《超硬材料燒結(jié)制品》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書本

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1、《超硬材料燒結(jié)制品》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書左宏森適用專業(yè):材料科學(xué)與工程學(xué)制:四年一.課程設(shè)計(jì)題目1.超硬材料砂輪制造工藝設(shè)計(jì)2.燒結(jié)金屬結(jié)合劑金剛石工具制造工藝設(shè)計(jì)二.設(shè)計(jì)要求按照具體設(shè)計(jì)產(chǎn)品的要求,在滿足產(chǎn)品加工的情況下,設(shè)計(jì)出工藝合理、生產(chǎn)程序完整、圖表正確、相關(guān)計(jì)算正確的設(shè)計(jì)報(bào)告。本指導(dǎo)書以磨具為例,對(duì)于金剛石工具的設(shè)計(jì)參考磨具設(shè)計(jì)要求即可。具體要求:1.產(chǎn)品原材料選擇合理,符合現(xiàn)階段市場(chǎng)條件;2.模具結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì)合理,制圖正確;3.產(chǎn)品配方符合加工材料的要求,計(jì)算正確;4.圖表規(guī)范,符合標(biāo)準(zhǔn);5.設(shè)計(jì)報(bào)告完整,整體系統(tǒng)性好并有必要的參考文獻(xiàn)三.設(shè)計(jì)程序與主要內(nèi)容(以磨具制造為例

2、)1.磨具的特征與標(biāo)志首先根據(jù)所設(shè)計(jì)的內(nèi)容分析磨具的特征中的幾個(gè)項(xiàng)目,只有確定了這幾個(gè)內(nèi)容后才可以做以后的相關(guān)分析和計(jì)算。金剛石磨具的特征標(biāo)志主要包括如下幾項(xiàng):形狀、尺寸、金剛石品級(jí)、金剛石粒度、結(jié)合劑種類和金剛石濃度。磨具的形狀選擇是依加工方式為依據(jù).對(duì)于本設(shè)計(jì)的平面磨削可以選取簡(jiǎn)單的平行砂輪,當(dāng)然也可選其他形狀磨具。磨具尺寸確定應(yīng)以加工材質(zhì)和工件的尺寸而定,在本課程設(shè)計(jì)中對(duì)具體準(zhǔn)確尺寸工作要求,可適當(dāng)選取尺寸即可。金剛石品級(jí)的確定,根據(jù)不同種類的結(jié)合劑金剛石品級(jí)也不同,本設(shè)計(jì)為粗磨到半精磨,個(gè)別題目可能是精細(xì)和拋光,這時(shí)需要采用微粉。但結(jié)合劑都應(yīng)該選擇金屬燒結(jié)類結(jié)合劑,磨具類以

3、青銅結(jié)合劑為主,金剛石品級(jí)應(yīng)選取MBD系列金剛石.可以具體體選取MBD2,MBD4.金剛石粒度的粗細(xì)與加工光潔度、精度、加工效率均有關(guān)系。在能保證加工光潔度和加工精度的情況下盡量選擇粒度較粗的金剛石來(lái)提高工作效率。4金剛石濃度的確定主要考慮三個(gè)方面:其一是結(jié)合劑對(duì)金剛石有較高的把持力:其二是不增加金剛石磨具的成本。一般常用濃度在75%一125%之間。2.模具結(jié)構(gòu)、尺寸和技術(shù)要求模具的設(shè)計(jì)部分包括模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸設(shè)計(jì)(計(jì)算)。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)特別是成型時(shí)的成型方式有直接關(guān)系,比如單向成型、雙向成型等,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還要考慮成型后的卸模方式。模具結(jié)構(gòu)的確定要考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量簡(jiǎn)

