專利名稱：形成壓制品的沖壓方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的涉及將諸如各種粉末金屬、陶瓷、金屬陶瓷以及其它類似加工的材料的顆粒材料形成為或致密成壓制品的沖壓和壓制方法以及設備。本發(fā)明尤其涉及對模具中的顆粒材料進行高動能循環(huán)壓實，以形成壓制品。
背景技術：
將粉末或顆粒材料加工成壓制品的沖壓工藝和設備可用于許多產(chǎn)品。先形成未燒結(jié)壓制品，然后燒結(jié)，以用于各種工具制品和磁鐵。用在工具行業(yè)中的粉末和顆粒材料的種類有金屬、半金屬、陶瓷、金屬陶瓷以及其它材料。已用已有技術的模壓機沖壓裝有粉末材料的模腔中的沖模，以形成具有所需密度的壓制品。然后，將未燒結(jié)壓制品燒結(jié)成例如本領域所熟知的成品工具。用這種方法制成的工具的典型種類有切割刀片和砂輪。名稱為“沖壓設備”的美國專利第5,566,373號公開了一種制造諸如未燒結(jié)壓制品的粉末冶金制品的沖壓方法和設備。該專利還提供了壓制品的機械和液壓沖壓的背景。還設想了振動方法和設備來制造諸如在名稱為“制造成型體的方法”的美國專利號4,105,729和名稱為“將顆粒制成成型制品的方法和設備”的美國專利號4,456,574中的壓制品。后者是這樣將顆粒做成成型的初加工成品的，將松散的顆粒限制在一成型封閉體中，該封閉體具有至少一個活動側(cè)，使該物質(zhì)每一顆粒和至少一部分模具承受至少25至50重力加速度、最好在500至5000重力加速度范圍或更大數(shù)值的加速度，以在每一顆粒上產(chǎn)生使這顆粒碰撞相鄰顆粒并形成一均勻熔融制品的力。通過迅速撞擊模具的活動部分，并通常在振蕩臺與一調(diào)整到與振蕩臺異相振蕩的弱阻尼氣動系統(tǒng)之間的垂直方向，向模具內(nèi)含物的顯著位移的相對兩端提供加速度。該工藝與本發(fā)明相比，本發(fā)明通過模具沖頭的壓實基本上將所有的動能傳遞到?jīng)_模內(nèi)的顆粒物質(zhì)中，而沖模保持不動并可避免振動。
名稱為“動力加載固體材料或固體材料粉末”的美國專利4,770,849公開了一種沖壓方法和設備，它用引射的活塞沖擊在一合適支承件中的固體材料，對此材料進行動態(tài)加載。一用作引入阻抗不匹配的材料體的沖頭插在活塞與材料之間。
已有技術的壓實和沖壓方法具有若干缺陷。有些使用很重的昂貴的沖壓機進行操作。這些方法會使壓制品變形，密度不均勻，這兩種現(xiàn)象導致諸如分層結(jié)構(gòu)的缺陷。大的壓力會使沖模迅速磨損，使沖模壽命縮短。因此，就非常希望用比已有技術中已經(jīng)公開的小的壓力來生產(chǎn)密度比較均勻的未燒結(jié)壓制品。
傳統(tǒng)的方法是將沖頭面放置在沖頭頂部，以提供將要形成在未燒結(jié)壓制品表面上的“陰的”或陰的凹凸壓痕表面，諸如切削工具刀片的槽和凸起成角的表面。沖頭一般是一具有銅焊在適當位置的硬質(zhì)合金端部的鋼柄。然后磨削或電鑄和拋光硬質(zhì)合金端部，以形成陰凹凸壓痕表面。用價廉的塑料端部可進行少量生產(chǎn)，約1000個刀片或更少的刀片。使硬質(zhì)合金端部成型是一個慢的困難的并因此是昂貴的過程。塑料端部容易成型并最終形成，但由于塑料材料是如此的軟，使得端部不能在傳統(tǒng)的或標準的沖壓所需的高負荷下很好地堅持下去。一個硬質(zhì)合金端部一般可持續(xù)生產(chǎn)數(shù)萬個刀片，而一個塑料端部一般生產(chǎn)不足一千個就磨損壞了。因此，很希望有一種能延長塑料端部使用壽命的機器和工藝，并用塑料端部長期生產(chǎn)比傳統(tǒng)機器多的未燒結(jié)壓制品，工藝也是能在已有技術中找得到的。
