粉末冶金模具设计-毕业设计

粉末冶金模具设计说明书题目粉末冶金多台面零件压制实例学生田国建指导教师周瑞班级冶金一班学号0945562124目录1前言22设计目标33压坯及模压零件选材34压坯设计341压坯形状设计342压坯密度设计45压模结构设计要求及具体尺寸设计551压模结构设计要求552压模零件尺寸设计6521阴模尺寸设计6522芯棒尺寸设计6523上下模冲尺寸设计761各零件加工流程762各零件热处理87强度校核88整体压制过程简介9101前言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和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型的关键工艺装备。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、压坏密度、粉体的流动性、及烧结收缩系数等。来算得压坯的尺寸。根据压坏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。最后再用模具试压，若压坯合格，则此模具符合要求。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。2设计目标本课程设计的任务是生产一批铁质多台面模坯，其形状和尺寸如下图3压坯及模压零件选材31压坯材料选用水雾化铁粉MP32，松装密度为252G/CM3,生坯密度为680G/CM3，压制压力位447MPA。32模压零件材料都选用耐磨耐压合金工具钢GCR15。4压坯设计41压坯形状设计压坯形状应尽可能与产品零件相同或相近近净成形，满足产品的功能要求。同时，还应考虑压制成形过程装粉、压制、脱模的要求及压模结构和刚度等对压坯形状、尺寸、质量的响。应从几个方面综合考虑从装粉和压坏密度的均匀性考虑从压坏脱模的角度考虑从减小模压成形难反、简化模具结构考虑从模具零件强度和使用寿命考虑等。烧结收缩率与混合料成分、粒度、压坏密度、烧结工艺有关。它通常以不出现分层的最大密度或压制压力确定烧结收缩率。铁基制品烧结收缩率一般为0520。综合考虑压坯形状如下图42压坯密度设计铁基制品有低中高的强度要求之分，压坯密度通常设计为5671G/315左右孔隙度。成形压力达到700MPA。本产品的压坯密度取680G/3，压缩比K68/25227，成形压力为447MPA。5压模结构设计要求及具体尺寸设计51压模结构设计要求粉体模压成形模具主要零件包括阴模、芯杆、模冲。在进行模具零件结构设计时，应考虑压制成形过程要求、安全（人身、设备、模具）要求、与模架连接要求、装配要求、制造要求等。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RA08UM；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。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RA08UM；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。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RA08UM，非工作段的外径可适当缩小，内径可适当放大，减少精加工量和阴模、芯棒之间的摩擦有关部位应能保证垂直度、平行度和同轴度等技术要求平磨后需退磁。52压模零件尺寸设计521阴模尺寸设计阴模内径DDCP（1CE），查表得DCP60，C010，E030。则D5988MM。阴模壁厚一般为1030，这里先取20MM，则阴模外径D100MM。阴模高度的计算公式为HFH粉H上H下。（其中H上上模冲定位高度；H下下模冲定位高度；H粉粉体松装高度。）下模冲的定位高度H下是根据下模冲与阴模之间的装配需要而选定的。一般取1050MM，这里取25MM。由于压坯前后质量不变，则302X216102X135202X81（302102）XH粉，则求得H粉185MM，则HF185250210MM。522芯棒尺寸设计芯棒内径DDCP1CE1996MM。523上下模冲尺寸设计根据压制要求，上模冲分别取高度185MM和130MM，内径与压坯相符合。下模冲，查公式得，HHF（2530MM）21025235MM。6各零件加工流程及热处理61各零件加工流程阴模加工工艺流程芯棒加工工艺流程模冲加工工艺流程62各零件热处理锻造工艺始锻温度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。7强度校核压制过程中阴模采用合金工具钢GCR15，查表得按第二强度理论建立条件其中MR/R100/60167；查表得铁的V028；P侧VP/（1V）028X447/102817383MPAB17383379/179028408MPA1617MPA综上所述，满足强度条件。8整体压制过程简介压制这个零件的共步顺序如下当模冲、阴模、芯棒位于其最高位置时，用铁粉充填阴模型腔；上模冲下行与粉末体接触；粉体处于压制的初期阶段上模冲（内上模冲速度快些）与阴模都下行，