中南大学模具设计设计说明要点

粉末冶金模具设计说明书 学院：粉末冶金研究院 班级：材料化学 姓名： 学号： 前言材料是中国四大产业之一，它包括有机高分子材料、复合材料、金属材料及无机非金属材料。粉末冶金技术作为金属材料制造的一种，以其不可替代的独特优势与其它制造方法共同发展。粉末冶金相对其它冶金技术来说具有：成本低；加工余量少；原料利用率高；能生产多孔材料等其它方法不能生产或着很难生产的材料等优势。粉末冶金是制取金属粉末以及将金属粉末或金属粉末与非金属粉末混合料成型和烧结来制取粉末冶金材料或粉末冶金制品的技术。粉体成形是粉体材料制备工艺的基本工序。模具是实现粉体材料成形的关键工艺装备。模具的设计要尽可能的接近产品的形状，机构设计合理表面光滑，减少应力集中，避免压坯分层、开裂。模具本身要有一定的强度保证压制的次数，不易变形。粉体模压成形模具主要零件包括：阴模、芯杆、模冲。模具设计首先要厂家提供产品图，再确定成型的方式，收集压坯设计的基本参数（包括：松装密度、压坯密度、粉体的流动性、及烧结收缩系数等。）来算得压坯的尺寸。根据压坯形状尺寸以及服役条件和要求来设计出成型模具尺寸，校核模具强度。最后在用模具试压，若压坯合格，则此模具复合要求。本次课程设计之前，我们已经学习了热处理原理与工艺、粉末冶金原理等相关课程的知识。这次在老师的指导下，和同学的相互讨论，自己查阅资料，基本上懂得了模具设计的步骤和方法。相信经过这次设计后，对以后的工作会有很大的帮助。 一，设计任务 已知：零件材质为Fe-0.6C，压坯密度为6.72g/cm3，原料粉末的松装密度为2.58g/cm3，年产量为50万件。二，压坯设计1，产品零件分析 由于兰高度较小，且宽度较窄，可以采用带台阶的阴模，因上下两端面都带有台阶，所以用组合模冲。考虑到产品的高度和厚度比较大，为防止压坯密度不均，采用摩擦芯杆压模结构。2，压缩比的确定我们已知：压坯密度 压=6.72g/cm3 原料粉末的松装密度 松=2.58g/cm3由此我们可知压缩比(填装系数) K =压/松= 2.60三，压制成型与压力机选择1，压制压力的确定取单位压制正压力为500Mpa。压坯受压横截面积：S正=(1515-55)=628.3mm2总的压制压力F=PS=500Mpa628.3mm2=314.15kN2，压制方式选择 S侧芯=1030=942.5mm2 S侧阴=2025+305=2042.0mm2 S侧/S正=（S侧芯+S侧阴）/ S正=（942.5+2042.0）/ 628.3=4.7515+7+15+5=42mm，取42mm。上冲头2的内径为20.09-0.020-0.041mm,外径为30.08-0.009-0.025mm。内上模冲尺寸內上模冲的高度应大于松装粉末的高度减去压坯的高度加上外模冲的高度H上184-30+42=96mm，取100mm。 上冲头1的内径为10+0.020+0.005mm,外径为20.09-0.020-0.041mm。 六、压模零件加工1.压模零件材料的选择查表得阴模材料选用GCr15，上下模冲材料选用T10A，芯棒材料选用T10A。2.压模零件热处理模具热处理是模具加工的重要环节，是保证模具质量和提高模具寿命的关键序，因此必须根据所选定的材料制定合理的热处理工艺。阴模加工工艺流程：芯棒加工工艺流程：模冲加工工艺流程：热处理工艺锻造工艺：始锻温度10501100 终锻温度 850880退火工艺：790810保温26h，以2030h，冷却到550后炉冷或空冷，退火态硬度170207HB淬火工艺：缓慢预热至600，快速加热至830，油冷回火工艺：150400 硬度5964HRC七、模具零件的技术要求1.阴模要求阴模高度应能容纳压制所需的松散粉末，并使上、下模冲有良好的定位和导向；能保证压坯外形的几何形状和尺寸精度；工作面的粗糙度Ra0.8um；工作表面要有高的硬度和良好的耐磨性；在工作压力下应具有足够的强度和刚性； 根据产品的批量和复杂程度，选择合适的阴模材料结构上应便于制造和维修，使用安全，操作方便能使压坯完好的脱出平磨后需退磁2.芯棒要求保证压坯内腔的几何形状和尺寸精度工作面的粗糙度Ra0.8um；与上下模冲应有良好的配合、定位和导向工作段应有高的硬度平磨后需退磁3.模冲要求工作表面要有足够高的硬度和良好的耐磨性，材料的选择与处理应考虑有适当的韧性；上、下模冲对阴模和芯棒应有良好的配合、定位和导向，并有合理的配合间隙，复合的模冲（即有压套时）应能脱出压坯上下模冲的工作面和配合面的粗糙度Ra0.8um，非工作段的外