钛电极压机浮动压制装置以及压制钛电极块的方法

技术领域

本发明属于钛电极压机辅助装置技术领域，更具体地涉及一种钛电极压机浮动压制装置以及利用该钛电极压机浮动压制装置压制钛电极块的方法。

背景技术

近几年随着航空航天、国防事业的迅速发展，工业钛及钛合金需求量越来越大，海绵钛电极压机及其配套设备市场有着很好的前景。通常钛电极块压制生产工艺流程为：先将钛原料颗粒以及一定比例的合金添加剂加注到钛电极压机的下模和外模之间的容腔内，然后上模下降，对钛原料颗粒加压，将松散的钛原料颗粒压制成整体电极块。

在现有技术的钛电极块压制过程中，容腔底部的钛原料得不到充分压实，特别是容腔高度较大时，容腔内钛原料上下表面密度差较大，下表面密度达不到要求，会导致后续工艺中出现钛电极掉块等问题。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明提供了一种钛电极压机浮动压制装置，包括上横梁、下横梁、连接所述上横梁和所述下横梁的四个立柱，所述上横梁下部中间位置安装有主缸，在所述主缸的两侧安装有侧缸，所述主缸的柱塞和所述侧缸的活塞杆连接于活动横梁，所述活动横梁的下部中间位置安装有上模，所述下横梁上面设置有移动工作台，所述移动工作台内部安装有顶模缸，所述顶模缸的活塞杆连接于模套，所述模套内置有外模，并且所述模套和所述外模通过压板轴向固定，所述移动工作台上安装有下模，所述下模为凸台式结构，包括上部的小直径凸台和下部的大直径底座，所述小直径凸台的外径等于所述外模的内径，所述大直径底座的外径大于所述外模的内径。

优选地，在上述钛电极压机浮动压制装置中，所述移动工作台上安装有垫板，所述垫板上安装有底模，所述下模安装在所述底模上。

优选地，在上述钛电极压机浮动压制装置中，所述垫板上在所述底模的外侧安装有导向杆。

另一方面，本发明还提供了一种利用上述钛电极压机浮动压制装置压制钛电极块的方法，所述方法包括：

启动侧缸，通过侧缸的活塞杆提升活动横梁并由此将安装于活动横梁的上模提升，然后由顶模缸将通过压板轴向固定的模套和外模顶升，使得外模与下模之间形成距离S；

通过加料装置将由钛原料颗粒以及合金添加剂组成的原料加注到由下模和外模形成的容腔内；

加料完毕后，启动主缸，通过主缸的柱塞下压活动横梁并由此将安装于活动横梁的上模下降，对原料施加压制力F，同时在上模加压过程中，顶模缸始终向外模施加向上的顶模力N，以对原料的下表面持续施压；

当上模的压制力F＞顶模缸的顶模力N+原料与外模之间的摩擦力f时，外模开始下降，直至外模与下模的大直径底座平面接触，即S＝0；

继续压制，当将原料压制到指定高度时，停止压制，原料被压制成整体电极块。

利用本发明的钛电极压机浮动压制装置及压制钛电极块的方法，通过顶模缸和凸台式结构的下模的设计以及钛电极块压制步骤的设计，确保电极块压制过程中，原料的下表面持续受压，从而解决了现有技术中原料上下表面密度差较大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的钛电极压机浮动压制装置的结构示意图；

图2a、图2b、图2c和图2d为在钛电极块压制过程中本发明的钛电极压机浮动压制装置的状态示意简图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的钛电极压机浮动压制装置包括上横梁1、下横梁2、连接上横梁1和下横梁2的四个立柱3，上横梁1下部中间位置安装有主缸4，在主缸4的两侧安装有侧缸5，主缸4的柱塞和侧缸5的活塞杆连接于活动横梁6，活动横梁6的下部中间位置安装有上模7，下横梁2上面设置有移动工作台15，移动工作台15内部安装有顶模缸14，顶模缸14的活塞杆连接于模套10，模套10内置有外模9，并且模套10和外模9通过压板16轴向固定，移动工作台15上安装有垫板12，垫板12上安装有底模11，底模11上安装有下模8，垫板12上在底模11的外侧安装有导向杆13。

在本发明的钛电极压机浮动压制装置中，下模8设计为凸台式结构，即：下模8包括上部的小直径凸台和下部的大直径底座，小直径凸台的外径等于外模9的内径，大直径底座的外径大于外模9的内径。

利用本发明的钛电极压机浮动压制装置压制钛电极块的方法简述如下：

如图2a所示，在使用本发明的钛电极压机浮动压制装置压制钛电极块时，首先主缸4不工作，侧缸5工作并通过其活塞杆提升活动横梁6并由此将安装于活动横梁6的上模7提升，然后由顶模缸14将通过压板16轴向固定的模套10和外模9顶升，使得外模9与下模8之间具有一定的距离S，然后通过加料装置20将由钛原料颗粒以及一定比例的合金添加剂组成的原料30加注到由下模8和外模9形成的容腔内。

如图2b所示，加料完毕后，启动主缸4并通过其柱塞下压活动横梁6并由此将安装于活动横梁6的上模7下降，对原料30加压，即施加压制力F。上模7加压过程中，顶模缸14始终向外模9施加向上的顶模力N，由此可以对原料30的下表面持续施压。随着原料30的不断压缩，其变形抗力也越来越大，上模7施加的压制力F也越来越大，当上模7的压制力F＞顶模缸14的顶模力N+原料30与外模9之间的摩擦力f时，外模9开始下降，直至外模9与下模8的大直径底座平面接触，即S＝0，如图2c所示。继续压制，当将原料30压制到指定高度或者主缸4的压制力F达到预定值时，停止压制，原料30被压制成整体电极块40，如图2d所示。

利用本发明的钛电极压机浮动压制装置及压制钛电极块的方法，通过顶模缸和凸台式结构的下模的设计以及钛电极块压制步骤的设计，确保电极块压制过程中，原料的下表面持续受压，从而解决了现有技术中原料上下表面密度差较大的问题。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。同时，本文中使用的术语“连接”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等均以附图中表示的放置状态为参照。

还需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。