發(fā)明概要本發(fā)明提供一種用松散顆粒材料生產(chǎn)固體制品的工藝和設備，尤其是用在在燒結(jié)工藝中使用的未燒結(jié)壓制品的生產(chǎn)。工藝包括將大量松散的顆粒材料裝入沖模中的空腔中形成腔料，這沖模具是成套模具的一部分，這套模具至少包括一第一模具沖頭。將第一模具沖頭可操作地設置成在空腔內(nèi)滑動，使得他局限于在空腔內(nèi)沿一線性方向往復移動，至少其一部分與沖模一起在空腔內(nèi)構(gòu)成一封閉容積。工藝進一步包括朝著空腔內(nèi)的腔料對第一模具沖頭預加載，將一循環(huán)往復沖擊力沿線性方向施加于第一模具沖頭，同時保持沖模被固定，這樣基本上防止沖擊力的衰減。
工藝進一步包括將大量松散的顆粒材料裝入第一充模沖頭與一第二充模沖頭之間的空腔中，將第二充模沖頭可操作地設置成在空腔內(nèi)滑動，使得該第二模具沖頭局限于在空腔內(nèi)沿一線性方向往復運動，朝著空腔內(nèi)的腔料對第二模具沖頭預加載，并沿線性方向同時將第一循環(huán)往復沖擊力施加于第一模具沖頭，將第二循環(huán)往復沖擊力施加于第二模具沖頭，同時保持沖模被固定，這樣防止沖擊力的衰減。第一和第二循環(huán)往復沖擊力可基本上相等，并且可不同步或基本同步地施加。工藝可以還包括使用第一和第二往復移動錘通過沖擊施加第一和第二往復沖擊力分別將動能給予第一和第二模具沖頭。工藝可以還包括在不超過幾秒的數(shù)量級的時間中施加往復沖擊力。本發(fā)明的一更特定的實施例施加頻率約為每秒30周的往復沖擊力，時間長達一秒鐘。
本設備包括一成套模具，成套模具有一其中有空腔的沖模和至少一個安裝在設備中的第一模具沖頭，使該沖頭可操作地設置成能在空腔內(nèi)滑動。第一模具沖頭的至少一部分與沖模一起在空腔內(nèi)構(gòu)成封閉的容積，以容納顆粒材料的腔料。設置一運動限制裝置，將第一模具沖頭限制在空腔內(nèi)進行線性往復移動。用一第一預加載裝置朝著腔料對第一模具沖頭預加載，用一固定裝置在沖壓過程中保持沖模被固定。用一第一運動裝置將第一循環(huán)往復沖擊力施加到第一模具沖頭上。
設備的一更特定實施例包括一安裝在設備中的第二模具沖頭，使該沖頭可操作地設置成能在空腔內(nèi)滑動，這樣，第一和第二模具沖頭與沖模一起構(gòu)成封閉的容積，并提供運動限制裝置，將第一和第二模具沖頭限制在空腔內(nèi)進行線性往復移動。該實施例包括一朝著腔料對第二模具沖頭預加載的第二預加載裝置，和一將第二循環(huán)往復沖擊力施加到第二模具沖頭上的第二運動裝置。
第一和第二運動裝置可以是流體動力驅(qū)動的裝置，或更具體地講是氣動致動器(例如氣錘)。還可用電動裝置作為本發(fā)明的運動裝置(例如機電線性致動器，包括稱為“音圈”致動器的那些)。最好用控制裝置來不同步或同步地操作第一和第二運動裝置。
優(yōu)點本發(fā)明勝過已有技術，因為它提供較好的密度均勻的壓制品、加工時間短、所用的機器比已有技術小而便宜。另一優(yōu)點是本發(fā)明能夠生產(chǎn)其邊緣幾乎沒毛刺的未燒結(jié)壓制品，因此不需要機加工或精加工。由本發(fā)明制造的未燒結(jié)壓制品的強度比用已有技術的方法和機器加工的要強，因此，在后續(xù)的處理中極少有諸如撞壞和碎裂的損壞。由于本發(fā)明的廢料率低了，因此從成本角度看這也是有利的。
