都是適用的。雖然具體的流體可根據(jù)用途而改變，但是必須明白，流體不應(yīng)留下有害于壓坯固結(jié)(例如燒結(jié))效果的殘余。本發(fā)明人還考慮到?jīng)_擊壓坯的流體實質(zhì)上應(yīng)是連續(xù)的(或者說穩(wěn)定的)。
作為除邊器30(以及除邊操作)的任意特征，真空泵34通過軟管36對滑件80的上內(nèi)腔86抽真空。然后通過真空將飛邊和其它碎片排出(或者說逐出)除邊器30之外。然后用收集器將飛邊和碎片收集起來扔掉，或者，如果需要的話，回收起來。
圖4E示出壓機20和除邊器30處于上沖頭212已移離已除邊的壓坯218的狀態(tài)。這時，已除邊的壓坯218可以方便地移出平臺26，以便壓機20可重復(fù)上述操作制成新的壓坯218。
由于進行除邊作業(yè)時，壓坯的飛邊沿一公共的斷裂線斷開。而且最好是除了沿一公共的斷裂線斷開之外，飛邊在壓坯的分型面之下不破裂。
在這方面，參看圖10和11。圖10示出壓坯218具有一個前刀面350和一個側(cè)面352，以及一個向上凸起而超過前刀面350之水平面的飛邊354。圖中虛線356表示刀刃棱面，該棱面沿前刀350的平面延伸而穿過飛邊。壓坯218在其前刀面350上還帶有表面碎片358。圖11示出經(jīng)除邊操作后的壓坯218，其中，飛邊354已在刀刃棱面(虛線356)之上斷裂，表面碎片358已從壓坯218的前刀面350除去。在固結(jié)(例如燒結(jié))時，存留的飛邊354的體積收縮，所以在固結(jié)后要處理的飛邊比固結(jié)前的要小。
由于飛邊是沿一公共的斷裂線破斷的，故從燒結(jié)態(tài)的切削刀片上打磨掉一致的深度便能去除飛邊。這是因為打磨量不取決于沿非公共的斷裂線的最大程度的破裂。由于避免了必須適應(yīng)最大程度破裂的打磨操作，故只需對燒結(jié)態(tài)(或固結(jié)態(tài))壓坯的切削刃進行很少的打磨。
參看圖5、6A和6B。圖中示出與壓機20一起使用的除邊器130的另一個具體實施例。壓機20含有一個上壓頭22、一個帶有平臺26的下臺板24和若干個從平臺26向上伸出的導(dǎo)桿28。
有一個揀選臂組件與壓機20一起使用，該揀選臂組件包含一個其遠端134與除邊器130相連接的揀選臂132。該揀選臂132的另一端136與推進器138活動地連接，故揀選臂132可以轉(zhuǎn)動，并可相對于壓機20作上、下移動。關(guān)于這一點，揀選臂組件的轉(zhuǎn)動(如點劃線所示)使揀選臂132A位于托盤140上方，該圖還示出揀選臂132B靠近托盤140，以便將壓坯218放到托盤上，采用揀選臂132可以將壓坯218自動地從平臺26運送到托盤140上，所述壓坯218可以在運送前和/或運送過程中和/或運送后除邊。
除邊器130含有一個具有上端146和下端148的殼體144，該殼體144具有一個直徑減小部分150和一個直徑擴大部分152。殼體的直徑減小部分150形成一個上內(nèi)腔154，殼體的直徑擴大部分形成一個下內(nèi)腔156，殼體144的上端146上帶有一個孔158，殼體的直徑減小部分150上設(shè)有一個抽真空的孔160，管道36穿過上述孔160使除邊器130與真空泵34相連接。殼體的直徑擴大部分152帶有一個通氣孔162，管道40穿過上述孔162使除邊器130與壓縮空氣源38相連接。
除邊器130具有一個轉(zhuǎn)子164，該轉(zhuǎn)子164含有多個徑向向外伸出的葉片166，轉(zhuǎn)子164還帶有一個凸肩168，軸承170定位在凸肩168上。
除邊器130還含有一個具有直立的圓筒形壁174的下蓋172，所述圓筒形壁174構(gòu)成一個圓筒形內(nèi)腔175。圓筒形壁174含有多個通道176，下蓋172含有多個螺孔178，相應(yīng)的螺釘180穿過上述螺孔178，以便將下蓋172與殼體144相連接，下蓋172具有可接納環(huán)形密封圈181的槽。正如下面所述，上述環(huán)形密封圈181在除邊操作過程中在除邊器130與平臺26之間起密封作用。
