浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 摘要粉末冶金是一種不需要將材料融化的冶金方法 ， 是冶金和材料科學(xué)的一個(gè)分支 。 而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ， 粉末冶金工藝具有生產(chǎn)效率高 、 質(zhì)量穩(wěn)定 、 成本低以及可加工復(fù)雜形狀工件等一系列優(yōu)點(diǎn) ， 使其在現(xiàn)代工業(yè)中的地位也越來(lái)越高 。 相應(yīng)的， 粉末冶金模具作為現(xiàn)代高速成型技術(shù)在工藝裝備中起到越來(lái)越大的作用 。 特別是在汽車(chē)行業(yè)中應(yīng)用的比例越來(lái)越重 ,是現(xiàn)代汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的重要支柱之一 ,現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向 課題主要是查找剎車(chē)片的壓坯到模具模架的選擇準(zhǔn)則，了解各個(gè)零件的具體要求。從對(duì)零件壓坯的尺寸，密度 ， 質(zhì)量和高度等計(jì)算 ， 來(lái)確定陰模與模沖的類型 ， 再通過(guò)對(duì)壓機(jī)的選擇設(shè)計(jì)所需要的模具 ， 頂出方式的選擇 ,加熱方式的選擇 ,加熱元件規(guī)格的計(jì)算與選擇 ， 對(duì)模具的材料進(jìn)行選擇 ,強(qiáng)度校核 ,粗糙度的確定 ,最后畫(huà)出零件圖和裝配圖。關(guān)鍵字 ：粉末冶金；壓制成形；剎車(chē)片模具汽車(chē)剎車(chē)片模具設(shè)計(jì) m m 錄摘要 章 緒論 . 末冶 金概 述 .模 具工 業(yè)在 現(xiàn)代 工業(yè) 國(guó)民 經(jīng)濟(jì) 中的 地位 .粉 末冶 金模 具的 現(xiàn)狀 .章 粉末冶金模具設(shè)計(jì)的原則 .通 用粉 末成 形壓 機(jī)的 選擇 原則 . 坯的 選用 原則 .壓 制成 形模 具設(shè) 計(jì)準(zhǔn) 則 . 模具的設(shè)計(jì)和材料選擇 .壓 坯的 要求 和壓 制方 式的 選擇 .壓 制方 式的 選擇 .2頂 出方 式的 決定 .3加 熱管 的排 布方 案與 選擇 .陰 模的 設(shè)計(jì) . 下模 沖的 設(shè)計(jì) .下 模沖 長(zhǎng)度 的設(shè) 計(jì) .上 模沖 的設(shè) 計(jì) .其 它模 架零 件的 設(shè)計(jì) .連 接方 式的 設(shè)計(jì) .1上 下模 座與 固定 板之 間的 連接 .2下 模座 與陰 模固 定板 之間 的連 接 .陰 模材 料的 選擇 .模 沖材 料的 選擇 .模 架的 材料 選擇 .章 強(qiáng)度的校核 .壓 機(jī)的 選擇 .模 沖強(qiáng) 度校 核 .章 模具間的余量的計(jì)算 .下 模沖 的彈 性變 形余 量 .陰 模與 下模 沖的 間隙 .壓 坯燒 結(jié)率 與回 彈率 的總 收縮 率計(jì) 算 .1壓 坯的 回彈 率 .2回 彈率 的影 響因 素 .燒 結(jié)收 縮率 .章 主要零件加工后應(yīng)達(dá)到的要求 .陰 模 .模 沖 .其 他零 件 . .章 以金屬粉末 （ 包括混入有廢金屬粉末者 ） 為原料，用成形 義上，它也包括以氧化物、氮化物 、 碳化物等非金屬化合物粉末為原料 ， 用成形 這里所講的成形 ， 系指賦予金屬粉末等原料粉末以所要求的金屬制品的形狀與尺寸。 在制造粉末冶金零件的過(guò)程中 ， 所用的成型模具是如何設(shè)計(jì)的 。 模具設(shè)計(jì)與所使用的粉末原料的性能、使用的成形工藝與設(shè)備以及所制造的零件的材料性能 、形狀和尺寸大小等密切相關(guān)。 特別是 20世紀(jì) 70年代以來(lái) ， 鐵基粉末冶金零件的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展非?？?， 一句對(duì)所制造零件的技術(shù)性能要求，研發(fā)出了各種各樣的金屬粉末成形技術(shù)與設(shè)備 ，除常規(guī)的單軸向剛性模具壓制工藝之外 ， 還有粉末鍛造 、 注射成型 、 溫壓 、 熱壓 、冷等靜壓、熱等靜壓、擠壓、粉末軋制、粉漿澆注、噴射成形及無(wú)模成形等 。 其中多種成型工藝都涉及到模具設(shè)計(jì)問(wèn)題。 粉末冶金是一門(mén)古老的冶金技術(shù)。我國(guó)早在 2500多年前的春秋末期，就已用塊煉鐵（即海綿鐵）鍛造法制造鐵騎了。塊煉鐵是用木炭還原鐵礦制成海綿鐵 ，這和現(xiàn)在還原鐵粉的生產(chǎn)工藝相似 ， 故可稱之為早期的粉末鍛造技術(shù) 。 這項(xiàng)技術(shù)后來(lái)由于煉鐵技術(shù)的興起而從歷史舞臺(tái)上消失 。 進(jìn)入 18世紀(jì)后 ， 為制取金屬鉑 ，粉末冶金重新煥發(fā)了青春 。 從而 ， 使粉末冶金這么古老的冶金技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的行列。 繼金屬鉑之后 ， 在 19世紀(jì)后期至 20世紀(jì)初 ， 用粉末冶金方法制取了具有劃時(shí)代意義的鎢 。 之后粉末冶金方法制取了鉬 、 鈮等難熔金屬 ， 從而為現(xiàn)代電子和電光源工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初，繼難熔金屬之后，用粉末冶金技術(shù)陸續(xù)研制成功了硬質(zhì)合金，多孔性金屬含油軸承、鎢 鋼鎳復(fù)合材料等。