粉末冶金模具設(shè)計說明書題目粉末冶金多臺面零件壓制實例學(xué)生田國建指導(dǎo)教師周瑞班級冶金一班學(xué)號0945562124目錄1前言22設(shè)計目標(biāo)33壓坯及模壓零件選材34壓坯設(shè)計341壓坯形狀設(shè)計342壓坯密度設(shè)計45壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計要求及具體尺寸設(shè)計551壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計要求552壓模零件尺寸設(shè)計6521陰模尺寸設(shè)計6522芯棒尺寸設(shè)計6523上下模沖尺寸設(shè)計761各零件加工流程762各零件熱處理87強度校核88整體壓制過程簡介9101前言粉末冶金是制取金屬粉末以及將金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末混合料成型和燒結(jié)來制取粉末冶金材料和粉末冶金制品的技術(shù)。粉體成形是粉體材料制備工藝的基本工序。模具是實現(xiàn)粉體材料成型的關(guān)鍵工藝裝備。模具的設(shè)計要盡可能的接近產(chǎn)品的形狀，機構(gòu)設(shè)計合理表面光滑，減少應(yīng)力集中，避免壓坯分層、開裂。模具本身要有一定的強度保證壓制的次數(shù)，不易變形。粉體模壓成形模具主要零件包括陰模、芯桿、模沖。模具設(shè)計首先要廠家提供產(chǎn)品圖，再確定成型的方式，收集壓坯設(shè)計的基本參數(shù)包括松裝密度、壓壞密度、粉體的流動性、及燒結(jié)收縮系數(shù)等。來算得壓坯的尺寸。根據(jù)壓壞形狀尺寸以及服役條件和要求來設(shè)計出成型模具尺寸，校核模具強度。最后再用模具試壓，若壓坯合格，則此模具符合要求。這次在老師的指導(dǎo)下，和同學(xué)的相互討論，自己查閱資料，基本上懂得了模具設(shè)計的步驟和方法。相信經(jīng)過這次設(shè)計后，對以后的工作會有很大的幫助。2設(shè)計目標(biāo)本課程設(shè)計的任務(wù)是生產(chǎn)一批鐵質(zhì)多臺面模坯，其形狀和尺寸如下圖3壓坯及模壓零件選材31壓坯材料選用水霧化鐵粉MP32，松裝密度為252G/CM3,生坯密度為680G/CM3，壓制壓力位447MPA。32模壓零件材料都選用耐磨耐壓合金工具鋼GCR15。4壓坯設(shè)計41壓坯形狀設(shè)計壓坯形狀應(yīng)盡可能與產(chǎn)品零件相同或相近近凈成形，滿足產(chǎn)品的功能要求。同時，還應(yīng)考慮壓制成形過程裝粉、壓制、脫模的要求及壓模結(jié)構(gòu)和剛度等對壓坯形狀、尺寸、質(zhì)量的響。應(yīng)從幾個方面綜合考慮從裝粉和壓壞密度的均勻性考慮從壓壞脫模的角度考慮從減小模壓成形難反、簡化模具結(jié)構(gòu)考慮從模具零件強度和使用壽命考慮等。燒結(jié)收縮率與混合料成分、粒度、壓壞密度、燒結(jié)工藝有關(guān)。它通常以不出現(xiàn)分層的最大密度或壓制壓力確定燒結(jié)收縮率。鐵基制品燒結(jié)收縮率一般為0520。綜合考慮壓坯形狀如下圖42壓坯密度設(shè)計鐵基制品有低中高的強度要求之分，壓坯密度通常設(shè)計為5671G/315左右孔隙度。成形壓力達到700MPA。本產(chǎn)品的壓坯密度取680G/3，壓縮比K68/25227，成形壓力為447MPA。5壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計要求及具體尺寸設(shè)計51壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計要求粉體模壓成形模具主要零件包括陰模、芯桿、模沖。在進行模具零件結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)考慮壓制成形過程要求、安全（人身、設(shè)備、模具）要求、與模架連接要求、裝配要求、制造要求等。陰模要求陰模高度應(yīng)能容納壓制所需的松散粉末，并使上、下模沖有良好的定位和導(dǎo)向；能保證壓坯外形的幾何形狀和尺寸精度；工作面的粗糙度RA08UM；工作表面要有高的硬度和良好的耐磨性；在工作壓力下應(yīng)具有足夠的強度和剛性；根據(jù)產(chǎn)品的批量和復(fù)雜程度，選擇合適的陰模材料結(jié)構(gòu)上應(yīng)便于制造和維修，使用安全，操作方便能使壓坯完好的脫出平磨后需退磁。芯棒要求保證壓坯內(nèi)腔的幾何形狀和尺寸精度工作面的粗糙度RA08UM；與上下模沖應(yīng)有良好的配合、定位和導(dǎo)向工作段應(yīng)有高的硬度平磨后需退磁。模沖要求工作表面要有足夠高的硬度和良好的耐磨性，材料的選擇與處理應(yīng)考慮有適當(dāng)?shù)捻g性；上、下模沖對陰模和芯棒應(yīng)有良好的配合、定位和導(dǎo)向，并有合理的配合間隙，復(fù)合的模沖（即有壓套時）應(yīng)能脫出壓坯上下模沖的工作面和配合面的粗糙度RA08UM，非工作段的外徑可適當(dāng)縮小，內(nèi)徑可適當(dāng)放大，減少精加工量和陰模、芯棒之間的摩擦有關(guān)部位應(yīng)能保證垂直度、平行度和同軸度等技術(shù)要求平磨后需退磁。52壓模零件尺寸設(shè)計521陰模尺寸設(shè)計陰模內(nèi)徑DDCP（1CE），查表得DCP60，C010，E030。則D5988MM。陰模壁厚一般為1030，這里先取20MM，則陰模外徑D100MM。陰模高度的計算公式為HFH粉H上H下。（其中H上上模沖定位高度；H下下模沖定位高度；H粉粉體松裝高度。）下模沖的定位高度H下是根據(jù)下模沖與陰模之間的裝配需要而選定的。一般取1050MM，這里取25MM。由于壓坯前后質(zhì)量不變，則302X216102X135202X81（302102）XH粉，則求得H粉185MM，則HF185250210MM。522芯棒尺寸設(shè)計芯棒內(nèi)徑DDCP1CE1996MM。523上下模沖尺寸設(shè)計根據(jù)壓制要求，上模沖分別取高度185MM和130MM，內(nèi)徑與壓坯相符合。下模沖，查公式得，HHF（2530MM）21025235MM。6各零件加工流程及熱處理61各零件加工流程陰模加工工藝流程芯棒加工工藝流程模沖加工工藝流程62各零件熱處理鍛造工藝始鍛溫度10501100終鍛溫度850880；退火工藝790810保溫26H，以2030H，冷卻到550后爐冷或空冷，退火態(tài)硬度170207HB；淬火工藝緩慢預(yù)熱至600，快速加熱至830，油冷；回火工藝150400硬度5964HRC。7強度校核壓制過程中陰模采用合金工具鋼GCR15，查表得按第二強度理論建立條件其中MR/R100/60167；查表得鐵的V028；P側(cè)VP/（1V）028X447/102817383MPAB17383379/179028408MPA1617MPA綜上所述，滿足強度條件。8整體壓制過程簡介壓制這個零件的共步順序如下當(dāng)模沖、陰模、芯棒位于其最高位置時，用鐵粉充填陰模型腔；上模沖下行與粉末體接觸；粉體處于壓制的初期階段上模沖（內(nèi)上模沖速度快些）與陰模都下行，