粉末成形壓機及模架PPT課件

1、第1頁/共41頁第2頁/共41頁4.1成形壓機送料系統1.壓機的基本要求粉末成形過程：裝粉壓形脫模復位 一般由儲存料倉、輸送軟管、送料靴及驅動與振動裝置組成。通過控制模具的動作實現多種裝料方式。 第3頁/共41頁4.1成形壓機1.壓機的基本要求粉末成形過程：裝粉壓形脫模復位壓制力 隨上缸動作的上模沖裝置對粉體加壓、壓力均衡（保壓）、后壓、泄壓、上沖微抬及排氣要求。 單模沖動作時，直接由上工作臺傳遞壓機額定壓力，根據成形需要應有調整加壓、成形、后壓、保壓等動作；多模沖動作時，通過增設的氣缸或油缸或機械式部件，驅動多個上模沖，以達到不同形狀壓坯成形要求。壓機技術參數中有復合模沖的調整行程及承受能力

2、數據。第4頁/共41頁4.1成形壓機1.壓機的基本要求壓制方式芯棒動作裝置：（裝粉、）向下浮動、調節(jié)阻力、（后脫）模腔裝置：預壓裝置 保持裝置 調節(jié)加壓裝置可動模沖裝置：浮動、運行、強拉、限位、脫模、保持第5頁/共41頁4.1成形壓機1.壓機的基本要求脫出力單沖用拉下陰?；蛏蠜_上頂脫出多沖拉下陰模并依次打開側缸或斜楔機構脫出芯棒后脫上沖壓緊脫出或微抬行程及裝料深度0maxmax(10)HFHHmax例：壓制某一壓坯，其高度(H)為50mm，壓制密度()為6.5 gcm3；所用原料粉末的松裝密度（0)為2.8gcm3；壓機最大裝料深度Fmax=185mm驗算其能否壓制？ 第6頁/共41頁4.1成

3、形壓機1.壓機的基本要求行程及裝料深度壓制行程：液壓機：壓縮行程(約15倍于壓坯高度)+足夠的空間來安裝有關輔助零件并滿足操作上的需要。沖床：壓坯高度h與壓機行程S最大的關系為： S最大h(012010)=(8l 0)h脫模行程：頂出(或拉下)的S脫必須大于裝粉高度ho裝粉高度：ho(mm)與壓坯高度h關系：ho=ChC（壓縮比），一般為2225，高密度時可達3。 S脫(253)h(mm) 或者h為下缸工作行程(即脫模行程)的13左右。第7頁/共41頁4.1成形壓機1.壓機的基本要求其它因素1）生產效率5）模架快速更換裝置2）安全裝置 3）壓坯質量監(jiān)控裝置電子監(jiān)控與壓坯重量控制 4）壓坯傳送裝

4、置自動揀起碼放裝置 第8頁/共41頁4.1成形壓機2.壓機的選擇依據壓機主要技術參數壓機結構壓制壓力裝粉容積壓制和脫出行程脫模壓力最大圖4-1 壓機行程示意圖Heh0=Ch=（2.23.0）hHmax（810）h第9頁/共41頁4.1成形壓機2.壓機的選擇依據壓機主要技術參數 一產品如圖所示，若裝粉比為2.2。求：壓制行程，脫模行程和所需壓機的最大開檔，并按所要求的尺寸排列大致的模具裝粉狀態(tài)圖。圖4-2 襯套第10頁/共41頁4.1成形壓機2.壓機的選擇依據不同類型壓機的特點粉末成形壓機的驅動裝置有兩類：機械式和液壓式。 生產速率壓坯高度尺寸及其精度壓坯密度的一致性設備價格及設備運轉費用機械過

5、載保護保養(yǎng)檢修 總之，機械式壓機主要特點是剛度好、壓制速度快及能耗小。而粉末制品液壓機，由于具有高壓力、多動作、壓制方向行程長及使壓坯密度均勻的特點，更適合于粉末壓制工藝的要求。第11頁/共41頁4.1成形壓機2.壓機的選擇依據根據具體產品的實際情況（1）壓制方式：壓制方式要根據壓坯形狀，再結合壓機的特點來選擇并設計模具。（2）脫模方式：分為頂出式和拉下式。并可選擇“壓坯有壓脫?！?或是無壓脫模。（3）裝粉方法：根據壓坯形狀、粉末流動性、壓機類型和自動壓制時對裝粉速度的要求等因素來考慮。為了消除裝粉時的拱橋效應，保證粉末均勻充填模腔，對于薄壁深腔壓坯和芯桿細小的深孔壓坯，最好采用多余裝粉法。一

