粉末冶金模具设计说明书

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1、江苏科技大学粉末冶金模具设计说明书-8-江苏科技大学粉末冶金模具设计说明书一、设计任务生产一批两个台阶面的钢制模坯，如图所示，数据要求：A=10mm，B=30mm，C=20mm，D=20mm，E=10mm，F=10mm。二、压坯设计1.产品零件分析该产品采用Fe-0.05C（50钢），属于铁基制品，其制品密度依靠其较高的压坯密度来达到，因此在压制成型时需要采用较高的单位压力（一般在300~800MPa）。由于该产品零件形状比较简单，采用简单的上下模冲压制成型。2.松装密度和压坯密度的确定采用水雾化铁粉压制，松装密度范围2.5~3.2,取

2、常用值2.8，即松装密度：ρ松=2.8g/cm3压坯密度：γ压=6.6g/cm3压缩比：C=γ/ρ=2.36三、压制成形与压力机确定1.压制压力的选择采用500MPa的单位压力，由已知可得压坯截面积则其压制力F=p×S=500MPa×628mm2=314kN-8-江苏科技大学脱模压力F脱=ƒ´p侧余S侧=0.2×100×1570=31.4kNƒ´——粉末对阴模壁的静摩擦系数，此处ƒ´=0.2p侧余——残余侧压力，此处p侧余=0.2p=0.2×500MPa=100MPaS侧——侧面积，S侧=πEB+πFC=3.14(10×30+10×20

3、)=1570mm2侧压力p侧=ξp=pν/(1-ν)=0.38×500MPa=190MPa2.装粉高度确定带台阶面压坯成形模具的设计原则1）粉末充填系数相同或相近2）压缩比相同或相近压缩比C=γ/ρ=2.36装粉台阶高度E0=CE=2.36×10mm=23.6mm装粉总高度D0=C(E+F)=2.36×20mm=47.2mm2.1压坯高度验算——Fmax=185mm(设计手册表4-20TPA50/2压力机的最大装料高度)H=D0=47.2mm

4、2K>单向Kmax=5(ƒ=0.1,表3-5)，压坯有台阶面，选择双向压制。4.压制类型的选择因为采用大批量生产，故使用自动压制。-8-江苏科技大学四、成型设备与压制工具系统1.装粉方式的选择该产品压坯高度一致，粉料组元之间密度差别不大，模腔形状简单不易产生成分偏析，粉末易于填充，因此采用落下式方法正常装粉。2.模架的选择根据设计手册表5-1，模架选用上一下二式B型模架。3.压机类型的选择F=314kNF脱=31.4kND0=47.2mm由表4-20，选用TPA50/2机械式压制成形压力机。五、压模主要零件的结构设计1.结构组成模具由阴

5、模、上冲模、下冲模组成。2.尺寸计算1）径向尺寸的确定①阴模内径d=Dcp(1+c-e)=30×(1+0.2-0.2)mm=30mm芯棒内径d内=dcp(1+c-e)=1×(1+0.2-0.2)mm=10mm阴模外径查表得m=D/d=3.0~3.2，取m=3.0，则D=90mmDcp——制品外径平均尺寸dcp——制品内径平均尺寸c——烧结收缩率（﹪）-8-江苏科技大学e——压坯压制回弹率（﹪）②上模冲外径D1=30mm，内径d1=10mm;③下模冲第一下模冲：外径D2=30mm，内径d2=20mm；第二下模冲：外径D3=20mm，内径d

6、3=10mm。2)轴向尺寸的计算①阴模对带台阶面压坯阴模的高度：Hf=D0+(10~15)=47.2+(10~15)=60mm②芯棒在计算芯棒长度时2，要考虑一下几点：1°芯棒上端面应与阴模上端面平或略低一点，便于自动送粉。2°芯棒成形面的长度应与阴模高度相等。3°采用手动模是，芯棒长度可与阴模高度相等。4°采用机动模时，芯棒除了形成面长度外，还应加上根据压制方式，脱模方式和连接方式等具体结构条件来选定的其他长度。③模冲下模冲定位高度H1选择的原则是：1°手动模比机动模的下模冲定位高度H1要大。2°对于机动模，当压力机或模架导向差时，H

7、1选较大的值。3°压坯高度大时H1选较大值。4°上、下模冲在计算模冲高度时，要考虑一下几点：a.足够的压缩行程。b.做够的脱模行程。c.适宜的定位高度。d.连接所需要的高度。在设计时，根据具体结构需要来确定模冲的高度。下模冲轴向尺寸计算：-8-江苏科技大学——下模冲公称高度——下模冲压缩弹性变形量F——成形压力（MPa）E——弹性模量，为2.1×105MPa——长下模冲的实际高度——下模冲弹性变形量之差取=80mm，=100mm，计算得变形量之差为0.3,=99.7mm取下模冲定位高度15mm上模冲压入阴模深度l2=D0-D-15=12

8、.2mm，取上模冲60mm。4.公称尺寸的选择上模冲与阴模H6/f5第二下模冲与阴模H6/f5模冲与芯棒F6/h5第一与第二下模冲H6/f5六、双向压制成形顺序图解-8-江苏科技大学七、压模零件加工1.压模