汽車(chē)剎車(chē)片模具設(shè)計(jì)22003年全球粉末貨運(yùn)總量約為 88萬(wàn)噸 ， 其中美國(guó)占 51%， 歐洲 18%， 日本 13%，其他國(guó)家和地區(qū) 18%。 汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)的進(jìn)步 。 汽車(chē)制造業(yè)現(xiàn)已經(jīng)成為粉末冶金工業(yè)最大的用戶 ， 20005年歐洲生產(chǎn)的粉末冶金結(jié)構(gòu)零件 80%用于汽車(chē)制造，在日本為 90%，北美為 75%。一方面汽車(chē)的產(chǎn)量在不斷增加 ， 另一方面粉末冶金零件在單輛汽車(chē)上的用量也在不斷增加 。 北美平均每輛汽車(chē)粉末冶金零件用量最高，為 洲平均為 9公斤，日本平均為 8公斤 。 中國(guó)由于汽車(chē)工業(yè)的高速發(fā)展 ， 擁有巨大的粉末冶金零部件市場(chǎng)前景 ， 已經(jīng)成為眾多國(guó)際粉末冶金企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。信息行業(yè)的發(fā)展也為粉末冶金工業(yè)提供了新的契機(jī) 。 日本電子行業(yè)用的粉末冶金產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到了每 年 其中熱沉材料 占 23%， 發(fā)光和電極材料 占 30%?，F(xiàn)代粉末冶金工業(yè)，除了通常所講的生產(chǎn)鐵粉、銅粉等金屬粉末和生產(chǎn)鐵基 、銅基粉末冶金制品等產(chǎn)業(yè)外 ， 廣義的講 ， 還應(yīng)包括用粉末冶金技術(shù)制造的所有產(chǎn)品門(mén)類的產(chǎn)業(yè)，諸如難熔金屬制品、硬質(zhì)合金、金剛石 磁與硬磁鐵氧體元件、技術(shù)陶瓷、電觸頭材料、多孔性金屬過(guò)濾器、金屬 在用粉末冶金技術(shù)制造的材料或制品，大體上可以分為五類： 1）粉末冶金機(jī)械零件，其中包括燒結(jié)金屬自潤(rùn)滑軸承、燒結(jié)金屬結(jié)構(gòu)零件及燒結(jié)金屬摩擦材料與制品等； 2）鐵氧體磁性材料，其中包括永磁鐵氧體材料、軟磁鐵氧體材料；3）硬質(zhì)合金材料與制品，其中包括工具材料、耐磨材料、耐高溫與耐腐蝕材料；4）難熔金屬或高熔點(diǎn)金屬材料與制品，諸如鎢、鉬、鉭、鈮；5）精細(xì)陶瓷材料與制品。粉末冶金機(jī)械零件是當(dāng)前粉末冶金工業(yè)的主導(dǎo)性產(chǎn)品 。 廣泛使用的粉末冶金機(jī)械零件材料有燒結(jié)鐵、燒結(jié)碳鋼、燒結(jié)低合金鋼、燒結(jié)合金鋼、燒結(jié)不銹鋼 、 燒結(jié)鋁和燒結(jié)鋁和金、燒結(jié)同和燒結(jié)銅合金、燒結(jié)鎳合金等。 早期的粉末冶金機(jī)械零件主要是含油軸承與墊圈之類的制品 ， 形狀簡(jiǎn)單且力學(xué)性能較低。近 40年來(lái)，由于鋼鐵粉末、粉末成形壓機(jī)、模具、燒結(jié)爐等的不斷改進(jìn) ， 組合燒結(jié) 、 粉末鍛造 、 注射成形 、 溫壓及冷 、 熱等靜壓等工藝技術(shù)的相繼開(kāi)發(fā)，制造的粉末冶金結(jié)構(gòu)零件形狀愈來(lái)愈復(fù)雜，材料的力學(xué)性能越來(lái)越高 ， 像浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中承受動(dòng)態(tài)應(yīng)力最高的連桿 ， 現(xiàn)在不但可用粉末鍛造生產(chǎn) ， 甚至可用一次壓制 利用溫壓技術(shù) ， 用一次壓制 從而使材料的力學(xué)性能顯著增高 粉末冶金機(jī)械零件的市場(chǎng)一直在不斷擴(kuò)大。 代工業(yè) 國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位模具因其生產(chǎn)效率高 、 產(chǎn)品質(zhì)量好 、 材料消耗低 、 操作簡(jiǎn)單 、 生產(chǎn)過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化、生產(chǎn)成本低而獲得廣泛的應(yīng)用，利用模具可以加工出薄壁 、重量輕 、 剛性好 、 形狀復(fù)雜的零件 ； 產(chǎn)品質(zhì)量有模具保證 ， 具有一模一樣的特點(diǎn) ；這是其它加工制造業(yè)所無(wú)法完成的；模具是現(xiàn)代工業(yè)，特別是汽車(chē)、摩托車(chē) 、 航空 、 儀表 、 儀器 、 醫(yī)療器械 、 電子通信 、 兵器 、 家用電器 、 五金工具 、 日用品等工業(yè)必不可少的工藝裝備。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，利用模具制造的零件數(shù)量，在飛機(jī) 、 汽車(chē) 、 摩托車(chē) 、 拖拉機(jī) 、 電機(jī) 、 電器 、 儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占 80%以上 ； 在電冰箱 、 洗衣機(jī) 、 空調(diào) 、 電風(fēng)扇 、 自行車(chē) 、 手表等輕工業(yè)產(chǎn)品中占 90%以上 ； 在子彈 、槍支等兵器產(chǎn)品中占 95%以上；在日用金屬產(chǎn)品中占 95%以上?？