本實用新型涉及機(jī)械制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱壓燒結(jié)機(jī)。
背景技術(shù)：
熱壓燒結(jié)是將干燥粉料充填入模具內(nèi)，再從單軸方向邊加壓邊加熱，使成型和燒結(jié)同時完成的一種燒結(jié)方法。以氮化硅為例，在氮化硅粉末中，加入氧化鎂等燒結(jié)輔助劑，在1700℃下，施以300公斤/cm2的壓力，則可達(dá)到致密化。
常用的熱壓機(jī)主要由加熱爐、加壓裝置、模具和測溫測壓裝置組成。一般的加熱爐以電作熱源，加熱元件有鎳鉻絲、白金絲、鉬絲等。加壓裝置有杠桿式和液壓式。模具根據(jù)產(chǎn)品燒結(jié)特征可選用熱合金鋼、石墨、碳化硅、氧化鋁、氧化鋯、金屬陶瓷等材質(zhì)。最廣泛使用的是石墨模具。
現(xiàn)有的熱壓燒結(jié)機(jī)無論半自動、全自動、杠桿式或者是液壓式，其壓頭均是固定的，工件制造的工作模式為分段式，包括首先熱壓燒結(jié)試塊，然后對各個試塊、或者將試塊和基塊進(jìn)行焊接。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服上述技術(shù)問題，本實用新型目的旨在提供一種熱壓燒結(jié)機(jī)，其解決了現(xiàn)有熱壓燒結(jié)機(jī)工作模式為分段式工作的問題。
本實用新型實施例提供一種熱壓燒結(jié)機(jī)，其包括：
用于固定工件的夾具；
用于調(diào)節(jié)所述夾具位置的移位裝置；
放置于工件上形成熱壓工位，容納待燒物料的模具；
用于擠壓待燒物料并且與所述熱壓工位相對設(shè)置的壓頭，其中，所述壓頭為移動式壓頭；
用于向所述壓頭提供壓力的加壓裝置；
用于加熱熱壓工位的加熱裝置；以及一控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)分別與所述移動裝置、加壓裝置和加熱裝置連接。
可選地，所述夾具通過軟連接與所述加壓裝置連接。
可選地，所述夾具為與工件相配合，用于夾持工件的機(jī)械抓手。
可選地，所述加壓裝置包括：用于輸出壓力的油缸，用于控制壓力輸出的液壓系統(tǒng)以及連接所述液壓系統(tǒng)與油缸的高壓軟管；所述油缸與壓頭連接。
可選地，所述熱壓燒結(jié)機(jī)還包括一固定在熱壓燒結(jié)機(jī)上的萬能結(jié)；所述油缸固定在所述萬能結(jié)上；所述夾具通過軟連接固定在所述萬能結(jié)上。
可選地，所述軟連接為直徑12mm的鋼絲。
可選地，所述加熱裝置包括：環(huán)繞熱壓工位設(shè)置的加熱環(huán)。
在本實用新型實施例中，設(shè)置了可移動夾具和能夠隨夾具移動的壓頭。在熱壓燒結(jié)工作過程中，通過調(diào)節(jié)夾具和壓頭的位置，可以實現(xiàn)工件在不同位置上的待燒物料的熱壓燒結(jié)，從而直接實現(xiàn)在工件基體上完成熱壓燒結(jié)，將現(xiàn)有的分段工作模式變?yōu)橥瑫r生成模式，能夠很好的提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例提供的一種熱壓燒結(jié)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了便于理解本實用新型，下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本實用新型進(jìn)行更詳細(xì)的說明。需要說明的是，當(dāng)元件被表述“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上、或者其間可以存在一個或多個居中的元件。當(dāng)一個元件被表述“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件、或者其間可以存在一個或多個居中的元件。本說明書所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
除非另有定義，本說明書所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說明書中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是用于限制本實用新型。本說明書所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
