粉末冶金模具設(shè)計(jì)說明書.doc

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1、粉末冶金模具設(shè)計(jì)說明書粉末冶金模具設(shè)計(jì)說明書一、設(shè)計(jì)任務(wù)生產(chǎn)一批兩個(gè)臺階面的鋼制模坯，如圖所示，數(shù)據(jù)要求：A=10mm，B=30mm，C=20mm，D=20mm，E=10mm，F(xiàn)=10mm。二、壓坯設(shè)計(jì)1.產(chǎn)品零件分析該產(chǎn)品采用Fe-0.05C（50鋼），屬于鐵基制品，其制品密度依靠其較高的壓坯密度來達(dá)到，因此在壓制成型時(shí)需要采用較高的單位壓力（一般在300~800MPa）。由于該產(chǎn)品零件形狀比較簡單，采用簡單的上下模沖壓制成型。2.松裝密度和壓坯密度的確定采用水霧化鐵粉壓制，松裝密度范圍2.5~3.2,取常用值2.8，即松裝密度：ρ松=2.8g/c

2、m3壓坯密度：γ壓=6.6g/cm3壓縮比：C=γ/ρ=2.36三、壓制成形與壓力機(jī)確定1.壓制壓力的選擇采用500MPa的單位壓力，由已知可得壓坯截面積則其壓制力F=p×S=500MPa×628mm2=314kN脫模壓力F脫=?′p側(cè)余S側(cè)=0.2×100×1570=31.4kN?′——粉末對陰模壁的靜摩擦系數(shù)，此處?′=0.2p側(cè)余——?dú)堄鄠?cè)壓力，此處p側(cè)余=0.2p=0.2×500MPa=100MPaS側(cè)——側(cè)面積，S側(cè)=πEB+πFC=3.14(10×30+10×20)=1570mm2側(cè)壓力p側(cè)=ξp=pν/(1-ν)=0.38×500MPa

3、=190MPa2.裝粉高度確定帶臺階面壓坯成形模具的設(shè)計(jì)原則1）粉末充填系數(shù)相同或相近2）壓縮比相同或相近壓縮比C=γ/ρ=2.36裝粉臺階高度E0=CE=2.36×10mm=23.6mm裝粉總高度D0=C(E+F)=2.36×20mm=47.2mm2.1壓坯高度驗(yàn)算——Fmax=185mm(設(shè)計(jì)手冊表4-20TPA50/2壓力機(jī)的最大裝料高度)H=D0=47.2mm單向Kmax=5(?=0.1,表3-5)，壓坯有臺階面，選擇雙向壓制。4.壓制類型的

4、選擇因?yàn)椴捎么笈可a(chǎn)，故使用自動壓制。四、成型設(shè)備與壓制工具系統(tǒng)1.裝粉方式的選擇該產(chǎn)品壓坯高度一致，粉料組元之間密度差別不大，模腔形狀簡單不易產(chǎn)生成分偏析，粉末易于填充，因此采用落下式方法正常裝粉。2.模架的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)手冊表5-1，模架選用上一下二式B型模架。3.壓機(jī)類型的選擇F=314kNF脫=31.4kND0=47.2mm由表4-20，選用TPA50/2機(jī)械式壓制成形壓力機(jī)。五、壓模主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.結(jié)構(gòu)組成模具由陰模、上沖模、下沖模組成。2.尺寸計(jì)算1）徑向尺寸的確定①陰模內(nèi)徑d=Dcp(1+c-e)=30×(1+0.2-0.2)mm

5、=30mm芯棒內(nèi)徑d內(nèi)=dcp(1+c-e)=1×(1+0.2-0.2)mm=10mm陰模外徑查表得m=D/d=3.0~3.2，取m=3.0，則D=90mmDcp——制品外徑平均尺寸dcp——制品內(nèi)徑平均尺寸c——燒結(jié)收縮率（﹪）e——壓坯壓制回彈率（﹪）②上模沖外徑D1=30mm，內(nèi)徑d1=10mm;③下模沖第一下模沖：外徑D2=30mm，內(nèi)徑d2=20mm；第二下模沖：外徑D3=20mm，內(nèi)徑d3=10mm。2)軸向尺寸的計(jì)算①陰模對帶臺階面壓坯陰模的高度：Hf=D0+(10~15)=47.2+(10~15)=60mm②芯棒在計(jì)算芯棒長度時(shí)2，要

6、考慮一下幾點(diǎn)：1°芯棒上端面應(yīng)與陰模上端面平或略低一點(diǎn)，便于自動送粉。2°芯棒成形面的長度應(yīng)與陰模高度相等。3°采用手動模是，芯棒長度可與陰模高度相等。4°采用機(jī)動模時(shí)，芯棒除了形成面長度外，還應(yīng)加上根據(jù)壓制方式，脫模方式和連接方式等具體結(jié)構(gòu)條件來選定的其他長度。③模沖下模沖定位高度H1選擇的原則是：1°手動模比機(jī)動模的下模沖定位高度H1要大。2°對于機(jī)動模，當(dāng)壓力機(jī)或模架導(dǎo)向差時(shí)，H1選較大的值。3°壓坯高度大時(shí)H1選較大值。4°上、下模沖在計(jì)算模沖高度時(shí)，要考慮一下幾點(diǎn)：a.足夠的壓縮行程。b.做夠的脫模行程。c.適宜的定位高度。d.連接所需要的

7、高度。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)需要來確定模沖的高度。下模沖軸向尺寸計(jì)算：——下模沖公稱高度——下模沖壓縮彈性變形量F——成形壓力（MPa）E——彈性模量，為2.1×105MPa——長下模沖的實(shí)際高度——下模沖彈性變形量之差取=80mm，=100mm，計(jì)算得變形量之差為0.3,=99.7mm取下模沖定位高度15mm上模沖壓入陰模深度l2=D0-D-15=12.2mm，取上模沖60mm。4.公稱尺寸的選擇上模沖與陰模H6/f5第二下模沖與陰模H6/f5模沖與芯棒F6/h5第一與第二下模沖H6/f5六、雙向壓制成形順序圖解七、壓模零件加工1.壓模零件材料的選

8、擇查表得陰模，下模沖、芯桿，材料都選用GCr15。2.壓模零件熱處模具熱處理是模具加工的重要環(huán)節(jié)，是保證模具