梢?jiàn)，研究和發(fā)展模具技術(shù) ， 對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)現(xiàn)代化具有特別重要的意義 。 目前 ，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造的水平的重要標(biāo)志之一。 我國(guó)的一些主要粉末冶金機(jī)械零件生產(chǎn)企業(yè) ， 先后從日本 、 歐洲及美國(guó)引進(jìn)了高壓縮性霧化鐵粉成套霧化裝備 ， 鐵粉精還原爐 ， 臥式霧化銅粉裝置 ， 機(jī)械式與液壓式粉末冶金壓機(jī) ， 網(wǎng)帶式 、 推進(jìn)式及步移梁式燒結(jié)爐 ， 氮基氣氛 裝 置 ， 水 蒸 汽 處 理 爐 ， 連 續(xù) 式 雙 金 屬 帶 材 和 U)帶 材 生 產(chǎn) 線 ， 噴 撒 法 生 產(chǎn)銅基摩擦片生產(chǎn)線 ， 以及鐵基結(jié)構(gòu)零件 、 微型精密銅基含油軸承 ， 電機(jī)車(chē)受電弓滑板 ， 銅基過(guò)濾元件 ， 銅基摩擦材料 ， 雙金屬帶材和 U)帶材等的制造技術(shù) 。通過(guò)消化 、 吸收這些引進(jìn)技術(shù)與設(shè)備 ， 有力地推動(dòng)了我國(guó)粉末冶金機(jī)械零件工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，使其生產(chǎn)技術(shù)水平有了明顯提高。例如 : 電機(jī)用含油軸承 1983年以前全部從日本進(jìn)口 ， 1987年北京粉末冶金工業(yè)公司實(shí)驗(yàn)廠試制成這種軸承后 ， 擋住了進(jìn)口 。 現(xiàn)在該廠年產(chǎn)量數(shù)以百萬(wàn)計(jì) ， 微型精密含油軸承是音像機(jī)器和微小型電機(jī)不可替代的關(guān)鍵零件 。 我國(guó)生產(chǎn)這種含油軸承的能力已超過(guò) 2億件 /年，材料有銅基、鐵基及鐵銅合金等。汽車(chē)剎車(chē)片模具設(shè)計(jì)480年 代 后 期 ， 我 國(guó) 家 用 電 冰 箱 生 產(chǎn) 發(fā) 展 迅 速 。 電 冰 箱 的 心 臟 是 壓 縮 機(jī) ， 而壓縮機(jī)的一些主要零件都是用粉末冶金制造的，諸如往復(fù)式壓縮機(jī)中的連桿 、 活塞 、 軸套 、 閥板 ， 旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中的缸體 、 缸蓋 、 平衡塊 、 葉片等 。 現(xiàn)在寧波粉末冶金廠等一些廠家已能批量生產(chǎn)這些零件。這些零件是由易切削鐵粉制造的 。易切削鐵粉的主要添加劑 國(guó)內(nèi)已研制成功 ， 并開(kāi)始小批量生產(chǎn) 。 寧波粉末冶金廠經(jīng)過(guò) 4年研制，已試制成功大發(fā)車(chē)的曲軸正時(shí)齒輪、凸輪軸正時(shí)齒輪 、 平衡塊 、 主動(dòng)與從動(dòng)鏈輪 ， 止推板等 ， 有的零件已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段 。 上海粉末冶金廠為上海桑塔納轎車(chē)配套的粉末冶金零件 17種 33件 ， 已有 14件 (包括二次配套件 )先后投入批量生產(chǎn)。飛速發(fā)展的粉末冶金制品 ， 也給模具制造帶來(lái)了飛速的發(fā)展 。 有單一的整體式的模具到復(fù)雜的組合式的模具一應(yīng)俱全 ， 產(chǎn)品數(shù)量直線上升 。 這就為現(xiàn)在的模具設(shè)計(jì)提出了新的要求 ： 高的壽命 ， 高的強(qiáng)度 ， 高的耐磨性 ， 高的韌性 ， 高的耐熱性等 。 這就給設(shè)計(jì)工作者提出了更高的要求 。 這不僅要求對(duì)模具制造工藝了如指掌，而且要對(duì)材料的性能及特點(diǎn)非常熟悉。 第 2章 制成形用原料粉末的特性，原料粉末的特性影響壓制時(shí)的裝粉速度、壓制壓力 )零件壓坯的幾何形狀，決定了所需模沖的個(gè)數(shù)；3）制品的尺寸公差；4）批量大小，生產(chǎn)批量大時(shí)，模具更換少，反之亦然；5）粉末冶金生產(chǎn)廠可利用的壓機(jī)和模具的結(jié)構(gòu)、氣候條件和建筑特性等；6）操作和維修人員的素質(zhì)；7）快速采購(gòu)備件的可能性；8）對(duì)自動(dòng)化程度的要求。質(zhì) 根據(jù)所要求的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐蝕性、氣密性、磁性等物理 選擇材料的組成、密度、后續(xù)處理等；浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文52） 零件尺寸 根據(jù)對(duì)象零件的尺寸計(jì)算成形加壓面積 。 然后依靠材質(zhì)選定的密度，確定所需要的單位面積壓力，從而計(jì)算出所需要的總壓制力； 3）零件形狀 關(guān)鍵在于是否能壓制成型，若整體無(wú)法壓制成形，可以考慮分割成 2部分以上分別壓制成形再組合起來(lái)；4）成本 盡量將功能用不上的零件部分去除，以節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本；5） 精度 零件形狀確定之后 ， 在選定的材質(zhì) 、 后續(xù)處理等條件下 ， 確定壓坯精度 。 