除邊器130還含有一個安裝在殼體144上部的孔158內(nèi)的圓筒形襯套182，一個定位銷184可滑動地置入襯套182的縱向孔內(nèi)，所述定位銷184具有一個上端186和一個下端188，以及一個縱向孔190。定位銷184的外表面具有一個環(huán)形凸肩192，在其下端188附近的外表面上帶有螺紋194。通過該螺紋194將一個軟殼體196與定位銷184螺紋連接。
在操作中，壓機20按照上面結(jié)合除邊器30所述的相同的方式對松散的粉末料進行壓制(就是壓實，或者說使之成形)。最終結(jié)果是，一個帶有飛邊(見圖10的飛邊354)和表面碎片(見圖10的碎片358)的壓坯218位于壓機20的平臺26上，這很像圖4E所示的情況。然后，揀選臂132移過來，使定位銷184與壓坯218的中心孔220對準(zhǔn)(也就是說，揀選臂132的縱向中心軸線與壓坯218的孔220的垂直中心軸線重合)。在工藝過程的這時，使軟殼體196放氣(即收縮)。應(yīng)當(dāng)明白，任何一種夾持組件都可用來夾持壓坯以進行下一步的除邊操作。例如，真空盒或者機械夾具都適于夾持壓坯，尤其是在壓坯不帶中心孔的情況下更是適用。
然后，除邊器130與定位銷184一起向下移動，以便使定位銷184上的放了氣的軟殼體196處于壓坯218的中心孔220的內(nèi)腔中。圖6A示出定位銷184處于這個位置的情況，與此同時除邊器130與壓機20的平臺26相接觸，并通過環(huán)形密封圈181使它們之間形成密封。
通過氣源197對定位銷的孔190供氣，從而使軟殼體196充氣(也就是說使它膨脹)而與形成壓坯218的中心孔220的壁相接合。充氣后的軟殼體196牢牢地固緊壓坯218，這時，壓坯218處于開始除邊作業(yè)的位置，壓縮空氣沖擊壓坯218，去除飛邊和其他表面碎片。也可通過抽真空將切下的飛邊和其他碎片抽出，收集起來。
下面說明采用除邊器130的除邊作業(yè)。壓縮空氣通過進氣孔162進入下內(nèi)腔156，并繼續(xù)前進，沖擊轉(zhuǎn)子164(具體說是沖擊轉(zhuǎn)子的葉片166)，使轉(zhuǎn)子164以較高的速度轉(zhuǎn)動。然后，空氣進入轉(zhuǎn)子的直徑減小的轂環(huán)部分并通過圓筒形壁174的通道176，以形成脈動氣流而沖擊壓坯218。氣流沖擊壓坯218吹散任何碎片，并破斷型面以上的飛邊。在使用真空的情況下，真空將產(chǎn)生作用于殼體144的上內(nèi)腔154的力，從而將飛邊和碎片抽出除邊器130之外，收集起來并進行處理(如果需要的話)。
完成除邊操作后，揀選臂132抓起已除邊的壓坯218移至托盤140上方，并將壓坯218置于托盤140上。然后將裝有若干個壓坯218的托盤140運送至燒結(jié)爐，以便隨后由一種工藝?yán)缫合酂Y(jié)法對壓坯進行固結(jié)。
參看圖7，圖中示出壓機20，它含有上壓頭22、帶有平臺26的下臺板24和導(dǎo)桿28。揀選臂240與壓機20相連接，并與其協(xié)同作業(yè)。揀選臂240的一端242與壓機可轉(zhuǎn)動地連接，其另一端244與一個組件相連接，該組件含有一個下端帶有可充氣的軟殼體248的定位銷246。上述的定位銷246和軟殼體248在結(jié)構(gòu)上與圖6A、6B所示的定位銷184和軟殼體196相似。
圖7還示出另一種除邊器250的實施例。該除邊器250與壓機20和揀選臂240是無關(guān)的，也就是說，除邊器250并不直接連接到或者說固定到揀選臂240或壓機20上。除邊器250安置在托盤252上，并處于托盤252的孔(未示出)的上方。但是，可設(shè)想除邊器250也可按任何一種方式相對于揀選臂240定位。圖7所示的組件還包括托盤254，經(jīng)過除邊的壓坯218在送去燒結(jié)之前便置于該托盤254上。廢料箱256直接置于除邊器250的下方。