本發(fā)明勝于已有技術是由于它提供的未燒結(jié)壓制品在壓實之后極少有回彈，因此，比較容易從沖模中取出或推出未燒結(jié)壓制品，而且極少有損壞，廢料率低。比較均勻的密度提供了又一個優(yōu)點，這種優(yōu)點能將本發(fā)明的未燒結(jié)壓制品加工成變形極小的燒結(jié)制品。與已有技術相比，本發(fā)明的另一個更特別的優(yōu)點是使切削工具刀片的未燒結(jié)壓制品具有較深的和較好的斷屑槽以及其它表面特征。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是它能用塑料端部作為沖頭來代替昂貴的端部(例如硬質(zhì)合金端部)。本發(fā)明使所有的沖頭面和包括塑料端部的模具的壽命延長了許多。這種壽命的延長使塑料沖頭面能夠用于全部的生產(chǎn)中。這樣可能使使用壽命差不多增加十倍(例如，可能從目前的約1000個刀片增加到用便宜的塑料沖頭面加工的約10,000個刀片)。對于許多應用場合，本發(fā)明完全可以替代昂貴的耗時的硬質(zhì)合金面，這樣，工具費用方面有了節(jié)省。
附圖簡要說明

圖1是一示意圖，它示出了本發(fā)明第一實施例的采用機電沖壓設備的壓制機；圖1A是用于圖1機器的成套模具的放大視圖；圖1B是用于圖1機器的機電沖壓設備的放大視圖；圖2是一立體圖，它示出了根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的一切削工具刀片的未燒結(jié)壓制品；圖2A是沿圖2的線2A一2A截取的刀片的剖視圖；圖2B是一立體圖，它示出了用在圖1機器中的塑料尖端的模具沖頭；圖3是一示意圖，它示出了本發(fā)明第二實施例的采用氣錘沖壓設備的壓制機；圖3A是用于圖3機器中的一套砂輪模具的放大視圖；圖3B是一立體圖，它示出了用圖3的設備根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的一砂輪的未燒結(jié)壓制品。
發(fā)明說明圖1、1A和1B所示的是一至少有一個第一或上沖壓裝置10的壓制機5，沖壓裝置10有安裝在模具固定橫構(gòu)件(die fixturing cross member)22中的成套模具20，而橫構(gòu)件22牢固地安裝于壓制機5的機架24的立柱23上。上沖壓裝置10是可用來通過本發(fā)明的沖壓工藝形成一壓制品的裝置的一個實施例。成套模具20有一固定地安裝于固定橫構(gòu)件22的沖模26以及至少一可操作設置的上模沖頭28，上模沖頭在沖模的線性空腔34內(nèi)滑動，使得上模的至少一部分與沖模一起在空腔內(nèi)構(gòu)成一封閉的容積29，以接收和包含大量要被壓實的顆粒材料的腔料30。沖模26有一包圍空腔34的光滑直線內(nèi)壁32，空腔34部分形成在成套模具20中的封閉容積29。光滑直線內(nèi)壁32和相似的直線空腔34提供一動作限制裝置，將上模沖頭限制在空腔34內(nèi)以直線往復方向A沿機器軸線36進行直線往復運動。沖模固定橫構(gòu)件22提供一在沖壓過程中固定沖模26的固定裝置。
通過一安裝在頂部橫構(gòu)件42上的氣動上預加載致動器40提供使上模沖頭28對質(zhì)量或腔料30預加載的上預加載裝置，頂部橫構(gòu)件42再由立柱23支承。上預加載致動器40有一氣缸43和一通過上副支架48連接于一上可滑動橫構(gòu)件46的可延伸的致動器桿44。上模沖頭28包括一其下端有一沖面49的柄部50，沖面49接觸腔料30。柄部50可操作地設置成通過在上可滑動橫構(gòu)件46中的孔54滑動，它的上端是一伸出孔延伸的具有凸肩的頭部56。上可滑動橫構(gòu)件46在凸肩頭部56上有一覆蓋件58，該覆蓋件58使這頭部限制在覆蓋件與可滑動橫構(gòu)件的頂表面59之間，其間的間隙為C，這樣，限制了孔54中的柄部50的軸向移動。上可滑動橫構(gòu)件46可操作地設置成沿立柱23滑動，使得其覆蓋件58靠在凸肩頭部56，從而，使模具沖頭28對腔料30預加載。