6、般壓坯，以吸入法或零腔裝粉法較好。對于有特殊要求的壓坯，應選用有相應特點的壓機。第12頁/共41頁4.1成形壓機3.壓機技術進展機械式壓機1）帶比例閥的液壓系統，以增加輔助動作，使模沖能分別單獨成形各個臺面。電子系統開環(huán)控制，輔助動作相互間的程序與壓制壓力進行監(jiān)控，機械式多層板模架系統。2）輔助動作要準確按照預定的壓力與工作曲線動作，且對每一臺面單獨壓制的操作步驟有反饋系統（監(jiān)控功能）。這可利用諸如壓力傳感器、接近開關或計量裝置來完成。3）通過利用密度與壓制壓力間的相互關系來進行連續(xù)壓制質量控制。用電子監(jiān)控系統對測定的值和程序設定的點進行比較。對測定結果評價，不合格品壓坯報廢或用于裝粉深度的閉

7、環(huán)控制自動調整。4）可根據零件壓坯重量來進行質量控制。對數據的評價和密度跟蹤監(jiān)控類似于壓力控制。5）裝粉動作（容積計量）采用包括計量系統在內的帶比例閥和伺服閥的液壓系統，可以精確實現閉環(huán)控制與完全重現。這些改進相互配合，已經能夠對于壓制過程進行連續(xù)監(jiān)控、數據儲存及記錄。從而大大改變了壓制過程和質量的可靠性。第13頁/共41頁4.1成形壓機3.壓機技術進展液壓式壓機 比例閥與伺服閥和電子控制系統的開發(fā)為制造液壓式壓機開創(chuàng)了全新的可能性。 1）液壓閉環(huán)和高精密度測量系統相結合，在零件壓坯的高度公差方面達到和機械壓機同樣的精度。2）利用現代電子控制技術和帶伺服閥的液壓系統，借助于專門開發(fā)的閉環(huán)控制程

8、序，已能達到高壓制速度。如：裝粉深度為50mm，一臺5000KN的液壓機生產速度為8個壓坯/min，零件的高度重復精度為0.02mm。再如：200500KN的閉環(huán)控制的液壓機，速度為1520件/min，高度方向重復精度達0.01mm。3）閉環(huán)控制的多層板，帶電子控制系統，通過編程，適應壓制工藝過程，且所有數據傳送到外部儲存器中，很容易重復，可進行精確的閉環(huán)控制。保證每一個PM零件具有相同的質量。由于模具磨損或模具與材料間摩擦作用的變化導致的工況改變，都可在一定的范圍內通過閉環(huán)控制予以補償。4）該壓機通過對壓制力的監(jiān)控也可進行質量控制。對于形狀復雜的零件，證明連續(xù)重量控制是比較好的。借助于趨向評

9、定可使裝粉深度實現閉環(huán)控制自動調整。第14頁/共41頁4.1成形壓機3.壓機技術進展CNC壓機計算機數控(CNC-Computer Numerical Control ) SX一40壓機：將機械驅動的上壓頭，電氣伺服馬達驅動的下壓頭(陰模)及完全不受上、下壓頭控制的裝粉動作結合了起來，開發(fā)出的新一代CNC粉末成形壓機。 上模沖受控于偏心齒輪和曲軸驅動裝置。是一修正的正弦曲線。 陰模的所有動作都是由一伺服馬達驅動和控制的。 裝粉靴是用一伺服馬達驅動 。第15頁/共41頁4.1成形壓機3.壓機技術進展CNC壓機KPP全自動機械一液壓式粉末成形壓機 上模沖和機械式壓機一樣，是利用蝸輪、蝸桿機構，通過

10、雙偏心曲軸按正弦曲線進行運行。 陰模（使陰模動作的液壓力是由偏心曲軸驅動的活塞產生的 ）和裝粉靴由液壓驅動，且始終都是通過閉環(huán)控制的軸進行的，能與機械驅動的上模沖同步進行，能像全液壓式CNC壓機一樣可自由編程。 輔助上、下模沖也都是用液壓驅動的，既可以是開環(huán)，也可以是閉環(huán)控制。使用閉環(huán)控制的模架中的輔助軸控制粉末移送使形狀復雜結構零件的壓制可行的，而不需要進行任何預壓。 第16頁/共41頁4.1成形壓機3.壓機技術進展CNC壓機KPP全自動機械一液壓式粉末成形壓機 1-上模沖動作曲線2-陰模動作曲線 2.1-過量裝粉2.2一輪廓裝粉2.3一欠量裝粉 2.4-拉下動作 3-裝粉靴動作曲線機械式壓

11、機的沖程速度總是比液壓式壓機高。 液壓式壓機的壓制周期內，可以改變單一工序的時段，而不會使其他工序的時段成比例地延長。 比液壓機快50100%比機械式壓機快2050%比液壓機節(jié)能3050%圖4-3機械-液壓式的典型動作曲線第17頁/共41頁4.1成形壓機3.壓機技術進展CNC壓機KPP全自動機械一液壓式粉末成形壓機 圖4-4多層板模架模沖的動作 1一裝粉位置2一粉末開始移送 3一粉末移送4一壓制位置5一減壓動作第18頁/共41頁4.1成形壓機3.壓機技術進展CNC壓機KPP全自動機械一液壓式粉末成形壓機 輪廓裝粉圖4-5輪廓裝粉原理圖4-6同步器轂的應用第19頁/共41頁4.1成形壓機3.壓機