4、單,結(jié)構(gòu)能夠確保成型的操作順利進(jìn)行,脫模順利脫模。在模具組裝結(jié)構(gòu)確定之后,依照結(jié)構(gòu)圖和成型方法來(lái)確定模具各零部件的基本尺寸,模具零件包括模套、金屬壓環(huán)、非金剛石層壓環(huán)、芯體、座板、固定螺栓、脫模環(huán)等。模套尺寸確定內(nèi)徑,外徑和高度。內(nèi)徑尺寸應(yīng)與砂輪標(biāo)準(zhǔn)外徑尺寸相等,因?yàn)榻饎偸ゾ咴跓Y(jié)過程中體積是不發(fā)生變化的;外徑尺寸的確定應(yīng)根據(jù)壓制單位壓力計(jì)算其側(cè)壓力,繼而在保證強(qiáng)度的條件下,計(jì)算出最小外徑值。外徑尺寸也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推薦值來(lái)確定。壓環(huán)的尺寸確定包括內(nèi)徑、外徑和高度。對(duì)于非金剛石層壓環(huán)和金剛石層壓環(huán)由于壓制層的位置可能不同,其內(nèi)外徑尺寸也可能不同,所以必須分別設(shè)計(jì)。壓環(huán)高度設(shè)計(jì)以保證

5、磨具尺寸為基本標(biāo)準(zhǔn)。若成型為定壓成型,那么壓環(huán)高度值可適當(dāng)增大。芯體尺寸設(shè)計(jì)包括內(nèi)徑、外徑和高度。芯體的高度確定應(yīng)保證成型料能夠腰利全部裝入模腔。芯體的外徑是壓環(huán)的內(nèi)徑相同的,芯體的內(nèi)徑應(yīng)與磨具基體的內(nèi)徑相同,內(nèi)徑尺寸不需要很精確。其原因是內(nèi)徑是為了給螺栓穿孔而用的。底板是一個(gè)輔助零件,其作用是用于支承壓制層.所以其主要尺寸是厚度,厚度值以保證壓制過程中不發(fā)生變形為準(zhǔn),一般為15~20mm,內(nèi)徑尺寸也僅為能穿過固定螺栓為限外徑應(yīng)與模套內(nèi)徑尺寸相同。除以上這些主要部件之外還有螺栓和脫模環(huán)需根據(jù)模具結(jié)構(gòu)具體確定。模具零部件除確定其結(jié)構(gòu)尺寸之外,還必須提出其材質(zhì)和技術(shù)要求(主要為硬度、強(qiáng)

6、度)。3.原材料種類和技術(shù)要求作為金屬結(jié)合劑用原材料主要包括有各種金屬粉末、各種非金屬、金剛石磨料、磨具基體及臨時(shí)添加劑等。對(duì)于金屬粉末和非金屬粉末除提出種類外應(yīng)分別提出技術(shù)要求,包括粉末形狀、生產(chǎn)方法,純度、顏色、粒度等項(xiàng)目。金屬粉末的粒度要細(xì)于磨料的粒度,通常有-200目和-300目以細(xì)的混合粒度。金剛石磨料種類和技術(shù)要求包括金剛石品級(jí),金剛石抗壓強(qiáng)度,金剛石粒度和粒度組成。(參考前面介紹)磨具基體是用來(lái)支撐壓制層的重要組成部分,所以從材質(zhì)應(yīng)選擇材質(zhì)所作的4基體能得到較高強(qiáng)度的材質(zhì)。從目前國(guó)內(nèi)外金剛石磨具基體材質(zhì)來(lái)看.不外乎鋼基體和粉末基體.主要為45號(hào)鋼和青銅粉末原料?;w的

7、技術(shù)條件實(shí)際上是要求基體形狀和.尺寸?;w基本形狀應(yīng)與磨具最終形狀相近,基體的內(nèi)、外徑和高度尺寸應(yīng)與之相配合或連接的其他部位相吻合.基體和壓制層的連接處通??砷_溝槽、滾花以提高相互結(jié)合力。臨時(shí)添加劑包括潤(rùn)滑劑和粘結(jié)劑,常見的有蒸餾水,3%硼砂水.液體石蠟、聚乙烯水溶液等,他們的加入有利于成型。4.磨具配方確定及有關(guān)計(jì)算(1)磨具配方確定磨具配方確定是磨具設(shè)計(jì)的重要一環(huán),需要制定結(jié)合劑成份的配比,金剛右磨料的比例。其中主要是結(jié)合劑部分,各種金屬或非金屬的有關(guān)配合經(jīng)壓制燒

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