圖中以一安裝于上副支架48的電動機械上沖擊致動器60的形式示出了將一循環(huán)往復沖擊力施加到上模沖頭28的上移動裝置。所示的沖擊致動器60是經(jīng)常稱為“音圈”致動器的那種，它一般包括一纏繞在非鐵基礎64上的線圈62和磁場鐵心組件66。線圈62位于磁場與鐵心之間的間隙67內(nèi)，并被機械限定，以允許線圈沿力矢量方向移動。當線圈電流流動時，產(chǎn)生力。方向A和振幅由電流的大小和方向確定。音圈往往通常用在揚聲器中，所以，音圈裝置的這種特殊應用是獨特的。Kimco Magnetics Division的BEI傳感器和系統(tǒng)公司是音圈裝置的供應商。名稱為“采用磁通集中的交錯磁線路(Flux-Focused Interleaved Magnetic Circuit)的動圈致動器”的美國專利第5,345,206公開了可特別用在本發(fā)明中的一個致動器。其它類型的電動傳動器也可用于本發(fā)明的移動裝置，例如，壓電裝置和電磁直線致動器。
線圈62有一連接于其的短桿68，它們一起作為一往復移動錘69。覆蓋件58沿機器軸線36的中心有一覆蓋件孔70，使短桿68穿過覆蓋件撞擊凸肩頭部56，由此將上沖擊致動器60所產(chǎn)生的動能通過錘69的循環(huán)往復運動和沖擊力傳遞到上模沖頭28。通過循環(huán)往復運動，利用沖擊力基本上將所有的動能給予腔料30，使該顆粒物質(zhì)被壓實，并在至多幾秒鐘的時間形成成品壓制件。固定裝置、固定橫構(gòu)件22保持沖模26固定，以便基本防止沖擊力的任何衰減，防止成套模具的不希望的振動，使用所有的動能基本上都給予腔料30。
由于沖擊力來自上沖擊致動器60，所以需要上預加載致動器40的力很小。當腔料30的顆粒物質(zhì)在通過循環(huán)往復運動施加的沖擊力的作用下壓實時，上預加載致動器40通過將上可滑動橫構(gòu)件46和上副支架48推向沖模26而持續(xù)使上模沖頭28保持靠緊腔料30。換句話講，上預加載致動器僅僅是保持上模沖頭28靠向腔料30，以防止成套模具分離。
本發(fā)明的較佳實施例是具有上沖壓裝置10和一基本相同的第二下沖壓裝置110的壓制機5。成套模具20最好有一下模沖頭128，將它可操作地設置成在空腔34內(nèi)與上模沖頭28相對地滑動，使得下模沖頭128、上模沖頭28和沖模26構(gòu)成封閉的容積29。光滑直線內(nèi)壁32和類似的線性空腔34還提供一運動限制裝置，以將下模沖頭128限制在空腔34內(nèi)作直線往復運動。
通過一安裝在壓制機5的機器基礎部分142上的氣動下預加載致動器140提供使下模沖頭128朝顆粒物質(zhì)或腔料30偏置的第二預加載裝置，立柱23從機器基礎部分142朝上延伸。下預加載致動器140有一氣缸143和一通過下副支架148連接于一下可滑動橫構(gòu)件146的可延伸致動器桿144。下模沖頭128包括一其上端有一第二沖面149的柄部150，沖面149接觸腔料30。將柄部150可操作地設置成通過下可滑動橫構(gòu)件146中的孔154滑動，它的下端是一伸出孔延伸的具有凸肩的頭部156。下可滑動橫構(gòu)件146在凸肩頭部156上有一覆蓋件158，該覆蓋件58使該頭部限制在覆蓋件與可滑動橫構(gòu)件的底表面159之間，其間的間隙為C，這樣，限制了孔154中的柄部150的軸向移動。將下可滑動橫構(gòu)件146可操作地設置成沿立柱23滑動，使得其覆蓋件158靠在凸肩頭部156，從而，使模具沖頭128對腔料30預加載。下或上預加載致動器還能用于推出未燒結(jié)壓制品。本發(fā)明生產(chǎn)一種推出較容易并只需小功率的氣動致動器的未燒結(jié)壓制品，這樣改進了推出步驟并降低了廢料率。