為了方便說明并且理解本實用新型的技術(shù)方案，以下說明所使用的方位詞均以附圖所展示的方位為準(zhǔn)。
本實施例提供的熱壓燒結(jié)機(jī)，具體可以是任何合適的全自動或者半自動控制的熱壓燒結(jié)機(jī)。其熱壓燒結(jié)的氣氛可以是空氣、還原性氣氛或者是惰性氣氛。其模具材質(zhì)可以為常用的熱合金鋼、石墨、碳化硅、氧化鋁、氧化鋯、金屬陶瓷或者是其它根據(jù)熱壓材料特性、產(chǎn)品燒結(jié)特征選擇的合適的模具材質(zhì)。
在本實施例中，該熱壓燒結(jié)機(jī)可以應(yīng)用杠桿式或者液壓式或者其它合適能夠?qū)崿F(xiàn)輸出壓力調(diào)節(jié)、輸出壓力穩(wěn)定、速度平緩的加壓裝置。加熱裝置用于提供熱壓燒結(jié)工藝中的所需的熱量。加熱裝置可以包括熱源、加熱元件等組件。該熱源可以是電加熱源，加熱元件可以為鎳鉻絲、白金絲、鉬絲等。
該熱壓燒結(jié)機(jī)還可以根據(jù)實際功能要求，增設(shè)對應(yīng)的功能元件，例如用于獲取熱壓溫度的溫度傳感器、獲取壓頭壓力的壓力傳感器等，與熱壓燒結(jié)機(jī)的控制系統(tǒng)連接，輸入獲取的數(shù)據(jù)信息。
請參閱圖1，圖1是本實用新型實施例提供的一種熱壓燒結(jié)機(jī)的示意圖。其包括：放置于工件上，形成熱壓工位的模具100，用于擠壓待燒物料A，與熱壓工位相對設(shè)置的壓頭200，向壓頭提供壓力的加壓裝置300，用于加熱待燒物料的加熱裝置400，控制熱壓燒結(jié)機(jī)運行的控制系統(tǒng)500，用于固定工件的夾具600以及用于調(diào)節(jié)所述夾具位置的移位裝置(圖未示)。
該控制系統(tǒng)500可以是現(xiàn)有技術(shù)中任何合適的工控計算機(jī)系統(tǒng)或者其它合適的計算控制平臺，其與熱壓燒結(jié)機(jī)中的各個裝置或者動作機(jī)構(gòu)，例如加熱裝置、加壓裝置等連接，并根據(jù)燒結(jié)工藝、用戶指令或者熱壓燒結(jié)過程中的反饋參數(shù)，對熱壓燒結(jié)機(jī)在熱壓燒結(jié)工藝的不同階段進(jìn)行不同的控制。其具體的實現(xiàn)和執(zhí)行方式均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，由此，在圖中僅以示意框的形式展示。
相類似地，加熱裝置400和加壓裝置300均可以采用現(xiàn)有技術(shù)中合適的裝置或設(shè)備，例如如上所述的液壓式、杠桿式加壓裝置或者電加熱裝置，其可以單獨設(shè)置或者整合在熱壓燒結(jié)機(jī)中。
模具100放置于工位的特定位置上，形成熱壓工位。待燒物料A填充在模具內(nèi)。壓頭200設(shè)置在與熱壓工位相對應(yīng)的位置，一側(cè)單軸擠壓待燒物料，從而完成熱壓燒結(jié)操作。
夾具600與移位裝置連接，可以通過移位裝置調(diào)節(jié)夾具的位置。在夾具600夾持固定工件B后，可以在控制系統(tǒng)500的控制下，通過調(diào)節(jié)夾具600的位置來移動工件。相對應(yīng)地，所述壓頭100也為移動式壓頭，其跟隨夾具600移動，保持與熱壓工位之間的對應(yīng)位置。在位置調(diào)節(jié)完畢后，擠壓待燒物料進(jìn)行熱壓燒結(jié)。
在本實施例中，所述夾具可以任何合適的，與工件的結(jié)構(gòu)相互配合的夾持機(jī)構(gòu)。例如，和工件結(jié)構(gòu)尺寸相匹配的機(jī)械抓手或者壓塊等其它任何適合的，能夠固定工件位置的工裝。
該移位裝置具體可以采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的三軸或者平面移位機(jī)構(gòu)，可以由氣缸、步進(jìn)電機(jī)或者伺服電機(jī)等驅(qū)動。移位裝置還可以是整合在夾具工裝內(nèi)的動作機(jī)構(gòu)或者是其它能夠驅(qū)動夾具移動，夾具空間內(nèi)的位置的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，可以執(zhí)行的動作包括但不限于沿各個方向旋轉(zhuǎn)、平移。
