压铸模与其他模具 教学课件 作者 范建蓓 主编 第六章 粉末冶金模设计.ppt

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1、压铸模与其他模具第六章粉末冶金模设计目录第一节粉末冶金成形工艺第二节压机的选用第三节粉末冶金模的设计第一节粉末冶金成形工艺粉末冶金既是制取金属材料的一种方法，又是制造机械零件的一种加工方法。这种工艺有如下特点：（1）可制取多组元材料；（2）可制取多孔材料；（3）可制取硬质合金和难容金属材料；（4）是一种精密的少、无切削加工方法。一.粉末冶金制坯成形方法和特点1.制粉和粉末的混合2.压制成形（1）称粉1）容积法靠凹模型腔容积来确定装粉量：2）质量法手工用天平称量：实际生产中压坯质量可按下式计算：（2）装粉装粉对压坯的尺寸、密度均匀性、同轴度和形状的完整等有直接影响。常

2、用装粉方法有落入法装粉、吸入法装粉、多余装粉、零腔装粉、超满装粉及不满装粉等。（3）压制和脱模常见的粉末冶金模压制和脱模方式有如下几种：3.烧结烧结是将粉末冶金压坯在低于其基体材料熔点的温度下进行加热，粉末颗粒直接产生原子还原、扩散、固溶、化合与熔接、溶解和再结晶等物理化学过程，致使压坯收缩并强化。4.后处理粉末冶金压坯烧结后，可根据需要进行一系列的后处理：二.粉末冶金制品结构工艺性1.压坯形状分类根据现有粉末成形压机的构造和模架、模具的结构，一般将能成形的粉末压坯归纳为五种基本类型。2.压坯形状的工艺性设计压坯形状设计时应考虑以下几个方面：（1）使粉末均匀充满模镗

3、的各个部分（2）压坯形状应便于压制（3）压坯形状应便于脱模（4）保证压模刚度和强度（5）简化模具的结构3.压模精度设计（1）压模的尺寸精度压模径向尺寸主要受模具尺寸精度的影响；轴向尺寸主要受压机动作、压机本身精度、装粉精度的影响。大致可分为粗、中、精三级。（2）压坯的位置精度常见的粉末冶金制品的位置精度有同轴度、平行度、垂直度和径向跳动度等。4.压坯密度设计粉末冶金铁基制品密度可分为四类。第二节压机的选用一.压机的基本结构和分类1.基本结构粉末成形压机一般应满足如下要求：压制力、送料系统、成形和脱出行程、脱出力等因素对设备的要求。2.压机分类粉末冶金常用压机，可按传

4、统机构、模具操作方式、模冲动作方式进行分类。在选用时，要考虑的因素主要有压制压力、脱模压力、工作台面尺寸和行程等因素。二.压机参数的确定1.压制压力计算（1）静压力F1当压坯各处的压力和密度均匀分布，并且不考虑粉档与模壁之间的摩擦阻力模具变形阻力时，粉末体本身变形和致密所需要的力。（2）外摩擦力F2用来克服粉末颗粒与模壁之间的摩擦力。压制过程中的总压力F总为：也可按下式计算：单位压制压力与压坯的密度关系，反应了压制过程中粉末体变形和致密的规律，压坯压制时模壁摩擦力可按下式计算：2.脱模力计算将压坯从凹模内脱出时所需的力称为脱模力。脱模力与压制压力、粉末性能、压坯的密

5、度、侧面面积和尺寸，以及压模的润滑剂有关。脱模力按下式计算：剩余侧压强可按下式计算：相对于密度，凹模外径与内径之比m=2~4mm时，可按下式估计剩余压强：铁基压坯：铜基压坯：3.压力中心压坯压制过程中所受压力的合力作用点就是压坯的压力中心。其计算方法与冷冲模的压力中心计算方法类似。4.压机选用原则（1）总压制压力（2）脱模力选用粉末冶金压机时，必须使下缸的顶出力大于压坯所需要的脱模力。（3）行程和工作台面尺寸上模冲压行程可按下式计算：粉末松装高度：压机推出或拉下的脱模行程H脱必须大于装粉高度H粉，保证脱模要求：第三节粉末冶金模的设计一.粉末冶金模的种类及基本结构粉末

6、冶金模的种类很多，应用最广泛的是压模、精整模、锻模。把粉末压制为压坯所需模具称为压模。粉末冶金的压制成形主要是指将粉末混合物置于压模中，通过模冲对粉末体施加压力，使之成形。精整是在常温下，对烧结后的制品进行再压制，使其表面产生塑性变形，以校正其尺寸及精度。所用的模具称为精整模。二.粉末冶金模主要零件尺寸计算粉末冶金制品的生产过程一般为混料－成形－烧结－精整（或混压）。成型模具尺寸的计算步骤为：（1）选定精整方式及精整模具尺寸，根据精整余量确定烧结制品尺寸；（2）根据所选的烧结材料和制造工艺的烧结收缩量，确定压坯尺寸；（3）根据压坯尺寸确定成形模具尺寸。粉末冶金模的主

7、要零件有凹模、芯棒和模冲。1.压坯尺寸变化影响因素造成压坯尺寸变化的主要影响因素来自成形、烧结和精整。2.工艺参数对压模尺寸的影响（1）金属粉末的松装密度ρ粉金属粉末的松装密度直接影响模镗的高度。（2）压缩比K压缩比是指粉末被压缩前的体积与压缩后压坯的体积比。（3）压坯的回弹率e压坯回弹率的计算公式：（4）烧结收缩率c一般用压坯在烧结过程中线性收缩量同烧结前的压坯尺寸百分比来表示：（5）精整余量ΔZ对于尺寸精度要求高和表面粗糙度值要求较小的制品，需要对压制烧结后的压坯进行精整加工。（6）机械加工余量机械加工余量是为满足尺寸制品精度和表面粗糙度的需要而预留的辅助加