為了充分利用粉末冶金零件的經(jīng)濟(jì)性 ， 最好用模具壓制成形來(lái)保證各項(xiàng)精度 。模型腔內(nèi)各個(gè)部位都必須可靠地充填以數(shù)量精確的粉末；2）壓坯內(nèi)的密度分布應(yīng)盡量均一；3）為保證鄰接部分粉體間充分連接，對(duì)陰模型腔內(nèi)各處的粉體應(yīng)同時(shí)進(jìn)行密實(shí)。應(yīng)注意密實(shí)粉體僅只很微量向側(cè)向移動(dòng)；4）必須將壓坯完好的從成型模具中脫出；5）對(duì)模具零件的所有必要的動(dòng)作都必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，而且必須能以足夠高的精度進(jìn)行重復(fù)； 6）模具的模沖盡量少；7）在壓制過(guò)程中，模沖不得與陰?；蛐景?，或相互卡??；8）在壓制過(guò)程中，所有模具零件都必須能承受施加于其上的載荷。所有零件都必須盡量耐磨，而且應(yīng)具有最高的可預(yù)期壽命； 9）模具的所有功能都必須最好的利用壓機(jī)的相應(yīng)功能；10）模具的設(shè)計(jì)應(yīng)便于組裝和安裝在壓機(jī)上，以將組裝的時(shí)間縮短到最短；11）磨損的模具零件應(yīng)盡量容易更換，以將停工時(shí)間縮小到最短；12）就預(yù)期的模具使用壽命和生產(chǎn)壓坯數(shù)量而言，模具的制造成本必須合理 。汽車(chē)剎車(chē)片模具設(shè)計(jì)6第 3章 要在壓制的過(guò)程中進(jìn)行和剎車(chē)片背板的燒結(jié) 。圖 3片 與背 板的 組合 圖實(shí)際零件類似于圖 3片經(jīng)查閱資料 ， 剎車(chē)片材料除了大約 50%左右的金屬材料如還原鐵粉 、 鋼纖維等 ，還有一定量的各種纖維 ， 酚醛樹(shù)脂 ， 利于燒結(jié)的各種成分在其中 ， 查閱各階段鐵粉的密度如表 末種類 松裝密度 0（ g/圍 常用值還原鐵粉 6 6 3青銅粉 1選擇比還原鐵粉還要小一些的松裝密度 2，汽車(chē)剎車(chē)片模具設(shè)計(jì)8分類 密度（ g/孔隙度 (%)單位壓力 (密度零件 20825高密度零件 3時(shí) ,通常采用雙向壓制和雙向壓模 ;（ 3）當(dāng) H/T4時(shí)，最好采用壓制時(shí)芯桿和陰模能相對(duì)移動(dòng)的壓模；（ 4） 當(dāng) H/T610時(shí) ， 可采用摩擦芯桿壓?；驂褐茣r(shí)陰模 、 芯桿和上模能相對(duì)浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文9下模沖移動(dòng)的壓模結(jié)構(gòu) 。 一般浮動(dòng)芯桿的移動(dòng)速度約等于陰模移動(dòng)速度的二分之一。但上模沖的移動(dòng)速度要比陰模和芯桿打，才能保證壓坯密度分布均勻。 該 剎車(chē)片的高徑比 H/D=10：冷態(tài)泄露電流以及水壓和密封試驗(yàn)后泄露電流應(yīng)不超過(guò) 作溫度下的熱態(tài)泄露電流應(yīng)不超過(guò)公式中的計(jì)算值，但最大不超過(guò) 5=1/6（ （ 3熱 態(tài)泄 露電 流 m 長(zhǎng) 度 m 溫 度 多個(gè)元件串聯(lián)到電源中時(shí)，應(yīng)以這一組元件為整體進(jìn)行泄露電流試驗(yàn)。廠檢驗(yàn)時(shí)冷態(tài)絕緣電阻應(yīng)不小于 50密封試驗(yàn)后，長(zhǎng)期存放或者使用后的絕緣電阻應(yīng)不消與 工作溫度下的熱態(tài)絕緣電阻應(yīng)不低于公式中的計(jì)算值，但最小應(yīng)不小于 1R= （ 3 熱 態(tài)絕 緣電 阻 發(fā) 熱長(zhǎng) 度 工 作溫 度 元件應(yīng)在規(guī)定的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)電壓下保持 1而無(wú)閃絡(luò)和擊穿現(xiàn)象。 元件應(yīng)能在規(guī)定的試驗(yàn)條件下經(jīng)歷 2000次通斷電試驗(yàn)，而不發(fā)生損壞。元件在規(guī)定的試驗(yàn)條件和輸入功率下應(yīng)承受 30次循環(huán)過(guò)載試驗(yàn)，而不發(fā)生損壞。 元件在規(guī)定的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)電壓下應(yīng)承受 1000次循環(huán)耐熱性試驗(yàn)，而不發(fā)生損壞。3）單端電熱管的參數(shù)功率： 20w/45000 1105 模的高度必須高于裝粉的高度，所以 利用壓坯密度和粉末填充密度之間的比率 率 Q=壓 坯密 度 /充 填密 度 =充 填深 度 /壓 坯高 度 （ 3-）Q=所要求出的裝粉高度 F=H Q= 定 對(duì) 與 下 模 沖 在 陰 模 型 腔 內(nèi) 導(dǎo) 引 距 離 需 要 25則 陰 模 至 少 要 比 裝 粉 深 度 高30于 是 ， 將 陰 模 下 端 面 的 邊 緣 標(biāo) 注 在 上 端 面 邊 緣 以 距 離 為 A=F+300 最后 ， 考慮模沖的長(zhǎng)度 。 因?yàn)槟_的必須要足以能夠?qū)号鲝年幠Ｖ型耆摮?，即它們的長(zhǎng)度至少為 84于這個(gè)長(zhǎng)度，還應(yīng)加大裕度 510便能夠修正磨損的模沖輪廓外形。 