圖8和9示出除邊器250的結(jié)構(gòu)。除邊器250含有一個大致為圓筒形的帶有上端282和下端284的殼體280。如圖9所示，殼體280也構(gòu)成一個上內(nèi)腔286和一個下內(nèi)腔288，是內(nèi)壁290將殼體的內(nèi)腔分隔成上述的上內(nèi)腔286和下內(nèi)腔288的。內(nèi)壁290上有一個位于其中央的孔292。殼體280的外表面有一個孔296，配件300在該孔296上與殼體280相連接。從配件300伸出一根軟管40，并由該軟管40連接除邊器250與壓縮空氣源(圖中以標(biāo)號38表示)。
除邊器250還具有一個轉(zhuǎn)子302，該轉(zhuǎn)子302有一個直徑擴大的轂環(huán)部分304和一個直徑減小的轂環(huán)部分306。轉(zhuǎn)子302含有多個徑向向外伸出的葉片308。直徑減小的轂環(huán)部分306帶有一個開口310，直徑擴大的轂環(huán)部分304有一條環(huán)形槽312，軸承314安裝在槽312內(nèi)。
除邊器250含有一個具有中央圓筒形壁322的上蓋320，圓筒形壁322構(gòu)成開口323，壁322上含有可進入由它形成的內(nèi)腔內(nèi)的孔道324，上蓋320還含有多個位于其周邊附近的螺孔325，螺釘326穿過螺孔325與殼體280上端282上的螺孔328相接合。上蓋320還含有一個接納環(huán)形密封圈332的環(huán)形槽330，在除邊操作時，密封圈332對揀選臂240的表面密封。
下面說明除邊器250的工作。來自壓縮空氣源38的壓縮空氣流(也就是流體)通過管道(或軟管)40并通過固定在孔296上的配件進入除邊器250、壓縮空氣進入殼體280的上內(nèi)腔286，然后繼續(xù)前進，沖擊轉(zhuǎn)子302(具體說是沖擊轉(zhuǎn)子的葉片308)，使轉(zhuǎn)子302以較高速度轉(zhuǎn)動。而后壓縮空氣流過直徑減小的轂環(huán)部分306中的開口310，并流向上蓋320的圓筒形壁322中的孔道324。
由于壓縮空氣只通過一個開口310而進入多個孔道324，故從圓筒形壁322排出的氣流是脈動的。這種脈動氣流沖擊壓坯218的方式和力可去除壓坯上的飛邊和任何碎片。正如上面結(jié)合其他實施例所述，本申請人認(rèn)為也可用連續(xù)的氣流來沖擊壓坯218以適當(dāng)?shù)姆绞角袛囡w邊。
圖7所示的具體結(jié)構(gòu)還包含一個廢料箱256。在壓制操作時，壓機向控制器發(fā)出信號，該信號表明壓坯218是否以滿意的方式壓制好。如果壓坯218已經(jīng)按滿意的方式壓制好，那么，一旦壓坯218處于待除邊的位置，便可立即開始除邊作業(yè)。如果壓坯218尚未按滿意的方式壓制好，那么，一旦壓坯218處于待除邊的位置，定位銷246端部的軟殼體248就會放氣，使壓坯218掉落，通過除邊器而落入廢料箱256中。
表1示出使用像圖7、8和9所示那樣的除邊器的結(jié)果。除了No.10和No.11樣品花0.3秒進行除邊作業(yè)外，其他所有樣品都花0.5秒進行除邊作業(yè)。關(guān)于表1中“附注”欄內(nèi)容，術(shù)語C/F表示一致的飛邊；B/G表示底磨切削刀片；GAO表示全磨切削刀片；F/B表示一種帶飛邊的底磨切削刀片；M/F表示最小的飛邊。飛邊用帶有標(biāo)線的顯微鏡進行光學(xué)測量。在Kennametal公司(Latrobe，賓夕法尼亞州15650)1994年出版的《Kennametal車床刀具》(4000類)或1996年出版的《車床刀具》(6000類)的產(chǎn)品目錄中可以查到大多數(shù)種類的切削刀片的說明。上述兩類產(chǎn)品均納入本文作為參考。No.13和No.24樣品的標(biāo)志是切削刀片的ISO標(biāo)志(可查閱例如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(瑞士)的ISO1832《切削用的可分度的刀片-命名》一書)。
