基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置及压制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110480006A(43)申请公布日2019.11.22(21)申请号201910875995.9(22)申请日2019.09.17(71)申请人哈工大机器人（岳阳）军民融合研究院地址414000湖南省岳阳市城陵矶新港区军民融合产业园欣登孵化器办公楼3楼(72)发明人罗通董东营王琼(51)Int.Cl.B22F3/087(2006.01)B22F3/03(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图13页(54)发明名称基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置及压制方法(57)摘要基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置及压制方法。传统的粉末压制以液压为主，压制时间较长，粉末体易产生加工硬化，致密度不高。本发明利用两个水平对称放置的平板线圈同时放电，通过放大器前端与冲压模两侧的楔形块结构，将驱动片的水平运动转化为冲头的竖直相向运动，实现粉末的双向压制。冲压模通过复位弹簧、轴肩螺钉与丝杆螺母进行连接，通过手柄转动调节齿轮，继而转动竖直丝杆，实现冲压模的往复运动，且冲压模的运动方向由导轨进行限位。本发明可以针对不同的金属粉末体进行压制，压坯的直径可通过改变模具的中心通孔来实现，具有压制力大，压坯致密度均匀，可实现精准调控等优点。CN110480006ACN110480006A权利要求书1/2页1.一种基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置，其特征是：包括底板，所述的底板下表面连接方管，所述的底板上表面与下垫板、2个立板连接；所述的立板内侧面分别与钢套筒一端连接，所述的钢套筒另一端与限位板连接，所述的立板上部安装有上垫板，所述的立板上安装有水平丝杠，所述的钢套筒内壁嵌入绝缘套筒，所述的绝缘套筒内依次安装有推进板、绝缘板、线圈座、平板线圈、驱动片、放大器；所述的推进板与所述的水平丝杠正对接触，所述的绝缘板与所述的线圈座连接，所述的驱动片与放大器连接，所述的放大器上具有楔形凹槽；2个所述的平板线圈与电源系统连接；2个上下对应的冲压模分别与上垫板、下垫板连接，所述的冲压模两侧具有楔形块，所述的冲压模分别由导轨限定；所述的冲压模上安装有复位机构；所述的冲压模端面螺纹连接有冲头；安装在所述的下垫板上的冲压模上部通过模具夹具固定有模具。2.根据权利要求1所述的基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置，其特征是：所述的电源系统由整流器、电阻、双控开关、变压器、电容组成，所述的变压器的次级线圈与整流器、电阻、电容串联；充电时，双控开关处于打开状态，此时电容充电，放电时，双控开关处于闭合状态，电容放电，进而平板线圈通电，产生电磁力。3.根据权利要求2所述的基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置，其特征是：所述的复位机构由轴肩螺钉、复位弹簧、丝杆螺母构成；转动手柄，调节齿轮带动竖直丝杆转动，进而使丝杆螺母带动冲压模上下移动；当放电时，丝杆螺母位置不动，放大器通过楔形块机构带动冲头对粉末体压制，此时复位弹簧被压缩，放电结束后，在复位弹簧的张力作用下，冲压模带动冲头与圆柱垫块分离，实现复位。4.根据权利要求3所述的基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置，其特征是：所述的放大器上端面开有2个楔形凹槽，用以容纳所述的冲压模两侧的楔形块，将驱动片的水平运动转化为冲压模的竖直相向运动；放大器的运动由限位板进行限位。5.根据权利要求4所述的基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置，其特征是：所述的冲压模下端面开有2个螺纹孔，分别以固定冲头、轴肩螺钉；所述的冲压模的运动方向由连接在上垫板、下垫板的导轨进行限定。6.一种利用权利要求1-5之一所述的基于金属基复合材料磁脉冲双向压制的装置，其特征是：包括如下步骤：步骤1，将粉末体放入模具中，粉末体上下放置圆柱垫块以传递载荷；步骤2，转动手柄，使两个丝杆螺母相向转动，进而带动冲压模相向运动，使上下两个冲头与圆柱垫块进行接触，对粉末体进行初步压实；步骤3，转动手柄，使水平丝杠转动，继而使推进板向前移动，进而绝缘板、线圈座、平板线圈、驱动片、放大器均向前移动且各零件保持紧密贴合，使放大器内凹的楔形槽斜面与冲压模两侧楔形块斜面接触；步骤4，交变电压经过变压器后，对电容进行充电，根据压制粉末体的性能以及实验需要，可以改变电压的大小；步骤5，闭合双控开关，电容放电，由于电流变化，平板线圈中产生感应磁场，感应磁场在驱动片中激发出另一个感应磁场，两个磁场之间的强大排斥力推动驱动片、放大器水平向前移动，进而楔形块机构使得两个冲压模相向运动，将力作用到冲头上，实现磁脉冲粉末双向压制；2CN110480006A权利要求书2/2页步骤6，放电结束后，在复位弹簧的作用下，冲头与圆柱垫块分离；步骤7，转动手柄，使两个丝杆螺母反向转动，进而带动冲压模反向运动，冲头与模具之间的距离变