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一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿.pdf

  • 上传人:t****
  • 文档编号:5025554
  • 上传时间:2018-12-06
  • 格式:PDF
  • 页数:11
  • 大小:552.35KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201110256854.2

    申请日:

    2011.09.01

    公开号:

    CN102366835A

    公开日:

    2012.03.07

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B22F 5/12申请日:20110901|||公开

    IPC分类号:

    B22F5/12; B22F3/16

    主分类号:

    B22F5/12

    申请人:

    四川科力特硬质合金股份有限公司

    发明人:

    谷亩; 田荣周; 苏华

    地址:

    610036 四川省成都市金牛区金科南路38号

    优先权:

    专利代理机构:

    成都立信专利事务所有限公司 51100

    代理人:

    黄立

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    内容摘要

    本发明的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿,涉及硬质合金制造技术领域,旨在解决现有硬质合金喇叭嘴长管材产品烧结存在的业内现在仍然未能解决的弯曲变形技术问题。本发明的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿,由V形舟皿A和V形舟皿B构成,V形舟皿A的上表面设有V形槽A(3),V形舟皿B的上表面设有V形槽B(4),V形槽A(3)的V型底线与底平面形成角度γ;V形槽B(4)的V型底线与V型舟皿B的底平面平行;V形槽A(3)的开口其轴向投影角度与V形槽B(4)的开口角度2α一致,V形槽A

    权利要求书

    1: 一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿, 其特征在于 : 由 V 形舟 皿 A 和 V 形舟皿 B 构成, V 形舟皿 A 的上表面设有 V 形槽 A(3) , V 形舟皿 B 的上表面设有 V 形槽 B(4) , V 形槽 A(3) 的 V 型底线与底平面形成角度 γ ; V 形槽 B(4) 的 V 型底线与 V 型舟皿 B 的底平面平行 ; V 形槽 A(3) 的开口其轴向投影角度与 V 形槽 B(4) 的开口角度 2α 一致, V 形槽 A(3) 的 V 型底线高点与 V 形槽 B(4) 的 V 型底线相接且两者 V 型开口相 接; V 形槽 A(3) 的开口角和 V 形槽 B(4) 的开口角度 2α 的角平分线在轴向垂直方向的 投影重合并与舟皿底面垂直 ; V 形槽 A(3) 的 V 型底线与 V 形槽 B(4) 的 V 型底线俯视投 影成一条直线, 主视投影为一条折线, 折点在 V 形槽 A(3) 和 V 形槽 B(4) 的结合处, 折线 0 夹角为 180 -γ。
    2: 根据权利要求 1 所述的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟 皿, 其特征在于 : V 形槽 B(4) 的二分之一角度 α、 产品二分之一锥度角 β、 V 形槽 A(3) 之 V 形底线与底平面的夹角 γ 三者之间满足如下关系式 : tgγ=tgβ:Sinα。
    3: 根据权利要求 1 所述的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟 皿, 其特征在于 : V 形槽 A(3)的 V 型底线法向投影方向的二分之一角 θ 与 V 型舟皿 A 底平面形成角度 γ, V 形槽 B(4)的二分之一的 V 型角 α 三者之间满足如下关系式 : tgθ=tgα:Cosγ。
    4: 根据权利要求 1 所述的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿, 其特征在于 : 所述 V 形舟皿 B 和 V 形舟皿 A 为分体结构, 两者间通过连接件连接。
    5: 根据权利要求 1 所述的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿, 其特征在于 : 所述 V 形舟皿 B 和 V 形舟皿 A 为一整体结构。
    6: 根据权利要求 1 所述的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿, 其特征在于 : 所述 V 形舟皿 A 和 V 形舟皿 B 为一工件组, 异形舟皿由数个前述的工件组横向 排列构成。