圖中以一安裝于下副支架148的下沖擊致動器160的形式示出了將一第二循環(huán)往復沖擊力同時施加到下模沖頭128的第二移動裝置。分別通過上和下沖擊致動器60和160示出的第一和第二活動裝置最好由能控制它們動作的電子控制器400進行控制，使得它們通過基本相等的和不同步的或基本同步的沖擊力將動能給予腔料30。
圖2和2A所示的是一基本類似于美國專利第5,584,616號中所公開的本領域中典型的切削工具刀片的未燒結(jié)壓制品200。未燒結(jié)壓制品200和其對應的刀片具有許多表面特征，這些表面特征包括一深度為D和用作割斷切削的斷屑槽204。斷屑槽204形成在一對從壓制品200的側(cè)面206朝下傾斜的切割面205與從各個切割面朝上傾斜的斷屑器表面(chip breaker face)207之間。本發(fā)明包括形成未燒結(jié)壓制品和具有這種復雜的表面特征的切削工具刀片的較佳設備和工藝。切削工具刀片是通過燒結(jié)未燒結(jié)壓制品所形成的，并且，看上去基本上象圖2所示的未燒結(jié)壓制品200。圖2B示出本發(fā)明另一更特別的實施例，一具有塑料沖頭面49的與腔料30接觸的塑料頂端208設置在金屬柄50的端部。塑料沖頭面49包括一與未燒結(jié)壓制品200的斷屑槽204的表面特征相對應的凸起部209。使用塑料頂端和沖頭面提供了許多上述的經(jīng)濟利益。
本發(fā)明所開發(fā)的另一類型的未燒結(jié)壓制品是一種如圖3B所示的具有一孔302的砂輪未燒結(jié)壓制品300。砂輪未燒結(jié)壓制品300可根據(jù)本發(fā)明用具有如圖3和3A所示的成套砂輪模具210的壓制機5來生產(chǎn)。圖3和3A示出本發(fā)明一實施例，該實施例具有用作運動裝置的流體動力驅(qū)動器，尤其是上下氣錘61和161形式的氣動的上和下運動裝置，用于同時將循環(huán)往復沖擊力分別施加到上下環(huán)形模沖頭188和190上。最好使用一氣動控制器410來控制上下氣錘61和161的操作，使得它們通過基本相等和不同步的或基本同步的沖擊力將動能給予腔料30。
砂輪未燒結(jié)壓制品300形成在成套砂輪模具210的一環(huán)形沖模226之內(nèi)的一圓柱形空腔34內(nèi)。上和下環(huán)形模沖頭188和190以及腔料30設置在成套砂輪模具210的中心柱228的周圍。中心柱228用于形成砂輪未燒結(jié)壓制品300的孔302。平的環(huán)形上和下止動板232U和232L分別放置成與上下環(huán)形模沖頭188和190分別接觸。上和下氣錘61和161各有氣缸220和氣錘頭222。上和下沖頭工具236和238各有離開成套模具210的一個工具柄240和一在工具柄一端部的凸肩工具頭部242。上和下可滑動橫構(gòu)件46和146接觸各自的工具頭部242，工具頭部242又分別接觸上和下止動板232U和232L，并使上和下環(huán)形模沖頭188和190朝腔料30預加載。環(huán)形橡膠墊片250分別設置在上下止動板232U和232L的圓柱形中心凹槽252內(nèi)，使中心柱228定中心和定位。當氣錘61和161運行時，每一氣錘頭222沖擊一個工具柄240，并將氣錘產(chǎn)生的動能傳遞到腔料30中。