為保持壓頭100與熱壓工位之間的對應(yīng)位置，也可以采用將壓頭100設(shè)置在移位裝置上的方式，保持壓頭100與夾具600之間的相對位置。當(dāng)然，也可以采用壓頭100單獨移動的方式完成壓頭的移動操作。無論采取何種移動方式，僅需要保持壓頭100能夠準(zhǔn)確定位于熱壓工位上方，擠壓填充在模具內(nèi)的粉料即可。
該壓頭100可以是連同油缸一同移動的方式，加壓裝置通過高壓軟管與油缸連接，輸出壓力至壓頭100。
在實際操作過程為：首先使用夾具夾緊工件，將工件上需要增加的熱壓燒結(jié)試塊分為一個個的物料單元。在控制系統(tǒng)的控制下，完成其中一個物料單元的熱壓燒結(jié)操作。然后，控制夾具和壓頭移動，調(diào)整工件位置至另一個物料單元的位置，完成熱壓燒結(jié)操作。重復(fù)執(zhí)行上述操作，直至所有物料單元均燒結(jié)完成，從而在燒結(jié)的同時完成燒結(jié)試塊與工件基體的連接，無需分段生產(chǎn)，有效的提高了工作的效率。
在本實施例中，所述夾具通過軟連接700與所述熱壓燒結(jié)機(jī)連接。通過軟連接，在熱壓燒結(jié)的加壓段，可以拉緊軟連接從而鎖定夾具位置，保持工件的穩(wěn)定定位。而在移動時，又可以松開軟連接保持夾具的移動自由度。該軟連接700可以是采用任何合適的，具有足夠應(yīng)用長度的軟性連接，例如具有預(yù)定直徑的鋼絲等。
請繼續(xù)參閱圖1，在本實用新型實施例提供的熱壓燒結(jié)機(jī)中，所述加壓裝置可以采用液壓式裝置。其包括：用于輸出壓力的油缸310，用于控制壓力輸出的液壓系統(tǒng)320以及連接所述液壓系統(tǒng)與油缸的高壓軟管330。壓頭100與油缸310連接。
所述液壓系統(tǒng)320與控制系統(tǒng)連接，可以在控制系統(tǒng)500的控制下，輸出所需要的壓力至壓頭200。在該加壓裝置中，油缸310為壓力輸出源。液壓系統(tǒng)可以根據(jù)需要，在控制系統(tǒng)的控制下，輸出符合實際使用需求的壓力，完成熱壓燒結(jié)工藝。
在本實用新型實施例中，所述熱壓燒結(jié)機(jī)還可以包括一固定在熱壓燒結(jié)機(jī)上的萬能結(jié)800。上述的油缸310可以固定在所述萬能結(jié)800上，所述夾具(機(jī)械抓手)也通過軟連接固定在所述萬能結(jié)800上。所述萬能結(jié)具體為環(huán)形連接鋼套。該鋼套包括一可相對滑動的內(nèi)環(huán)和外環(huán)。其中內(nèi)環(huán)套在油缸外側(cè)，外環(huán)則通過軟連接夾具(或者機(jī)械抓手)。
在本實用新型實施例中，該壓頭100的移動方式可以為：油缸與壓頭之間固定連接，通過移動萬能節(jié)或者改變油缸在萬能節(jié)之間的位置以使壓頭沿圖1中箭頭所示的方向移動。
進(jìn)一步的，該熱壓燒結(jié)機(jī)的加熱裝置可以為環(huán)繞熱壓工位設(shè)置的加熱環(huán)900。所述加熱環(huán)900在控制系統(tǒng)的控制下，將熱壓工位加熱至預(yù)定的溫度。該加熱環(huán)可以是以電加熱為熱源的電加熱環(huán)或者以加熱油為熱源的加熱環(huán)。
在熱壓燒結(jié)過程中，當(dāng)熱壓燒結(jié)機(jī)的工作壓力上升至設(shè)定的工作壓力時，例如300公斤/cm2，由控制系統(tǒng)控制啟動該加熱環(huán)進(jìn)行加熱。
為進(jìn)一步闡述熱壓燒結(jié)機(jī)，以下提供本實用新型實施例的熱壓燒結(jié)機(jī)的兩個具體實施例。
實施例1：
在本實施例中，熱壓燒結(jié)機(jī)的油缸內(nèi)徑為100mm，待燒物料面積為50mm×80mm，機(jī)械抓手和萬能節(jié)之間的軟連接為直徑12mm鋼絲，待燒結(jié)物料為加入鐵、錳燒結(jié)輔助劑的碳化鈦。在1200℃下，對待燒物料施加300公斤/cm2的壓力，完成致密化熱壓燒結(jié)。
實施例2：
在本實施例中，熱壓燒結(jié)機(jī)的油缸內(nèi)徑為120mm，待燒物料面積為60mm×120mm，機(jī)械抓手和萬能節(jié)之間的軟連接為直徑16mm鋼絲，待燒結(jié)物料為加入有5％金剛石、5％碳化硅以及5％碳化鎢等的鐵銅預(yù)合金粉末。在1100℃下，對待燒物料施加300公斤/cm2的壓力，完成致密化熱壓燒結(jié)。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。