所以最終定為長(zhǎng)度為 與 剎 車(chē) 片 的 形 狀 一 致 ,由 于 之 前 決 定 使 用 的 頂 出 方 式 為 下 模 沖 運(yùn) 動(dòng) 至 陰 模面來(lái)頂出加工零件 ,且選用了直徑 為 25度 為 100并且需要留出 3010最終確定下模沖長(zhǎng)為 沖在壓制時(shí)起到固定剎車(chē)片背板 ,并 且通過(guò)剎車(chē)片背板參與剎車(chē)片壓制和燒結(jié)的過(guò)程 ,而且由于在上模沖背面設(shè)有一套加熱原件 ,所以在不必要的情況下 ,可以設(shè)計(jì)的盡量短一些 ,便于加熱元件的熱量能夠更快且盡量減少消耗的傳遞過(guò)來(lái) 沖 的 外 輪 廓 與 剎 車(chē) 片 一 致 ,但 是 需 要 通 過(guò) 剎 車(chē) 片 背 板 的 的 兩 個(gè) 孔 進(jìn) 行 固定和定位 ,所以需要有兩個(gè) 14的圓形凸臺(tái) ， 所以長(zhǎng)度為 35加上厚度為 15注：陰模型腔的硬度約為 6265不得低于 60模沖除和陰模型腔一樣必須耐磨以外 ， 還必須具有韌性 ， 故模沖的硬度可比陰模稍低一些 ， 一般以 6063模具表面粗糙度愈小愈好 。 這不僅可以減少壓制成型時(shí)粉末與陰模型腔間的摩擦力 ， 且可增高壓坯密度的均勻性 ， 減低脫模壓力 。 文獻(xiàn)表明 ， 精細(xì)研磨的硬質(zhì)浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文15合 金 陰 模 型 腔 表 面 ， 可 時(shí) 脫 模 力 減 到 1/ ， 陰 模 型 腔 及 模 沖 端 面 粗 糙 度 極為重要 。 理論上 ， 粉末壓制成形模具中與粉末成形相關(guān)的任何表面 ， 粗糙度上都是越小越好，以不大于 所以 在 下 模 座 與 陰 模 之 間 需 要 一 組 陰 模 固 定 塊 來(lái) 支 撐 陰 模 一 下 模 座 之 間 的 這 片 空間 。 下 模 沖 長(zhǎng) 為 150陰 模 高 度 為 90陰 模 的 裝 粉 高 度 為 40所 以 固 定塊的高度至少為： 150-（ 90=100留出至少 1020終確定陰模固定塊的高度為 120模座和上模座由于需要裝置導(dǎo)柱和放置桿，而導(dǎo)柱在 大 于 350 的 導(dǎo) 柱 直 徑 需 要 60所 以 設(shè) 定 放 置 桿 的 直 徑 也 設(shè) 計(jì) 為 相同的 60終確定上下模座的面積為 700550度為 50熱板上表面設(shè)計(jì)成略小于上模座，以便于連接，而下表面用來(lái)傳遞熱量 ， 為了盡量不浪費(fèi)資源，設(shè)計(jì)成與上模沖大小一樣，厚度暫時(shí)定為 9010 90的內(nèi)六角螺釘，方便拆卸，連接緊密，強(qiáng)度高。8 50的內(nèi)六角螺釘連接，并且每一側(cè)用兩個(gè) 20的定位銷(xiāo)來(lái)確定位置和承受陰模的壓力。 耐磨性特別重要 。 粉末成形時(shí) ， 陰模承受巨大內(nèi)壓 。 為防止破損 ， 陰模大多以熱裝狀態(tài)使用 。 因此 ， 主要采用主要采用高硬度材料制造，并進(jìn)行熱處理。 在這里使用合金工具鋼 硬度要高于 60壓制成形用的模沖都不只是使用一次，二是 105106次 或更多，同時(shí)在使用過(guò)程中不得斷裂或產(chǎn)生塑性變形 ， 而且在負(fù)載作用下不會(huì)彈性脹大到擠進(jìn)陰模型腔中的程度 。 就量一個(gè)壓制周期中產(chǎn)生很小量的塑性變形 ， 經(jīng)過(guò)若干的壓縮周期后，也會(huì)使模沖發(fā)生相當(dāng)大的縮短與增厚。其后果可以想象：模沖縮短時(shí) ， 壓坯的高度會(huì)相應(yīng)的增高，而當(dāng)模沖增厚時(shí)，最終會(huì)擠進(jìn)陰模型腔與斷裂，而且 ，可能會(huì)損壞整套模具。 于是 ， 模沖必須具有高壓縮屈服強(qiáng)度 、 高的剛度及高的疲勞強(qiáng)度 。 除了上述性能外 ， 再由模沖形成壓制成型模具壁的一部分的場(chǎng)合 ， 模沖表面的硬度還必須足浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文17夠高。必要時(shí)，可十分精細(xì)的將模沖進(jìn)行表面硬化，以免發(fā)生脆裂和表面開(kāi)裂 。只有剛度最高的一類工具鋼適用于制造模沖 ， 最理想的情況是 ， 制造模沖的材料具備以下性能： （ 1）軟化退火時(shí)，切削性能好；（ 2）淬火硬化后，具有最高可能的剛度與疲勞強(qiáng)度；（ 3）在淬火硬化過(guò)程中，具有最高可能的尺寸穩(wěn)定性和最小 可能的對(duì)裂紋的敏感性；（ 4）最高可能的耐磨性；所以選擇使用 工具鋼 便是跟換模具，他們也都是通用的 ， 故具有不產(chǎn)生缺陷與壓痕的硬度是必要的 。 由于它們的尺寸余裕的場(chǎng)合居多 ， 故在強(qiáng)度方面 ， 沒(méi)有必要采用像模具那么高級(jí)的材料 。 可使用 ，硬度和模沖相同或略高即可。 這里選擇材料為 45號(hào)鋼 ，硬度與模沖一樣。第 4章 P=4 中 p金 屬粉 末平 均單 位流 動(dòng)壓 力坯 截面 積n壓 制模 中型 腔數(shù) 量 (對(duì) 一次 多件 壓制 )由于該剎車(chē)片只需要 45面積為 4500需壓制力使用原料粉末的成型壓力乘以該零件的截面積，所以壓力 F=45 4500=202500N，確定壓制力后 ,可選擇壓機(jī)的噸位 :4 中 力機(jī) 噸位 裕度 系數(shù) ， 制 后 制 件 的 頂 出 力 有 側(cè) 壓 力 粉 體 側(cè) 表 面 面 積 體 與 模 壁 的 摩 擦 系數(shù) （ =定： 4出力為： 3804 1045 106=30 選 用 ， 主 要 技 術(shù) 參 數(shù) 數(shù) 據(jù) ： 額 定 壓 制 力 40045； 脫 出 力1800陰模最大裝粉深度 120壓制速度范圍 624件 /上壓頭 /下速頭速度比 1:11:4。