關(guān)于切削刀片的各種級別，表Ⅱ列出各種級別的刀片的公稱成分含量(wt％)，每種成分的余量為鎢和碳。
表1切削刀片壓坯除邊試驗結(jié)果
<p>表Ⅱ No1-9級刀片的公稱成分
試驗結(jié)果表明除邊操作可使固結(jié)后的壓坯只需最小的打磨量(也就是在規(guī)定的打磨范圍的下限，甚至更小)便能去除飛邊。例如，樣品No.11表明，清除飛邊所需的最小打磨量是0.001英寸，這個值是規(guī)定的打磨量范圍0.001～0.002英寸的下限。樣品No.12表明，其清除飛邊所需最小打磨量是0.001英寸，此值小于規(guī)定的打磨量范圍0.0015～0.002英寸的下限。
由于上述的除邊工藝能生產(chǎn)出所需的最小打磨量處于規(guī)定的打磨量范圍內(nèi)或小于該范圍之下限值的固結(jié)壓坯，故所生產(chǎn)的固結(jié)壓坯零件之間的一致性較好。這不同于現(xiàn)有技術(shù)的吹氣工藝(樣品No.17)，在這種工藝中固結(jié)制品清除飛邊所需的最小打磨量為0.002英寸或更大(規(guī)定的打磨量范圍為0.001～0.002英寸)。現(xiàn)有技術(shù)制的樣品(No.17)，其飛邊突起到型面表面之外(見“附注”中所述，飛邊具有滾壓狀邊緣)。從同一類別同一級別的No.18樣品與現(xiàn)有技術(shù)的No.17樣品的比較可知，由本發(fā)明的除邊工藝制成的壓實的坯體具有平坦的飛邊，而且，清除飛邊所需的最小打磨量是規(guī)定的打磨量范圍(0.001～0.002英寸)的下限值(0.001英寸)。
試驗結(jié)果表明，除邊作業(yè)本質(zhì)上是可靠的。換言之，為了得到除邊作業(yè)的好效果，壓坯不必置于相對于氣流的精確位置，只需將壓坯放置在氣流附近即可，也就是放在孔的上部、孔的下部或孔的中央。樣品No.13、14和15的結(jié)果證實，放置在孔的上部(No.15樣品)或放置在孔的下部(No.13樣品)的樣品，所得到的制品都帶有平整的飛邊。這與No.14樣品不同，該樣品置于孔的上方，所得制品的飛邊過大。
除邊之后，所有的樣品上都沒有松散的粉末。因此，本發(fā)明的除邊作業(yè)有利于生產(chǎn)表面不帶松散粉末的壓坯。表面沒有松散粉末可使固結(jié)(或者說燒結(jié))后的坯體具有較好的表面平整性。
參看圖12和13，圖中示出本發(fā)明的另一個實施例，該實施例含有一個馬達帶動的除邊器組件(總的以標(biāo)號400示之)。除邊器組件400含有一個電動馬達402。雖然具體實施例是用電動馬達，但是應(yīng)當(dāng)明白，所述馬達也可以是流體驅(qū)動的馬達(例如氣動馬達或液壓馬達)或以燃料為動力的馬達(例如汽油馬達)。馬達402帶動馬達齒輪404，該齒輪404通過聯(lián)接器406與馬達軸相連接。齒輪罩408罩住馬達齒輪404和聯(lián)接器406。雖然本實施例用齒輪來傳遞馬達的轉(zhuǎn)動，但是，本發(fā)明人認(rèn)為皮帶傳動或鏈?zhǔn)絺鲃踊蚱渌膫鲃訖C構(gòu)也是可以用的。
除邊器組件400還含有一個用來安置對壓坯除邊的機構(gòu)的除邊器殼體410，該殼體410帶有一個通過軟管或其他管道與壓縮流體(例如壓縮空氣)源(未示出)相連接的流體入口412。在殼體410的上端有一塊扇形板414，該板414含有多個扇形件415，每對相鄰的扇形件415之間帶有間隙416。在殼體410的上端還帶有一個通氣套管418，套管418在其上端附近帶有一個孔道420。通氣套管418的上端被扇形板414所包圍。殼體410的上部還含有一個與流體入口412直接連通的內(nèi)腔(或者說流體進入室)422。
除邊器組件400還含有一個帶有可支承通氣套管418之下端的溝槽425的轉(zhuǎn)子424。通氣套管418與轉(zhuǎn)子424由一個穿過轉(zhuǎn)子424上的小孔而進入通氣套管418上的盲孔的套筒銷426連接在一起。上述的套筒銷426可以是一種沿其長度切開以便使它具有橫向彈性的空心長銷。設(shè)置了一個有利于轉(zhuǎn)子424與殼體410之間的轉(zhuǎn)動的軸承組件428。一對密封圈430使通氣套管418之外表面與殼體410的上蓋432和轉(zhuǎn)子424之間保持密封。安置轉(zhuǎn)子424的底板434也可帶有密封圈436以保持密封。