圖1、1A和1B所示的用在壓制機5中的固定橫構(gòu)件22沒有用在圖3和3A所示的具有成套砂輪模具210的壓制機5中。成套砂輪模具210和腔料30的質(zhì)量和慣性與由使用上預加載致動器40和下預加載致動器140的上和下預加載裝置提供的預加載力一起，提供一固定措施，以保持被固定的環(huán)形沖模226，以便能基本防止沖擊力的任何衰減，防止成套模具的不希望有的振動，使得所有的動能基本上給予腔料30。通過用基本相等的和同步的或充分同步的沖擊力來將動能給予腔料30，增強了這固定措施，以防止成套模具的不希望有的振動，并使動能基本上全部給予腔料30。
在將腔料30裝到環(huán)形沖模226的過程中，用墊片243(在圖3A中用虛線表示)將環(huán)形沖模托起與下止動板232L隔開，使下環(huán)形模沖頭190伸出環(huán)形沖模226的底部的距離約為在沖壓過程中壓縮腔料30時沖頭190沿軸線36移動的距離(約為墊片243的厚度)。中心柱228插入下環(huán)形模沖頭190之后，裝上腔料30，然后上環(huán)形模沖頭188插入環(huán)形沖模226的頂部。設定上環(huán)形模沖頭188，使得它伸出環(huán)形沖模226的距離也約為在沖壓過程中它沿軸線36移動的距離。上止動板232U放置在上環(huán)形模沖頭188上，然后使成套砂輪模具210與設定在圖3A所示位置的橡膠墊片250的組件定位在壓制機5中的上下沖頭工具236與238之間。這個操作可用手工或自動完成。
分別通過上下沖頭工具236和238將預加載分別施加到上下止動板232U和232L上。預加載的大小最好設定在僅用靜態(tài)壓制把腔料30壓制成所需的或預定的密度所需要的加載量的百分之二和十之間。一旦預加載完成，取出墊片243。施加在腔料粉末上的預加載通過對環(huán)形沖模226內(nèi)側(cè)表面的壓力和摩擦防止環(huán)形沖模226朝下落在下環(huán)形模沖頭190的周圍。在沖壓過程中，腔料30與環(huán)形沖模226之間的摩擦防止環(huán)形沖模以同步或不同步的模式在沖壓過程中上下移動。沖壓之后，去掉預加載，從壓制機5中取下成套砂輪模具210，以便推出或取下砂輪未燒結(jié)壓制品。顯然，較大壓制品的沖壓時間顯著大于較小壓制品。
本發(fā)明所考慮的其它類型的移動裝置包括但不局限于一水壓動力驅(qū)動器、一向提供循環(huán)往復運動和沖擊力的機械連桿或凸輪裝置供應動力的電動機和一由電振蕩線路激勵的壓電晶體塊。
可按照下面將要描述的本發(fā)明的工藝來生產(chǎn)壓制品，諸如切削工具刀片或砂輪的未燒結(jié)壓制品。工藝包括將大量松散的顆粒材料裝入成套模具的沖模中的空腔來形成腔料。成套模具至少包括一第一模具沖頭和最好是一相反的第二模具沖頭。將模具沖頭可操作地設置成在空腔內(nèi)滑動，并因此被局限于沿一線性方向往復運動。模具沖頭與沖模一起在保持腔料的空腔內(nèi)構(gòu)成封閉容積。朝著空腔內(nèi)的腔料對兩相對的模具沖頭預加載，第一和第二循環(huán)往復沖擊力分別沿線性方向同時施加于第一和第二模具沖頭，同時保持沖模被固定，這樣基本上防止沖擊力的衰減。
某些情況下的工藝可只用一個模具沖頭和通過施加一個循環(huán)往復的沖擊力到一個模具沖頭上來進行，但是，如上所述，較好的方法利用第一和第二循環(huán)往復沖擊力，分別同時沖擊相對的第一和第二模具沖頭，使得第一和第二循環(huán)往復沖擊力基本上是相等的，并且彼此不同步或同步地同時施加。工藝還使用第一和第二往復移動錘頭通過沖擊施加第一和第二往復沖擊力分別將動能給予第一和第二模具沖頭。工藝還包括在不超過幾秒的數(shù)量級的時期內(nèi)施加往復沖擊力。這些短時間過程使本發(fā)明的價值顯著超過已有技術。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對于制造小砂輪和工具刀片，可施加頻率約為每秒30周的往復沖擊力，時間長達一秒鐘。