由于壓制成形模具在周期高載荷下工作 ， 因此 ， 必須對(duì)主要受力件進(jìn)行強(qiáng)度校核。 沖頭一般處于壓應(yīng)力狀態(tài)，其強(qiáng)度校核式為： =P/Fm （ 4-）式 中 P 金 屬粉 末壓 制力Fm 沖 頭最 小截 面積 工 具鋼 許用 應(yīng)力 =220000/4500= 用 值 范圍 常 用 值 范圍 常 用 值 范圍 常 用 值鐵基 5 鐵基 06 5浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文21鐵 、銅 壓坯 的燒 結(jié)收 縮率 度（ g/收縮率（ %） 工藝條件范圍 常用 值純鐵 0801150鐵 碳 3%，燒結(jié)溫 度10801120680830表 化學(xué)成分對(duì)收縮率有一定影響。不僅不同的金屬粉末收縮率差異較大，而且少量的合金元素添加劑 ， 對(duì)收縮率也有一定的影響 。 例如 ， 在鐵基材料中 ， 添加碳 、 硒 、 鋁 、 硼等元素 ， 使收縮率增大 ； 添加銅 ， 可阻礙收縮 ， 一定條件下可使收縮率接近零，甚至脹大。在銅基材料中，添加錫、磷等元素，可增大收縮率 ；添加鋅，在一定條件下，有阻礙收縮的作用。 提高壓坯密度，可是收縮率減小 ， 反之亦然。 燒結(jié)工藝對(duì)收縮率影響最為明顯。提高燒結(jié)溫度，收縮率增大。這因素最敏感 ， 尤其對(duì)于收縮率大的材料 。 延長(zhǎng)保溫時(shí)間 ， 是收縮率增大 。 保護(hù)氣氛是不能忽略的因素 ， 真空和良好的還原氣氛可增大收縮率 ， 反之則阻礙收縮率 ， 甚至脹大 。 尤其對(duì)于加有硅 、 鋁 、 錳合金元素的鐵基材料 ， 哪怕是少量的水蒸氣的存在亦會(huì)氧化。銅基材料對(duì)油污染氣氛較敏感，燒結(jié)氣氛中有油污的揮發(fā)存在 ， 則阻礙收縮 ， 甚至根本燒結(jié)不好 。 無(wú)論采用哪些燒結(jié)措施 ， 均可增大收縮率 ， 如鐵 、銅基材料的預(yù)氧化燒結(jié)；氣氛中加有少量的鹵族化合物以及物理措施。 在加工時(shí)需要留出燒結(jié)之后的形變量之后的余量 ， 在經(jīng)過(guò)復(fù)壓整形之后成為最終的產(chǎn)品。汽車(chē)剎車(chē)片模具設(shè)計(jì)2余量計(jì)算如下： 104 （ = 6章 1） 陰模的高度應(yīng)能容納壓坯所需要的松散粉末 ， 并使上下模沖有良好的定位和導(dǎo)向。 （ 2）能保證壓坯的幾何形狀和尺寸精度。（ 3）工作表面要有良好的粗糙度。（ 4）工作表面要有高的硬度和良好的耐磨性。（ 5）在工作壓力下應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。（ 6）根據(jù)產(chǎn)品的批量和復(fù)雜程度，選擇模具材料的優(yōu)劣。（ 7）結(jié)構(gòu)上應(yīng)便于制造和維修，便于安裝操作方便。（ 8）能使壓件完好的脫出壓膜。（ 9）1） 工作表面要有足夠的硬度和耐磨性 ， 材料的選擇與熱處理應(yīng)考慮有適當(dāng)?shù)捻g性。 （ 2）上下模沖對(duì)陰模和芯棒應(yīng)有良好的定位與導(dǎo)向，并有合理的配合間隙 ，復(fù)合的模沖 應(yīng)能脫出壓件。（ 3） 上下模沖的工作面和配合面應(yīng)有良好的粗擦度 ， 非工作段的外徑可適當(dāng)縮小，內(nèi)孔可適當(dāng)?shù)姆糯?，以減少精加工與陰模的摩擦。 （ 4）有關(guān)部位應(yīng)能保障不垂直度，不平行度和不同心度等技術(shù)要求。（ 5） 材 料 技術(shù)要求（長(zhǎng)度單位為 江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文23上 模 座 垂直度允差為 處理硬度 5墊 板 6導(dǎo) 柱 垂直度允差為 制處理硬度 座 處理硬度 0壓座 處理硬度 5接桿 制熱處理硬度 2表 覺(jué)得學(xué)了兩年的模具設(shè)計(jì) ， 一個(gè)不算太復(fù)雜的模具設(shè)計(jì)還不是手到擒來(lái) 。 隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的慢慢深入 ， 之前的自信也一點(diǎn)點(diǎn)的消減 ， 到了最后只知道學(xué) ， 不停地看書(shū) ， 不停地思考 ， 沉浸在模具設(shè)計(jì)這門(mén)深且廣的學(xué)科之中。 首先 ， 我做的開(kāi)題報(bào)告的相關(guān)資料的查閱與收集 ， 每讀一篇學(xué)術(shù)大拿們發(fā)表的文章 ， 就不得不對(duì)學(xué)術(shù)領(lǐng)域的專家們的奇思妙想所震驚 ， 越加的是自己感覺(jué)到在學(xué) 校 里 學(xué) 的 那 些 自 以 為 很 到 家 的 簡(jiǎn) 陋 知 識(shí) 簡(jiǎn) 直 連 皮 毛 都 算 不 上 ， 各 種 前 沿 的 技術(shù) ， 各種可預(yù)期的發(fā)展 ， 都使我這個(gè)見(jiàn)識(shí)淺薄的菜鳥(niǎo)對(duì)這些技術(shù)了解的欲望愈加的強(qiáng)烈 。 也是我對(duì)模具設(shè)計(jì)的興趣也愈加的濃厚 。 