粉末冶金模具设计说明书.doc

粉末冶金模具设计

说明书

粉末冶金模具设计说明书

设计任务

生产一批两个台阶面的钢制模坯，如下图，数据要求：A=10mm，B=30mm，C=20mm，D=20mm，E=10mm，F=10mm。

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到达，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拟简单，采用简单的上下模冲压制成型。

2.松装密度和压坯密度确实定

采用水雾化铁粉压制，松装密度范围2.5~3.2,取常用值2.8，即

松装密度：

ρ松3

压坯密度：

γ压3

压缩比：

C=γ/ρ

压制成形与压力机确定

采用500MPa的单位压力，由可得压坯截面积

那么其压制力

F=p×S=500MPa×628mm2=314kN

脱模压力

F脱=?′p侧余S侧×100×

?′——粉末对阴模壁的静摩擦系数，此处?′

p侧余——剩余侧压力，此处p侧余×500MPa=100MPa

S侧——侧面积，S侧=πEB+πFC=3.14(10×30+10×20)=1570mm2

侧压力

p侧=ξp=pν/(1-ν×500MPa=190MPa

带台阶面压坯成形模具的设计原那么

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

装粉台阶高度E0=CE×

装粉总高度D0=C(E+F×

——Fmax=185mm(设计手册表4-20TPA50/2压力机的最大装料高度)

H=D0=47.2mmHmax可行

S侧f=πD(B+C)=3140mm2S侧c=πDA=628mm2

K单向Kmax=5(?=0.1,表3-5)，压坯有台阶面，选择双向压制。

因为采用大批量生产，故使用自动压制。

成型设备与压制工具系统

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异不大，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。

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。

压机类型的选择

F=314kN

F脱=

D0

由表4-20，选用TPA50/2机械式压制成形压力机。

压模主要零件的结构设计

1.结构组成

模具由阴模、上冲模、下冲模组成。

2.尺寸计算

1〕径向尺寸确实定

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，取，那么D=90mm

Dcp——制品外径平均尺寸

dcp——制品内径平均尺寸

c——烧结收缩率〔﹪〕

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d3=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)=60mm

②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选择的原那么是：

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，H1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：

——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×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,=mm

取下模冲定位高度15mm

上模冲压入阴模深度l2=D0-D-15=12.2mm，取上模冲60mm。

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

七、压模零件加