    说明书


    一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿

        技术领域 本发明涉及硬质合金制造技术领域, 特别是一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结 弯曲变形的异形舟皿。
         背景技术 硬质合金产品制造工艺主要由混合料制备、 成形和烧结三个部分组成。引起毛坯 烧结变形的主要因素有压坯各部位密度均匀性和压坯烧结装舟摆放方式。 压坯各部位密度 不同, 压坯烧结各部位收缩系数就不同。喇叭状喷嘴长管材压坯成型方法通常是采用挤压 和等静压压制, 再经车加工成喇叭状喷嘴长管材压坯。挤压和等静压成型方式压坯各部位 密度基本一致, 各部位收缩系数基本一致, 由压坯密度不同引起的烧结变形可以忽略。 烧结 前成形压坯的孔隙率在 40~50% 之间, 烧结成最终产品毛坯 (说明 : 硬质合金产品烧结前称 压坯, 烧结出炉时称毛坯, 毛坯加工后称成品) 时会发生巨大的收缩 ; 硬质合金的烧结属液 0 相烧结, 粘结相金属 Co 或 Ni 所占体积在 10~35% 之间, 在 1400 C 左右高温烧结时, 粘结相 会成为一种半熔状态的液体 ; 压坯放在石墨舟皿上进行烧结, 石墨舟皿的平放很难达到绝 对水平。 喇叭状喷嘴长管材烧结时, 如果采用压坯一端接触舟板的常规直立式摆放, 由于前 述三个因素的影响产品很容易发生弯曲变形。 为了防止喇叭状喷嘴长管材这类产品烧结弯 曲变形, 通常把这类产品睡卧平放于 V 型槽舟皿上来进行烧结, 这样除了可以清除直立式 放置倾斜重力作用产生的弯曲变形外, 还能实现烧结收缩全过程双母线轴向夹持卡位支撑 来控制弯曲变形。但用通常 V 型槽舟皿来烧结喇叭状喷嘴长管材, 却不能实现各段位轴向 双母线夹持卡位支撑, 所以难控产品的弯曲变形。虽然经过反复整形烧结可以减小一定的 弯曲度, 但反复烧结除生产成本增加外还会影响材质的性能。 基于前述原因, 一次性烧结来 控制喇叭状喷嘴长管材产品的弯曲变形是业内尚未解决的难题。
         发明内容 本发明旨在解决现有硬质合金带喇叭状喷嘴长管材烧结过程中存在弯曲变形的 技术问题, 以提供一种能实现烧结全过程轴和喇叭嘴部位分别在轴向上双母线夹持卡位支 撑来控制硬质合金带喇叭状喷嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿。
         本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
         本发明的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿, 由 V 形舟皿 A 和 V 形舟皿 B 构成, V 形舟皿 A 的上表面设有 V 形槽 A3, V 形舟皿 B 的上表面设有 V 形槽 B4, V 形槽 A3 的 V 型底线与底平面形成角度 γ ; V 形槽 B4 的 V 型底线与 V 型舟皿 B 的底平 面平行 ; V 形槽 A3 的开口其轴向投影角度与 V 形槽 B4 的开口角度 2α 一致, V 形槽 A3 的 V 型底线高点与 V 形槽 B4 的 V 型底线相接且两者 V 型开口相接 ; V 形槽 A3 的开口角和 V 形槽 B4 的开口角度 2α 的角平分线在轴向垂直方向的投影重合并与舟皿底面垂直 ; V 形槽 A3 的 折点在 V 形槽 V 型底线与 V 形槽 B4 的 V 型底线俯视投影成一条直线, 主视投影为一条折线,
         A3 和 V 形槽 B4 的结合处, 折线夹角为 1800-γ, V 形舟皿 A 和 V 形舟皿 B 组合成一工件组。
         本发明的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿, 其中所述 V 形槽 B4 的二分之一角度 α、 产品二分之一锥度角 β、 V 形槽 A3 之 V 形底线与底平面的夹 角 γ 三者之间满足如下关系式 : tgγ=tgβ:Sinα。
