粉末冶金模具設(shè)計(jì)說明書

序言資料是中國四大家產(chǎn)之一，它包含有機(jī)高分子資料、復(fù)合資料、金屬資料及無機(jī)非金屬資料。粉末冶金技術(shù)作為金屬資料制造的一種,以其不行代替的獨(dú)到優(yōu)勢與其余制造方法共同發(fā)展.粉末冶金相對其余冶金技術(shù)來說擁有：成本低；加工余量少；原料利用率高；能生產(chǎn)多孔資料等其余方法不可以生產(chǎn)或著很難生產(chǎn)的資料等優(yōu)勢。粉末冶金是制取金屬粉末以及將金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末混淆料成型和燒結(jié)來制取粉末冶金資料或粉末冶金制品的技術(shù).粉體成形是粉體資料制備工藝的基本工序.模具是實(shí)現(xiàn)粉體資料成形的重點(diǎn)工藝裝備。模具的設(shè)計(jì)要盡可能的湊近產(chǎn)品的形狀，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理表面圓滑，減少應(yīng)力集中，防備壓坯分層、開裂。模具自己要有必定的強(qiáng)度保證壓制的次數(shù),不易變形.粉體模壓成形模具主要部件包含:陰模、芯桿、模沖。模具設(shè)計(jì)第一要廠家供給產(chǎn)品圖，再確立成型的方式，采集壓坯設(shè)計(jì)的基本參數(shù)（包含:松裝密度、壓坯密度、粉體的流動(dòng)性、及燒結(jié)縮短系數(shù)等.）來算得壓坯的尺寸。依據(jù)壓坯形狀尺寸以及服役條件和要求來設(shè)計(jì)出成型模具尺寸,校核模具強(qiáng)度。最后在用模具試壓，若壓坯合格,則此模具復(fù)合要求.本次課程設(shè)計(jì)以前，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了《熱辦理原理與工藝》、《金屬物理與力學(xué)性能》、《粉末冶金原理》、《硬質(zhì)合金生產(chǎn)原理》等有關(guān)課程的知識.此次在老師的指導(dǎo)下，和同學(xué)的互相議論，自己查閱資料，基本上懂得了模具設(shè)計(jì)的步驟和方法。相信經(jīng)過此次設(shè)計(jì)后，對此后的工作會(huì)有很大的幫助。設(shè)計(jì)任務(wù)本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是生產(chǎn)一批有色金屬扁材拉制模坯，其形狀和尺寸以下圖：型號DHabhh1h2Rre42—14×5.9452014。65。9336411。51.1產(chǎn)品解析由產(chǎn)品圖可知H/D〈3，所以，該產(chǎn)品適合單向壓制。產(chǎn)品的斜邊角度不大,所以，裝粉比較簡單，可用單重新壓制。產(chǎn)品內(nèi)部的斜角可直接做在芯桿上。菱角的倒角不長,可適適用上沖頭壓制。1.2材質(zhì)的選擇該模具生產(chǎn)的產(chǎn)品用于拉制模坯,對產(chǎn)品的強(qiáng)度及耐磨性能要求很高,再依據(jù)客戶所供給的要求，綜合考慮采納硬質(zhì)合金資料YG8作為材質(zhì)。壓坯設(shè)計(jì)2.1壓坯形狀設(shè)計(jì)壓坯形狀應(yīng)盡可能與產(chǎn)品部件同樣或周邊(近凈成形）,知足產(chǎn)品的功能要求。同時(shí)，還應(yīng)試慮壓制成形過程（裝粉、壓制、脫模）的要求及壓模構(gòu)造和剛度等對壓坯形狀、尺寸、質(zhì)量的影響。應(yīng)從幾個(gè)方面綜合考慮：從裝粉和壓坯密度的平均性考慮；從壓坯脫模的角度考慮；從減小模壓成形難度、簡化模具構(gòu)造考慮;從模具部件強(qiáng)度和使用壽命考慮等。燒結(jié)縮短率與混淆料成分、粒度、壓坯密度、燒結(jié)工藝有關(guān).它平時(shí)以不出現(xiàn)分層的最大密度（或壓制壓力)確立燒結(jié)縮短率。硬質(zhì)合金生產(chǎn)時(shí),經(jīng)常采納縮短系數(shù)。一般粉末料比顆粒料的縮短系數(shù)大;白臘料比橡膠料縮短系數(shù)大；縱向(軸向）比橫向(徑向）的縮短系數(shù)稍大.在縮短系數(shù)的采用時(shí),長條產(chǎn)品的長度比寬度大;外徑比內(nèi)孔大；手動(dòng)壓制比自動(dòng)壓制大。鐵基制品燒結(jié)縮短率一般為0。5～2.0％，當(dāng)增添銅后可抵消縮短，使縮短為零；硬質(zhì)合金制品縮短率一般為