要指出的是，通過采用類似于結(jié)合圖3A的中心柱228所示的和描述的一中心柱和柱支承技術，圖2和2A所示的未燒結(jié)壓制品200也可形成有一類似于美國專利第5,584,616號的刀片的中心孔。
盡管已結(jié)合一較佳實施例描述了本發(fā)明，但這不是限制本發(fā)明。相反，本發(fā)明可以延伸到落在所附權利要求書范圍之內(nèi)的所有這樣的結(jié)構(gòu)和修飾。
權利要求
1.一種用松散的顆粒材料生產(chǎn)固體制品的工藝，所述工藝包括；將大量松散的顆粒材料裝入沖模的空腔中形成腔料，沖模是至少包括一第一充模沖頭的成套模具中的一個構(gòu)件，其中第一模具沖頭可操作地設置成在空腔內(nèi)滑動，第一模具沖頭被局限于在空腔內(nèi)沿一線性方向作往復移動，至少其一部分與包圍空腔的沖模一起在空腔內(nèi)構(gòu)成封閉容積，朝著空腔內(nèi)的腔料對第一模具沖頭預加載，以及將一第一循環(huán)往復沖擊力沿線性方向施加于第一模具沖頭，同時保持沖模被固定，這樣基本上防止沖擊力的衰減。
2.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，進一步包括在施加第一循環(huán)往復沖擊力之前，朝著空腔內(nèi)的腔料對第一模具沖頭預加載。
3.如權利要求2所述的工藝，其特征在于，進一步包括將大量松散的顆粒材料裝入第一充模沖頭與第二充模沖頭之間的模腔中，其中第二充模沖頭可操作地設置成在空腔內(nèi)滑動，朝著空腔內(nèi)的腔料對第二模具沖頭預加載，以及沿線性方向同時將第一循環(huán)往復沖擊力施加于第一模具沖頭，將第二循環(huán)往復沖擊力施加于第二模具沖頭，同時保持沖模被固定，這樣防止沖擊力的衰減。
4.如權利要求3所述的工藝，其特征在于，第一和第二循環(huán)往復沖擊力基本相等。
5.如權利要求3所述的工藝，其特征在于，進一步包括基本上可不同步地施加第一和第二循環(huán)往復沖擊力。
6.如權利要求3所述的工藝，其特征在于，進一步包括基本上可同步地施加第一和第二循環(huán)往復沖擊力。
7.如權利要求3所述的工藝，其特征在于，進一步包括使用第一和第二往復移動錘頭，分別通過沖擊第一和第二模具沖頭施加第一和第二往復沖擊力來將動能給予腔料。
8.如權利要求3所述的工藝，其特征在于，進一步包括在不超過幾秒數(shù)量級的時期內(nèi)，施加往復沖擊力。
9.如權利要求8所述的工藝，其特征在于，進一步包括施加頻率約為每秒30周的往復沖擊力，時間長達一秒鐘。
10.一種用顆粒材料的腔料通過沖壓工藝生產(chǎn)壓實成型件的設備，所述設備包括一成套模具，成套模具包括一其中具有空腔的沖模，至少一個安裝在所述設備中的第一模具沖頭，該沖頭在所述空腔內(nèi)滑動，所述第一模具沖頭的至少一部分與所述沖模一起在所述空腔內(nèi)構(gòu)成封閉的容積，以容納顆粒材料的腔料，運動限制裝置，以將所述第一模具沖頭限制在所述空腔內(nèi)作線性往復移動，一第一預加載裝置，朝著腔料對所述第一模具沖頭預加載，一固定裝置，在所述沖壓過程中保持所述沖模被固定，以及一第一運動裝置，將第一循環(huán)往復沖擊力施加到所述第一模具沖頭上。
11.如權利要求10所述的設備，其特征在于，所述第一運動裝置包括一流體動力驅(qū)動器。
12.如權利要求10所述的設備，其特征在于，所述第一運動裝置包括一氣錘。
13.如權利要求10所述的設備，其特征在于，所述運動裝置包括一電磁驅(qū)動器。
14.如權利要求10所述的設備，其特征在于，所述運動裝置包括一電氣音圈。