         本发明的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿, 其中 V 形槽 A3 的 V 型底线法向投影方向的二分之一角 θ 与 V 型舟皿 A 底平面形成角度 γ, V 形槽 B4 的二分之一的 V 型角 α 三者之间满足如下关系式 : tgθ=tgα:Cosγ。
         本发明的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿, 其中所述 V 形舟皿 B 和 V 形舟皿 A 为分体结构, 两者间通过连接件连接。
         本发明的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿, 其中所述 V 形舟皿 B 和 V 形舟皿 A 为一整体结构。
         本发明的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿, 其中所述 V 形舟皿 A 和 V 形舟皿 B 为一工件组, 异形舟皿由数个前述的工件组横向排列构成。
         本发明一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿的有益效果 : 使 用本发明的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿进行硬质合金喇叭 状喷嘴长管材烧结过程中 : 1. 实现了烧结收缩全过程的各段位轴向双母线卡位支撑, 能够 很好的控制弯曲变形 ; 2. 只与喇叭嘴产品锥度有关, 与规格和尺寸大小无关, 即只要锥度 相同的产品都可用同一舟皿来烧结 ; 3. 与混合料的收缩性能无关, 不同混合料相同锥度的 产品都可以用同一舟皿烧结 ; 附图说明 图 1 本发明立体示意图 图 2 本发明压坯装舟状态的俯视图 图 3 本发明压坯装舟状态的左视图 图 4 本发明压坯装舟状态的主视剖切图 图 5 本发明压坯装舟状态立体示意图 图 6 本发明异形舟皿 AV 型底线法向投影主视图 图 7 本发明异形舟皿 AV 型底线法向投影左视剖切图 图 8 本发明异形舟皿 AV 型底线法向投影府视图 图 9 喇叭嘴产品示意图 图中标号说明 : 1 喇叭嘴毛坯大端、 2 喇叭嘴毛坯小端、 3 V 型舟皿 A、 4 V 型舟皿 B、 β 产品二分之一 锥度角、 α V 形槽 B 二分之一角度、 γ V 型舟皿 AV 形底线与 V 型舟皿 A 底平面的夹角、 R 喇叭嘴毛坯大头半径、 r 喇叭嘴毛坯小头半径、 θ V 型舟皿 A 之 V 形底线法向投影 V 形槽 二分之一角、 h V 型舟皿 B 之 V 形槽深度、 H V 型舟皿 A 之 V 形槽在轴向方向投影的深度、 L 喇叭嘴轴向长度、 D V 型舟皿 B 之 V 形槽在轴向方向投影的二分之一宽度、 S V 型舟皿 B 之 V 形槽深度在 V 型舟皿 A 之 V 形底线法向投影上的长度
         具体实施方式以下对本发明的原理进行论证与说明。
         作一条垂直于舟皿底平面的直线, 在直线上任意取两点, 一点为 V 型舟皿 AV 形角 的顶点, 一点为 V 型舟皿 BV 形角的顶点。V 形槽 A(3) 的开口角和 V 形槽 B(4) 的开口角 度 2α 的角平分线在轴向垂直方向的投影重合并与舟皿底面垂直, V 形槽 A(3) 的 V 型底 线与 V 形槽 B(4) 的 V 型底线府视投影成一直线, 侧视投影虚线为一条折线, 折点在 V 形槽 0 A(3) 和 V 形槽 B(4) 的结合处, 折线夹角 180 -γ。
         设: 喇叭嘴毛坯大头半径为 R, V 型舟皿 A 在轴向垂直方向投影之 V 形槽的二分之 一角度为 α, V 型舟皿 A 的 V 形底线与舟皿底平面成夹角 γ ; 喇叭嘴毛坯小头半径为 r, V 型舟皿 B 在轴向垂直方向投影之 V 形槽的二分之一角度为 α。参阅图 3、 图 4。