12、技術進展溫壓用粉末壓機溫壓可利用傳統的壓制成形壓機和大部分粉末材料系統，但是需要將原料粉末和一些模具部件加熱到溫度100150范圍。圖4-7槽式加熱器示意圖第20頁/共41頁4.1成形壓機3.壓機技術進展溫壓用粉末壓機圖4-8溫壓用裝粉靴第21頁/共41頁4.1成形壓機3.壓機技術進展溫壓用粉末壓機溫壓用Densmix粉的溫壓作業(yè)溫度設定是，粉末為130 和模具為150。 圖4-9溫壓用模架的加熱、冷卻與絕緣A+C=130150 ，B=125130 第22頁/共41頁4.1成形壓機3.壓機技術進展溫壓用粉末壓機圖4-10簡易模架的冷卻系統圖4-11簡易模架的加熱系統第23頁/共41頁4.1成形

13、壓機3.壓機技術進展溫壓用粉末壓機l一水冷卻或一油冷卻系統集成必須用實際試驗確定；2一水冷卻或一油冷卻系統是需要的；3一絕緣墊圖4-12多層模架的冷卻系統圖4-13多層板模架的加熱系統第24頁/共41頁4.2成形模架1.模架的功能 模架是用于安裝粉末冶金模具的機架。由陰模支承板、模沖支承板和芯棒支承板等模板，加上導柱、導套、拉桿、斜楔機構、調節(jié)桿等組成。根據模板的多少分為上一下一、上一下二、上一下三、上二下二、上二下三等。 根據零件的情況，選擇相應的模架。實際生產中，模架不需要更換。模具隨需要更換。 與壓機連接、傳遞壓力及各動作（進行粉末移送、控制可動 模沖的壓制速度及使陰模、模沖與芯棒分別保

14、持在適當的相關位置），并使模具主要零件完成粉末成形（精整）要求。第25頁/共41頁4.2成形模架2.模架的特點（）上模沖板及下缸連接板要有可與壓機快速聯接的機構，便于模架的快速裝卸，減少壓機停機時間，提高工效。（）為提高定位精度，上模板與陰模板之間有導柱導向。（）為確保各模沖之間、模沖與陰模、模沖與芯棒之間在工作時能順暢運行，各層安裝模板均應有導柱導向。在成形時，各模板承受壓制載荷作用，模板應有剛度與強度要求。（）為滿足模架整體工作精度要求，模板與導柱的配合間隙不得大于H7/g6，各模板之間的平行度不得大于0.02mm。（）根據模架的功能，在模架的相關部位設置有氣缸、液壓缸及彈簧，以便實現粉末

15、移送和可動模沖的速度控制；還應具備各可動模具零件的調節(jié)和限位機構。（）模架設計應標準化、系列化，有利于模具設計的標準化和系列化，減少模具設計的工作量。 第26頁/共41頁4.2成形模架3.構成關系圖4-14 帶臺階襯套壓坯成形模架4.基本動作第27頁/共41頁4.2成形模架5.分類圖4-15 粉末冶金成形模架分類第28頁/共41頁4.2成形模架6.常見模架沖床圖4-16 封閉式模架圖4-17開放式模架第29頁/共41頁4.2成形模架圖4-18 拉桿式模架圖4-19 頂桿式模架普通四柱壓機第30頁/共41頁4.2成形模架專用液壓機圖4-20等高類壓坯的模架圖4-21臺階類坯的模架第31頁/共41

16、頁4.2成形模架機械壓機圖4-22拉下式模架圖4-23頂出式模架第32頁/共41頁4.2成形模架7.模架中的粉末移送機構和模沖速度控制系統圖4-24拉下式壓機模架的粉末移送系統第33頁/共41頁4.2成形模架3.模架中的粉末移送機構和模沖速度控制系統圖4-25模沖速度控制系統第34頁/共41頁4.2成形模架4.多層板模架機械壓機圖4-36機械式壓機（低中噸位）用液壓控制的多層板模架示意圖第35頁/共41頁4.2成形模架4.多層板模架液壓機圖4-37液壓式壓機用液壓閉環(huán)控制系統的多層板模架示意圖第36頁/共41頁4.2成形模架4.多層板模架機械壓機圖4-38 4500KN機械式壓力機的帶液壓系統的多層板模架示意圖l一第一上模沖(機械的) 2、3一第二、第三上模沖(液壓的)4一陰模臺板(機械的) 5一裝第一下模沖的可進行模沖回彈補償的板(機械的或液壓的)6一裝第二下模沖的可下拉的板(可機械拉下，也可通過液壓缸上升至裝粉位置) 7一裝第三下模沖的板(機械的或液壓的) 8一液壓芯棒第37頁/共41頁4.2成形模架4.多層板模架機械壓機圖4-39 4500KN機械式壓力機的帶液