15.如權利要求10所述的設備，其特征在于，還包括一安裝在所述設備中的第二模具沖頭，該沖頭可在所述空腔內(nèi)滑動，所述第一和第二模具沖頭與所述沖模一起構(gòu)成所述封閉的容積，所述運動限制裝置可將所述第二模具沖頭限制在所述空腔內(nèi)作線性往復移動，一朝著腔料對所述第二模具沖頭預加載的第二預加載裝置，以及一將第二循環(huán)往復沖擊力施加到所述第二模具沖頭上的第二運動裝置。
16.如權利要求15所述的設備，其特征在于，所述第一和第二運動裝置分別包括第一和第二氣錘。
17.如權利要求15所述的設備，其特征在于，所述第一和第二運動裝置分別包括第一和第二電動音圈。
18.一種用未燒結(jié)壓制品制造的制品，其中未燒結(jié)壓制品由沖壓工藝所形成，所述工藝包括；將大量松散的顆粒材料裝入沖模的空腔中形成腔料，沖模是至少包括一第一充模沖頭的成套模具中的一個構(gòu)件，其中第一模具沖頭可操作地設置成在空腔內(nèi)滑動，第一模具沖頭被局限于在空腔內(nèi)沿一線性方向作往復移動，至少其一部分與包圍空腔的沖模一起在空腔內(nèi)構(gòu)成封閉容積，朝著空腔內(nèi)的腔料對第一模具沖頭預加載，以及將一第一循環(huán)往復沖擊力沿線性方向施加于第一模具沖頭，同時保持沖模被固定，這樣基本上防止沖擊力的衰減。
19.如權利要求18所述的制品，其特征在于，所述工藝進一步包括在施加第一循環(huán)往復沖擊力之前，朝著空腔內(nèi)的腔料對第一模具沖頭預加載。
20.如權利要求19所述的制品，其特征在于，所述工藝進一步包括將大量松散的顆粒材料裝入第一充模沖頭與第二充模沖頭之間的模腔中，其中第二充模沖頭可操作地設置成在空腔內(nèi)滑動，朝著空腔內(nèi)的腔料對第二模具沖頭預加載，以及沿線性方向同時將第一循環(huán)往復沖擊力施加于第一模具沖頭，將第二循環(huán)往復沖擊力施加于第二模具沖頭，同時保持沖模被固定，這樣防止沖擊力的衰減。
21.如權利要求20所述的制品，其特征在于，所述第一和第二循環(huán)往復沖擊力基本相等。
22.如權利要求21所述的制品，其特征在于，所述工藝進一步包括基本上可同步地施加所述第一和第二循環(huán)往復沖擊力。
23.如權利要求22所述的制品，其特征在于，在所述沖壓工藝之后燒結(jié)所述壓制品。
24.如權利要求23所述的制品，其特征在于，所述制品是一切削工具刀片。
25.如權利要求24所述的制品，其特征在于，所述切割工藝刀片包括切割表面特征。
26.如權利要求25所述的制品，其特征在于，所述切割工藝刀片還包括斷屑表面特征。
27.如權利要求24所述的制品，其特征在于，所述切削工具刀片包括至少一個割斷切削的斷屑槽，所述斷屑槽形成在一對從所述刀片的側(cè)面朝下傾斜的切割表面與一對從所述各個切割表面朝上傾斜的斷屑器表面之間。
28.如權利要求23所述的制品，其特征在于，所述制品是一砂輪。
全文摘要
一種用松散顆粒材料生產(chǎn)固體制品的工藝和設備,尤其是用在在燒結(jié)工藝中使用的未燒結(jié)壓制品的生產(chǎn)。將大量松散顆粒裝入位于第一和第二模具沖頭之間的模腔中形成腔料,該兩個沖頭可在空腔內(nèi)滑動,并局限于沿一線性方向往復移動。朝腔料對該兩個沖頭預加載,然后將第一和第二循環(huán)往復沖擊力沿線性方向分別施加到第一和第二模具沖頭,同時保持沖模被固定,以防止沖擊力的衰減。第一和第二循環(huán)往復沖擊力可以基本相等,并可基本不同步或同步。
文檔編號B23B27/14GK1263497SQ99800483
公開日2000年8月16日 申請日期1999年3月16日 優(yōu)先權日1998年4月8日
發(fā)明者D·M·薩普羅克, W·C·懷德 申請人:米拉克龍公司