         一: α、 β 与的 γ 关系 由图 3、 图 4 可知, 要使产品不发生弯曲, 中心轴线应为一条直线。 设喇叭嘴产品在轴向 垂直投影方向毛坯任一截面大头中心与 V 形槽底线高度为 H, 小头为 h 则有 : L=(R- r) /tgβ H= R/ Sinα h= r / Sinα ∵ h1= H- h ∴ h1= R/ Sinα- r / Sinα=( R- r)/ Sinα 又∵ tgγ= h1/L ∴ tgγ=( R- r)/ Sinα : (R- r) /tgβ= tgβ/ Sinα ∴ tgγ= tgβ/ Sinα 从上式看出, 无论什么牌号的合金, 异形舟皿只与喇叭嘴产品锥度有关, 与规格和尺寸 大小无关, 即只要锥度相同的产品都可用同一舟皿来烧结且毛坯大小两头在烧结冷却全过 程中都有不同的两条母线同时支撑着毛坯, 从而控制了毛坯的弯曲变形。
         由此有如下推论 : 只要给定一个 α 值, 即可计算出相应的 γ 值。V 型舟皿开口角度 2α 大小的设定是依 据: 在单位体积内最大限度摆放在异形舟皿上压坯的个数和压坯任意一端的横切面圆在烧 结过程中从压坯到冷却收缩后的毛坯与 V 型槽面相切而不是相交。
         二: θ、 β 与的 γ 关系 从图 3、 4、 6、 7、 8 得知 : tgθ=D/S S= D/ tgθ Cosγ=S/h S= Cosγ*h h= r/ Sinα ∴ D/ tgθ= Cosγ*h 又∵ D 为 V 型舟皿 BV 形槽在轴向方向投影的二分之一宽度, 它在 V 型舟皿 A 的 V 形 槽底线法向方向的投影是不变的 ∴ D= r/Cosα ∴ r/Cosα : tgθ= Cosγ*h= Cosγ* r/ Sinα ∴ r/ Cosαtgθ= r Cosγ/ Sinα∴ tgθ=tgα/ Cosγ 说明 : θ 角是用于 V 型舟皿 A 的 V 形槽加工用的, 非常重要。具体加工方法为 : 1. 用一块宽度、 厚度 (长度由 L 确定) 与 V 型舟皿 B 相等的长方体石墨, 将它夹在万能 平口钳上, 平口钳搬 γ 角, 用 2θ 角的刀具铣出来的 V 形槽 (铣时控制 V 形槽深度 h) 就能 与 V 型舟皿 B 相配。
         2. 用一块宽度、 厚度 (长度由 L 确定) 与 V 型舟皿 B 相等的长方体石墨, 将它夹在 万能平口钳上, 平口钳搬 γ 角, 铣床头搬 θ 角铣出来的 V 形槽 (铣时控制 V 形槽深度 h) 就能与 V 型舟皿 B 相配。
         本发明的一种控制硬质合金喇叭嘴长管材烧结弯曲变形的异形舟皿, 通过如下实施方 式予以进一步说明。
         实施例 1 如图 9 形状, 材料为 YG6, 喇叭嘴长管材作烧结处理。 石墨舟皿材料选石墨化程度高的, 颜色铁黑光亮, 呈半金属光泽, 手感光滑柔腻, 敲击声音低沉。V 型槽粗糙度 0.8 以上, 这样 可以降低毛坯在冷却收缩过程中由摩擦阻力带来的弯曲变形。 设图 9 形状喇叭嘴长管材二分之一锥度角 β 为 200, α 角设为 500, 根据公式 : 0 0 tgγ= tgβ/ Sinα tgγ=tg20 /Sin50 计算得出 : γ=25.410 tgθ=tgα/ Cosγ tgθ=tg500/ Cos25.410 θ=52.840 实施例 2 设图 9 形状喇叭嘴长管材二分之一锥度角 β 为 100, α 角设为 450, 根据公式 : 0 0 tgγ= tgβ/ Sinα tgγ=tg10 /Sin45 计算得出 : γ=140 tgθ=tgα/ Cosγ tgθ=tg450/ Cos140 θ=45.8640 根据上述的 α、 β、 γ 和 θ 值制造适用于本硬质合金喇叭嘴长管材烧结用的异形舟 皿, 毛坯在冷却收缩过程中任一瞬间, 毛坯大小两头都有不同的两条母线与异形舟皿的 V 型槽相接触而得到支撑, 因此控制了毛坯的弯曲变形。在实际生产过程中, 只要石墨舟皿 材料选得当, V 型槽粗糙度在 0.8 以上, 产品长度 250mm 以内其弯曲变形绝大部分都控制在 0.5 以内。
        

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    一种 控制 硬质合金 喇叭 管材 烧结 弯曲 变形 异形 舟皿
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