除邊器組件400含有一個與馬達齒輪404運轉(zhuǎn)嚙合的轉(zhuǎn)子齒輪438，兩個齒輪(404,438)的齒彼此互相嚙合。轉(zhuǎn)子齒輪438用螺釘440固定在下蓋434和轉(zhuǎn)子424上。殼體410還包含一個下延伸段442。殼體410還含有一個沿其縱軸線延伸的處理室444，該處理室444具有一個上端446和一個下端448。
本實施例還可設(shè)置一個與下延伸段442相連接的容器450，該容器450帶有一個安裝配件454用的出口452，該出口452通過軟管36與真空泵34相連通。
下面說明一種典型的操作。用揀選臂或類似機構(gòu)將一個新壓成的(或者說部分密實的)坯體由處理室444的上端446置入處理室444中。一旦壓坯定位，除邊器400便準(zhǔn)備好處理壓坯。
使壓縮空氣(或流體)源通過流體入口412與內(nèi)腔422相連通，從而使內(nèi)腔422內(nèi)的空氣具有壓力。當(dāng)馬達402起動時，便使馬達齒輪404轉(zhuǎn)動，這又引起轉(zhuǎn)子齒輪438轉(zhuǎn)動。由于轉(zhuǎn)子齒輪438與轉(zhuǎn)子424和通氣套管418相連接，故轉(zhuǎn)子齒輪438的轉(zhuǎn)動也使通氣套管418轉(zhuǎn)動。
當(dāng)通氣套管418轉(zhuǎn)動時，其上端的孔道420便與扇形件415以及隔開每個扇形件415的間隙416依序?qū)R(或者說對準(zhǔn))。當(dāng)孔道420對準(zhǔn)扇形件415時，便沒有可讓內(nèi)腔422中的壓縮空氣流出的通路，因此，空氣不能從內(nèi)腔422進入處理室444。當(dāng)孔道420與間隙416對齊時，就有一條讓內(nèi)腔422中的壓縮空氣進入處理室444的通路。因此，可以理解到，與扇形件415連通的通氣套管418上的孔道420和扇形板414上的間隙416起到一種閥的作用，該閥允許內(nèi)腔422(或者流體進入室)的氣流流入處理室444或者阻止該氣流流入處理室444。
由于孔道420依序與間隙416對準(zhǔn)，故進入處理室444的空氣是脈沖或者說脈動的。這種脈動氣流通過處理室444，沖擊置于處理室444內(nèi)的壓坯表面并切斷飛邊，同時有助于去除壓坯表面上的碎片。切斷的飛邊和碎片然后落入容器450內(nèi)而將其收集起來，并在真空泵34的作用下，通過軟管36抽至除邊器400之外。
應(yīng)當(dāng)明白，脈動氣流的特性可以隨轉(zhuǎn)動的速度、內(nèi)腔422中氣體的壓力、扇形件415和間隙416的尺寸和間距、孔道420的尺寸和數(shù)目而改變。因此，除邊器400可產(chǎn)生出窄的并起到氣刀作用的脈動氣流，或者產(chǎn)生出較寬的并起到氣錘作用的脈動氣流。雖然圖示中的扇形板414是由多個彎曲凸塊構(gòu)成它的扇形件415，但是應(yīng)當(dāng)明白，任何一種形狀(例如，多角形的、矩形的、波形的等)或者多種形狀的組合都可用于構(gòu)成凸部，通氣套管418的轉(zhuǎn)動，可使扇形件依次與內(nèi)腔422和處理室444相連通。雖然本實施例使用扇形板414，但是，本發(fā)明人認(rèn)為，也可用不帶扇形板414的通氣套管418，在套管418轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生連續(xù)的氣流通過孔道420而到達處理室444。