特別是沖壓模具這一類的大型模具 ， 幻想如果自己有一天能設(shè)計(jì)出一款幾十上百頓的大型模具并且能夠很好地完成預(yù)定的工作，壽命比同類的長(zhǎng)，價(jià)格比同類的低，那是何等的一種享受。本次畢業(yè)設(shè)計(jì) ， 首先我查閱了大量關(guān)于模具設(shè)計(jì)的一些資料 ， 模具行業(yè)的發(fā)展 ，是呈一個(gè)上升的趨勢(shì) ， 并且速度很快 ， 可以說(shuō)是一個(gè)很有前景的產(chǎn)業(yè) 。 模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位也越加的重要 。 生活中使用的生活用品 ， 可以說(shuō) 90%以上都是由模具生產(chǎn)出來(lái)的 ， 地上跑的汽車(chē) ， 海里跑的輪船 ， 天上飛的飛機(jī) ， 外殼或者許多零件也都是模具中的沖壓模具做出來(lái)的 ， 而另一個(gè)高速發(fā)展的模具行業(yè) 粉末冶金模具 ， 也由于汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展跟著迎來(lái)了的春天 ， 如今許多高強(qiáng)度的零件不如行星輪 ， 軸承 ， 各種齒輪 ， 都是由粉末冶金模具加工出來(lái)的 ， 而且種類也越來(lái)越繁多。 各種各樣的資料從各方面證明了模具行業(yè)的發(fā)展前景是很廣闊的 ， 進(jìn)入這個(gè)行業(yè)并不是一個(gè)錯(cuò)誤的選擇。 接下來(lái)根據(jù)老師給予的題目 ， 剎車(chē)片的壓制成形 ， 本來(lái)以為是沖壓模具的領(lǐng)域 ，但是經(jīng)過(guò)大量的查閱資料和了解 ， 發(fā)現(xiàn)這是粉末冶金模具的領(lǐng)域 ， 由于之前對(duì)粉末冶金的知識(shí)接觸的并不是很多 ， 但為了做好本次畢業(yè)設(shè)計(jì) ， 在圖書(shū)館和網(wǎng)上耗費(fèi)大量的時(shí)間自學(xué)了許多關(guān)于粉末買(mǎi)冶金和粉末冶金模具設(shè)計(jì)的只是 ， 大大的充實(shí)了自己，并對(duì)自己后一步模具設(shè)計(jì)奠定了良好的基礎(chǔ)。 對(duì)于模具設(shè)計(jì) ， 我們首先就要先知道設(shè)計(jì)的東西有什么要求 ， 特別是主要的零部件 ， 如果什么都不知道 ， 那也就談不上是真正實(shí)際的設(shè)計(jì) ， 所以古往今來(lái)前人總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)是必須要看的，比如：壓機(jī)的選用原則，需要根據(jù)壓坯的壓力 ，浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文25壓機(jī)的速度 ， 批量的大小等等來(lái)進(jìn)行合理的選擇 。 同理 ， 壓坯的設(shè)計(jì)和模具的選擇也有許多在實(shí)際選擇中要遵守的準(zhǔn)則 。 由于自身能力水平的有限 ， 許多要求也可能沒(méi)有考慮進(jìn)去 ， 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我會(huì)盡量注意 ， 并且隨時(shí)隨地查閱資料來(lái)進(jìn)行糾正。之后的就進(jìn)入了真正的模具設(shè)計(jì)和材料選擇的環(huán)節(jié) ， 在此過(guò)程中 ， 我借鑒了許多前輩的設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) ， 深刻的理解各種方案的優(yōu)缺點(diǎn) ， 并且在此基礎(chǔ)上 ， 合理的加入了自己的想法 ， 經(jīng)過(guò)零件壓制的要求和實(shí)際的一些客觀要求 ， 選擇了最佳的加熱和頂出方案 。 之后的陰模設(shè)計(jì) ， 根據(jù)書(shū)中的裝粉高度公式 ， 計(jì)算出了陰模的高度 ， 再由陰模的高度 ， 計(jì)算出了下模沖的高度并且合理的選擇了上模沖的高度 ，再 根 據(jù) 前 輩 們 總 結(jié) 的 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 和 行 業(yè) 中 的 一 些 內(nèi) 部 規(guī) 定 ， 設(shè) 定 了 各 個(gè) 部 件 的 厚度 。 并且 ， 確定了連接方式 。 之后對(duì)于模具材料的選擇 ， 也選擇了如今應(yīng)用最廣并 且 各 方 面 性 能 都 很 出 色 的 鋼 來(lái) 作 為 核 心 零 件 陰 模 和 上 下 模 沖 的材料。其他模架的零件也選用了應(yīng)用最廣的 45號(hào)鋼。應(yīng)用最廣并不代表最差，而是綜合性能最出色的體現(xiàn) ， 還有一方面就是模具設(shè)計(jì)并不能只看重模具的工作性 能 出 色 與 否 ， 還 要 考 慮 當(dāng) 零 件 損 壞 后 更 換 是 否 方 便 并 且 便 宜 的 情 況 ， 而5號(hào)鋼在這些方面可以說(shuō)是占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)的。當(dāng)全部設(shè)計(jì)完畢，選定了材料之后，并不是完結(jié)，之后還有許多事情要做 ， 比如接下來(lái)要做的強(qiáng)度的校核 ， 選定了模具的形狀和材料 ， 他們?cè)趬簷C(jī)下是否能在規(guī)定的情況下完好地完成需要的動(dòng)作和能否承受壓機(jī)的壓力等等 。 