17~20％。硬質(zhì)合金縮短系數(shù)可賜教科書

P162表

6-4,

查表取外徑和高燒結(jié)縮短系數(shù)為

1。2，內(nèi)經(jīng)燒結(jié)縮短系數(shù)為

1.18。綜合考慮壓坯形狀以下列圖：2。2壓坯密度設(shè)計(jì)硬質(zhì)合金壓坯的密度平時(shí)設(shè)計(jì)為8。5～8.8g/㎝3（35%左右孔隙度），單位成形壓力約200～300MPa;鐵基產(chǎn)品有低中高的強(qiáng)度要求之分，壓坯密度平時(shí)設(shè)計(jì)為5。6～7.1g/㎝3（15%左右孔隙度）。成形壓力達(dá)到700MPa。本產(chǎn)品的壓坯密度取8.7g/㎝3。壓模構(gòu)造設(shè)計(jì)粉體模壓成形模具主要部件包含:陰模、芯桿、模沖。在進(jìn)行模具部件構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)試慮壓制成形過程要求、安全(人身、設(shè)施、模具）要求、與模架連結(jié)要求、裝置要求、制造要求等。陰模:構(gòu)造特點(diǎn)有整體模、拼模、可拆模。注意應(yīng)力集中部位和入口倒角、脫模錐度。模沖：注意與陰模和芯桿的定位和導(dǎo)向作用；配合與非配合段；不可以倒角部位。芯桿：自動(dòng)壓力機(jī)用芯桿應(yīng)有自動(dòng)調(diào)心作用.依據(jù)產(chǎn)品的形狀，采納單向壓制，頂出式脫模。壓模部件尺寸計(jì)算粉末的松裝密度為松=3。2g/CM3,壓坯的密度為頭與陰模之間的配合空隙為0.02mm～0.05mm，取

壓=8.7g/CM3，沖0。04mm。壓縮比為K=

壓/

壓=3.所以，裝粉高為

H粉

=H壓×K=72mm。4。1陰模尺寸陰模的計(jì)算公式為：H＝H粉+H上+H下H上上模沖定位高度H下下模沖定位高度H粉粉體松裝高度下模沖的定位高度H下是依據(jù)下模沖與陰模之間的裝置需要而選定的。一般取10～30mm。手動(dòng)模的定位高度要比自動(dòng)模大些。這里取H下=10mm.關(guān)于手動(dòng)模，應(yīng)當(dāng)考慮在陰模上加一個(gè)高度H上，這里取H上=4mm。所以，HH粉+H上+H下=72+4+10=86mm.陰模內(nèi)徑等于壓坯外徑為54mm,陰模壁厚一般為10～30mm,取15mm。4.2下模沖、芯桿尺寸下模沖高度取10mm。芯桿的長度應(yīng)不超出陰模上端面或略短一點(diǎn)，以便與自動(dòng)送粉，但不宜過低，省得惹起夾粉，磨損芯桿.取下模沖芯桿總長度為86mm下沖頭的內(nèi)徑為54mm，芯桿的直徑為17.37mm。4。3上模沖尺寸上沖頭長度和陰模同樣長，即為86mm。上沖頭的內(nèi)徑為17.37mm,外徑為54mm.4。4限位器尺寸限位器高度為24+10=34mm。內(nèi)徑為54mm，外徑84mm。壓模部件資料的選擇查表得陰模，下模沖、芯桿，資料都采納GCr15。壓模部件熱處模具熱辦理是模具加工的重要環(huán)節(jié)，是保證模具質(zhì)量和提升模具壽命的重點(diǎn)序，所以一定依據(jù)所選定的資料制定合理的熱辦理工藝。6。1陰模加工工藝流程:落料鑄造退火車削等熱辦理與模套壓配磨兩平面電加工內(nèi)型面研磨內(nèi)型面退磁查驗(yàn)編號入庫6.2芯棒加工工藝流程落料車削等熱辦理與接桿配合（釬焊、壓配等）磨削基準(zhǔn)面磨削外型面研磨外型面退磁查驗(yàn)編號入庫6.3模沖加工工藝流程落料

鑄造

退火

車削等

熱辦理

磨削兩頭面磨削外圓

電加工內(nèi)腔

磨削外型面

研磨內(nèi)外型面退磁

查驗(yàn)

編號入庫6.4熱辦理工藝鑄造工藝：始鍛溫度1050～1100℃終鍛溫度850～880℃退火工藝:790～810℃保溫2～6h,以20～30℃／h,冷卻到550℃后爐冷或空冷，退火態(tài)硬度170～207HB淬火工藝：遲緩預(yù)熱至600℃,迅速加熱至830℃，油冷回火工藝:150~400℃硬度59～64HRC工藝曲線:模具部件的技術(shù)要求7.1陰模要求①陰模高度應(yīng)能容納壓制所需的松弛粉末，并使上、下模沖有優(yōu)秀的定位和導(dǎo)向；②能保證壓坯外形的幾何形狀和尺寸精度；③工作面的粗拙度Ra≤0。8um；④工作表面要有高的硬度和優(yōu)秀的耐磨性；；⑤在工作壓力下應(yīng)擁有足夠的強(qiáng)度和剛性;⑥依據(jù)產(chǎn)品的批量和復(fù)雜程度，選擇適合的陰模資料⑦構(gòu)造上應(yīng)便于制造和維修,使用安全，操作方便⑧能使壓坯圓滿的脫出⑨平磨后需退磁7。2芯棒要求①保證壓坯內(nèi)腔的幾何形狀和尺寸精度②工作面的粗拙度Ra≤0.8um;③與上下模沖應(yīng)有優(yōu)秀的配合、定位和導(dǎo)向④工作段應(yīng)有高的硬度⑤平磨后需退磁7。3模沖要求1）工作表面要有足夠高的硬度和優(yōu)秀的耐磨性，資料的選擇與辦理應(yīng)試慮有適合的韌性;上、下模沖對陰模和芯棒應(yīng)有優(yōu)秀的配合、定位和導(dǎo)向,并有合理的配合空隙，復(fù)合的模沖（即有壓套時(shí))應(yīng)能脫出壓坯3）上下模沖的工作面和配合面的粗拙度Ra≤0.8um，非工作段的外徑可適合減小,內(nèi)徑可適合放大,減少精加工量和陰模、芯棒之間的摩擦有關(guān)部位應(yīng)能保證垂直度、平行度和同軸度等技術(shù)要求5）平磨后需退磁生產(chǎn)的主要設(shè)施：車床、銑床、磨床、鉆床、線切割、電火花等參照文件［1]熊