因此，可以看出，本發(fā)明提供了許多能夠切斷壓坯的飛邊(即除邊)并去除壓坯上的碎片，以減少精整燒結(jié)坯體時所需的切削刀刃的打磨量的實施例。廣義上說，本發(fā)明是一種可使切削刀片的燒結(jié)坯體具有小的打磨量的切削刃的刀刃制備系統(tǒng)(或者說裝置)。另外，應(yīng)當(dāng)明白，雖然上述的具體實施例只涉及在一個時間內(nèi)對一個壓坯除邊，但是本發(fā)明人認(rèn)為，本發(fā)明可用于在同一時間內(nèi)對多個壓坯除邊。雖然上面的說明主要針對切削刀片，但是應(yīng)當(dāng)理解，本申請人認(rèn)為本發(fā)明可用于很多種壓坯，包括例如由陶瓷粉末、金屬粉末、聚合物粉末和它們的混合粉末成形的壓坯。
本申請中引用的專利和其它文獻都納入本說明書作為參考。
根據(jù)上述的本發(fā)明的詳細(xì)說明或者實踐，本技術(shù)的技術(shù)人員會明白本發(fā)明的其他實施例。也就是說，上面所作的詳細(xì)說明和實施例僅應(yīng)認(rèn)為是說明性的，本發(fā)明的真正范圍和精神應(yīng)由下述權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1．一種制造坯體的方法，包含如下步驟制備一種粉末組分的大致均勻的混合物；將上述粉末混合物成形為一種部分密實的坯體，該坯體具有飛邊；和用流體流沖擊上述部分密實的坯體以去除上述飛邊。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，沖擊除邊步驟包括用脈動的流體流沖擊部分密實的坯體。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于沖擊除邊步驟包括用連續(xù)的流體流沖擊部分密實的坯體。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，還包含從部分密實的坯體的表面除去切斷的飛邊的步驟。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，除去切斷的飛邊的步驟是對部分密實的坯體抽真空以便從部分密實的坯體附近抽走切斷的飛邊。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在沖擊除邊步驟之后，還有一道將部分密實的坯體運送到預(yù)定工位的步驟。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在坯體成形之后和沖擊除邊之前，還有一道將部分密實的坯體運送到進行沖擊除邊作業(yè)的工位的步驟。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在坯體成形之后和沖擊除邊之前，還有一個廢棄成形不合格的壓坯的步驟。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，還包含一道固結(jié)部分密實的坯體以制成一個帶有至少一條切削刃的固結(jié)坯體的步驟和一道打磨上述固結(jié)坯體的至少一條切削刃的步驟。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，還包含一道對上述固結(jié)坯體涂敷涂層的步驟。
11．一種處理帶有飛邊的部分密實的坯體的裝置，所述的部分密實的坯體是壓制而成的，上述的裝置含有一個構(gòu)成流體進入室和處理室的殼體，該殼體具有一個可讓上述的部分密實的坯體放入處理室的開口；上述的流體進入室與流體源和處理室相連通，這樣，進入流體進入室的流體可通入處理室，從而沖擊部分密實的坯體而切斷飛邊。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其特征在于，上述殼體具有一個真空室，該真空室與真空泵相連通，并且還與處理室相連通，這樣，便可對處理室抽真空，以便從部分密實的坯體附近移走切斷的飛邊。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于，有多個小孔使流體進入室與處理室之間形成流體連通，通過這些孔使流體在流過流體進入室與處理室之間時被分散，以便沖擊部分密實的坯體的幾乎整個表面。