由于經(jīng)驗(yàn)技術(shù)和知識(shí)的限制 ， 如壽命的計(jì)算并沒(méi)有科學(xué)的計(jì)算公式 ， 只有每個(gè)師傅自己掌握的一些經(jīng)驗(yàn)公式 ， 使得本人沒(méi)有辦法對(duì)一些方面進(jìn)行校核 ， 慚愧的同時(shí)并表示遺憾 。之后是在加工和裝配式需要注意的問(wèn)題 ， 其中最重要的就是各模具零件之間的間隙問(wèn)題了 ， 間隙的預(yù)留不能太小 ， 否則會(huì)嚴(yán)重影響零件間的工作狀態(tài)并且使得零件在壓機(jī)的壓力下加速磨損，大大減小使用壽命，還有出現(xiàn)崩裂的危險(xiǎn)情況 。間隙過(guò)大會(huì)出現(xiàn)粉末泄露 ， 運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)等狀況 ， 所以間隙的適當(dāng)也是在模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須加以慎重考慮的 ， 由于水平的限制 ， 有許多應(yīng)該考慮的因素可能沒(méi)有考慮到，希望在不遠(yuǎn)的將來(lái)能夠更進(jìn)一步。 接下來(lái)要考慮的就是零件的粗糙度問(wèn)題了，特別是工作零件表面的粗糙度 ， 一定要加以重視 ， 因?yàn)樵谫Y料中顯示 ， 當(dāng)陰模粗糙度降低到一定程度時(shí) ， 零件的脫汽車(chē)剎車(chē)片模具設(shè)計(jì)26模力竟然可以降到原來(lái)的 1/7，因此，陰模型腔及模沖端面粗糙度極為重要 。 而硬度也是一個(gè)很重要考慮因素 ， 陰模型腔的硬度約為 6265不得低于 60沖除和陰模型腔一樣必須耐磨以外 ， 還必須具有韌性 ， 故模沖的硬度可比陰模稍低一些，一般以 6063他零件的加工要求并不像主要零件這么嚴(yán) ， 但是粗糙度和平面度的要求也有嚴(yán)格的要求 ， 為了保證壓制出來(lái)的零件滿足初始的要求 ， 各個(gè)零件的要求也不是可有可無(wú)的陪襯 。 限于水平 ， 各種計(jì)算出來(lái)的平面要求會(huì)有一定的錯(cuò)誤 ， 感謝老師的指正。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中 ， 我深切的體會(huì)到了模具行業(yè)的旺盛活力和無(wú)限的發(fā)展前景 ， 每天都有新的技術(shù)出現(xiàn) ， 各種能夠用應(yīng)用于模具的新材料層出不窮 ， 模具的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地深入各個(gè)領(lǐng)域 ， 制作的零件的復(fù)雜程度也越來(lái)越高 ， 制作出來(lái)的各方面的指標(biāo)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他制作方法 ， 真正貫徹了多 、 快 、 好 、 省的各項(xiàng)大環(huán)境的要求 ， 把模具發(fā)展水平看成是一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平的體現(xiàn)之一還是有一定的科學(xué)依據(jù)在里面的 ， 這么一個(gè)在工業(yè)領(lǐng)域里極具代表行的產(chǎn)業(yè) ， 確實(shí)是一個(gè)很好地標(biāo)志 。 在大學(xué)里選擇了模具方向的課程并沒(méi)有讓我感到失望 。 相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，模具的發(fā)展不僅會(huì)在產(chǎn)量高，質(zhì)量好，材料省這些方面越來(lái)越好 ， 也一定能在環(huán)保，清潔等方面做出一定的突破，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)就會(huì)實(shí)現(xiàn)。浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文27參考文獻(xiàn)1王 樹(shù)勛 實(shí) 用技 術(shù)設(shè) 計(jì)綜 合手 冊(cè) M理 工大 學(xué)出 版社 195850 9862趙 忠、 周康 、丁 仁亮 材 料及 熱處 理 M工 業(yè)出 版社 20695 1233趙 占西 主編 ， 材料 成形 技術(shù) 基礎(chǔ) ， 北 京： 機(jī) 械工 業(yè)出 版社 出版 ， 1864徐 灝 設(shè) 計(jì)手 冊(cè) (第 3,4卷 )M :機(jī) 械工 業(yè)出 版社 ， 2915,19713443， 7489878809美 國(guó) 金 屬 協(xié) 會(huì) 主 編 手 冊(cè) :第 七 卷 ,粉 末 冶 金 版 :機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ,19468 6910粉 末 冶 金 模 具 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 編 寫(xiě) 組 冶 金 模 具 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) :機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ,197834 361中 國(guó)材 料工 程大 典 ,第