摘要：针对德国DORST公司生产的TPA140型粉末压机的主机构进行分析研究，根据压制曲线和脱模曲线分析了主机构的结构组成和工作原理。
关键词：机械式粉末压机；上冲模机构；凹模机构
1 TPA140粉末压机的性能及压制过程
TPA140粉末压机是德国DORST公司的系列产品之一，是机械式全自动压机。该压机的最大压力可达1400kN,最大脱模行程为90mm,具有预压、保压、三次非同时压制的功能，根据不同的压制零件可更换相应的模具，脱模行程可调，具有很高的灵活性。压机的压制曲线与脱模曲线如图1所示。图中K1为上箱运动线图；K2为上压头运动线图；K3为凹模机构运动线图（包括脱模行程分别为0mm,30mm,60mm,90mm四条曲线）。
图1 TPA140粉末压机运动规律线图
制品的压制过程如图2所示，由上箱、上压头和凹模的协同动作完成一个压制循环。首先，凹模模具填粉，上箱、上压头同步向下运动；上压头下行至A点与粉料接触进入凹模；上压头行至B点形成高度为e1的一次顶压量。从B点开始，上压头与凹模同步下移至C点，形成高度为e2的下压量，完成二次底压过程；然后凹模不动，上压头继续下移至D点，形成高度为e3的三次顶压。之后，上箱回升，上压头气缸冲气，使上压头在压件上固定不动以保压，至E点时快退，凹模下降至G点形成脱模动作。最后，上压头与上箱同步上升，凹模上升至填粉位置，一个动作循环完成。
图2 TPA140粉末压机工作过程
K1为上箱运动曲线；K2为上压头运动曲线；K3为凹模运动曲线
1.上压头 2.凹模 3.芯杆 4.上箱 5.成形品
2 压机的结构及工作原理
上述运动过程中，上箱运动曲线K1由上冲模机构实现，凹模运动曲线K3由凹模机构实现。主电机通过蜗杆蜗轮减速器将运动传入主轴箱，箱内经一对齿轮再次减速，大齿轮的转速降至24r/min,大齿轮就作为上冲模机构和凹模机构的主动件。如图3所示，上冲模机构由六杆机构组成。曲柄1与大齿轮固联，运动经连杆3、摇杆4、连杆5传至滑块6,滑块的运动规律就是上冲头运动规律。滑块在下极限位置附近实现了近似停歇，起到了保压作用，这是本压机的一个显著特点。凹模机构由四杆机构、凸轮机构、齿轮机构组合而成。曲柄2与大齿轮固联，运动经连杆7将曲柄的转动转换为摇杆8的往复摆动。摇杆上用铰链连接一弧形块P,该块与凸轮9的轮廓接触，凸轮本身又是一个不完全齿轮10，与齿条11啮合。摇杆摆动时，其上的弧形块迫使凸轮运动，凸轮的运动既是不完全齿轮在齿条上往复滚动，齿轮中心O1点往复移动。O1点与凹模铰链连接，因此凹42模上下移动的规律与O1点相同。上下调整齿条的位置，可以改变不完全齿轮的相位，从而改变弧形块与凸轮接触的初始位置，摇杆8的摆角是确定的，接触点的初始位置改变也就改变了一个循环中齿轮转过的角度，O1点行程随之变化，即改变了脱模行程。
图3 TPA140粉末压机主机构结构示意图
1.上冲模机构的曲柄 2.凹PO模机构的曲柄 3.上冲模机构的连杆 4.上冲模机构的摇杆 5.上冲模机构的连杆 6.滑块 7.凹模机构的连杆 8.凹模机构的摇杆 9.凸轮 10.不完全齿轮 11.齿条O1为不完全齿轮的节圆圆心（因被摇杆8覆盖，图中未标出）
两套机构的协同作用实现了三次非同时加压与脱模的运动过程，上冲头与上箱的相对运动曲线K2由气缸控制。
3 结束语
目前，机械式全自动压机以运动准确可靠、生产效率高的显著特点倍受用户青睐，国内的机械式压机大多数从德国、日本、美国进口，大吨位机械式压机的制造尚属国内空白，我们对德国生产的TPA140型机械式全自动粉末压机的研究，有利于合理使用和维护引进设备，也为机械式压机国产化提供了重要的理论依据。
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