粉末压制成形模具设计.ppt

一、金属粉末的工艺特性和材料性能参数与压制坯计算1.金属粉末的工艺特性和材料性能参数在制定金属粉末压制成形工艺时，其基本特性参数有:(1)粉末松装(或摇实)密度，即压制前金属粉末在凹模内的平均密度ρ0；(2)粉末的可压缩性，按实验数据或有关标准确定；(3)粉末的可变形程度，按实验数据或有关标准确定；(4)粉末流动应力。而在进行压制成形模具设计时，还需知道以下参数：(1)预先给定的粉末压制坯的密度ρp；(2)压制(和后续塑性加工)后制件线回弹量，用相对值αp(αrp)或绝对量lp(lrp)表示；(3)制件烧结后的线收缩量，用相对值β或绝对量ε表示；(4)烧结氧化或其他原因引起的质量损耗量，用相对值ζ表示；(5)后续塑性加工引起的制件密度增加量，用相对值τ表示。上述回弹与收缩量等的相对值可按下式换算成绝对值：lp=αp·b/100;(1)lrp=αrp·b/100;(2)ε=β·b/100(3)式中：b—制件的线尺寸αp，αrp，β值预先给出。2.确定压制成形方法具备了上述技术资料和数据后，可根据实际生产条件，选择压制设备型式以及相应的压制方法，并选好压制方向。计算内容二、凹模与芯棒的工作尺寸2.凹模型腔与芯棒工作尺寸凹模型腔的工作尺寸主要决定于粉末零件的外尺寸，同时必需考虑粉末体在压制、烧结、后续精压等工序这些外尺寸变化，以及凹模最大允许磨损量；而芯棒的工作尺寸则主要取决于零件的内尺寸，同样也要考虑其内尺寸在各工序的变化，并按零件的上极限偏差确定，以保证芯棒留有最大的磨损余量。具体计算如表2所示。-三、压制力与凹模预应力圈尺寸1.压制力、顶出力和设备吨位2.凹模预应力圈尺寸而预应力圈的尺寸，必须保证凹模具有最大刚度，设凹模筒内半径为r1，则有：当pc≤200MPa时，r2＝2r1,r3＝4r1(10a)当pc＞200MPa时：r3＝(pc/140+0.67)r1,r2＝(r1r3)½(10b)四、压制模具的结构设计及其强度校核1.模具结构形式2.模具封闭高度如图3所示，当采用固定式模具结构时，上冲头既可采用固定式，也可采用浮动式。其总高度可确定为：Lh＝hht+h1+h2。(12)同样，下冲头的总高度为：Ll＝hlt+h3+h4(13)3.模具受力件的强度校核(3)当细长型冲头(多为下冲头)和芯棒的长径比L/d≥3时，还需进行抗弯强度校核(a)计算纵向弯曲失稳临界载荷Pcr=2∏EJmin/L2(16)L—冲头自由部分的长度，等于从冲头固定板到冲头导入凹模部分中间位置和距离;Jmin—冲头最小截面矩;E—工具钢材料的弹性模量，一般可取E＝2.15×105MPa;Pcr—产生纵向失稳的临界载荷.(b)选取冲头的抗弯安全系数：对于淬硬钢冲头，一般可取P/Pcr≤n＝2～3(17)(c)确定冲头最大允许长度：L≤(2∏EJmin/nP)1/2(18)