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其特征在于，在上述流體進入室內(nèi)有一個轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子至少有一個與選定的一個孔對準(zhǔn)的開口，這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)子的上述開口對準(zhǔn)上述的一個孔時，便使流體進入室與處理室之間形成流體連通；上述的轉(zhuǎn)子置于流體進入室內(nèi)，讓流體流沖擊在它上面使其轉(zhuǎn)動，從而使流體進入室與處理室之間間歇地連通，所以，用于沖擊壓坯以切斷飛邊的流體流是以短脈沖的方式進入處理室的。
15．根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其特征在于，沖擊部分密實的坯體的流體流實際上是連續(xù)的。
16．根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其特征在于，上述殼體安裝在壓機上。
17．根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其特征在于，上述殼體可相對于壓機移動。
18．根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其特征在于，還包含一個可選擇性地使流體進入室與處理室流體連通的閥，和一個與該閥工作上相結(jié)合的馬達。
19．根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其特征在于，上述的閥含有一個內(nèi)帶孔道的通氣套管和一個帶有多個扇形件的扇形板，每兩個相鄰扇形件之間有一個間隙；當(dāng)上述孔道對準(zhǔn)一個間隙時，便使流體進入室與處理室連通；當(dāng)上述孔道對準(zhǔn)一個扇形件時，流體進入室與處理室之間便不相通；由馬達帶動上述通氣套管轉(zhuǎn)動，使孔道依序?qū)?zhǔn)間隙，從而使流體進入室與處理室依序連通而使脈沖的流體進入處理室。
20．一種處理和運送壓制成的部分密實的坯體的裝置，該裝置含有一個構(gòu)成流體進入室和處理室的殼體，上述的流體進入室和處理室通過至少一個孔道使之形成流體連通；一個可選擇性地抓取部分密實的坯體的夾持件，該夾持件與殼體活動連接，以便選擇性地將部分密實的坯體置入處理室內(nèi)；一個與上述夾持件連接的揀選器，選擇性地相對于壓機移動殼體和夾持件；上述流體進入室與流體源相連通，流體流在進入流體進入室后立即流入處理室，從而沖擊部分密實的坯件，以切斷飛邊。
21．一種采用流體流沖擊的方法處理帶有飛邊的部分密實的坯體的裝置，該裝置含有一個構(gòu)成與流體源相連通的流體進入室的殼體，該殼體還構(gòu)成一個與上述流體進入室流體連通的處理室，所以，流體流可從流體進入室流入處理室；一個在流體流通入處理室而沖擊部分密實的坯體的同時選擇性地夾持處理室內(nèi)的部分密實的坯體的夾持件。
全文摘要
一種制造壓坯(218)的方法,包含如下步驟:制備一種粉末組分的大致均勻的混合物;將上述粉末混合物壓制成帶有飛邊(254)的壓坯(218);用流體流沖擊上述壓坯(218)以去除飛邊(354),和除去壓坯(218)的表面上切下的飛邊(354)。
文檔編號B08B7/02GK1233982SQ97198999
公開日1999年11月3日 申請日期1997年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月21日
發(fā)明者威廉·R·謝弗, 托馬斯·J·巴瑞克, 丹尼爾·丹尼拉, 羅伯特·L·麥卡博比 申請人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司