中南大學(xué)粉冶院課程設(shè)計(jì)之模具設(shè)計(jì)說明.doc

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1、.word可編輯.粉末冶金模具設(shè)計(jì)——課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：姓名：王XX班級：學(xué)號：2012年12月25日.專業(yè).專注..word可編輯.目錄一、引言二、設(shè)計(jì)任務(wù)書三、工藝流程設(shè)計(jì)四、壓坯設(shè)計(jì)1、產(chǎn)品零件分析2、壓坯形狀的設(shè)計(jì)3、壓坯尺寸的計(jì)算4、壓坯精度的設(shè)計(jì)5、壓坯密度與單重的確定五、壓制方式與壓機(jī)的選擇1、壓制壓力及脫模壓力計(jì)算2、壓制方式的選擇3、壓機(jī)的選擇4、壓模的設(shè)計(jì)六、模具零件的設(shè)計(jì)1、零件尺寸的計(jì)算2、壓模零件材料的選擇七、附圖.專業(yè).專注..word可編輯.一、引言材料是中國四大產(chǎn)業(yè)之一，它包括有機(jī)高分子材料、復(fù)合材料、金屬材料及無機(jī)非金屬材

2、料。粉末冶金技術(shù)作為金屬材料制造的一種，以其不可替代的獨(dú)特優(yōu)勢與其它制造方法共同發(fā)展。粉末冶金相對其它冶金技術(shù)來說具有：成本低；加工余量少；原料利用率高；能生產(chǎn)多孔材料等其它方法不能生產(chǎn)或著很難生產(chǎn)的材料等優(yōu)勢。粉末冶金是采用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或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(shí)現(xiàn)粉體材料成形的關(guān)鍵工藝裝備。模具的設(shè)計(jì)要盡可能的接近產(chǎn)品的形狀，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(qiáng)度保證壓制的次數(shù)，不易變形。粉體模壓成形模具主要

3、零件包括：陰模、芯桿、模沖。模具設(shè)計(jì)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(jì)的基本參數(shù)（包括：松裝密度、壓坯密度、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)壓坯形狀尺寸以及服役條件和要求來設(shè)計(jì)出成型模具尺寸，校核模具強(qiáng)度。最后在用模具試壓，若壓坯合格，則此模具符合要求。本次課程設(shè)計(jì)之前，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了《熱處理原理與工藝》、《粉體材料成形設(shè)備與模具設(shè)計(jì)》、《粉末冶金原理》、《硬質(zhì)合金》等相關(guān)課程的知識。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(jì)的步驟和方法。相信經(jīng)過這次設(shè)計(jì)后，對以后的工作會有很大的幫助

4、。.專業(yè).專注..word可編輯.三、工藝流程設(shè)計(jì)本產(chǎn)品為Fe基零件，粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)大致工藝流程如下：合格混料制粉（還原法制取鐵粉，電解法制取銅粉）混合（鐵粉+炭粉+銅粉+硬脂酸鋅）后續(xù)處理質(zhì)檢合格產(chǎn)品壓制燒結(jié)1、制粉采取還原法制取多孔海綿狀的鐵粉，采用電解法制取樹枝狀的銅粉，其成形性較好。2、混料以鐵粉為主要原料，添加石墨炭、銅粉及其他少量合金元素（例如Mn、V等，根據(jù)不同的使用性能添加不同種類和含量的合金元素）。這里，原料配比為Fe-(1.5~2)Cu-(0.6~0.7)C（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%），再加入適量的硬脂酸鋅充當(dāng)成形劑，然后進(jìn)行混料均勻。3、成

5、形混料均勻后，根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量算出粉末單重，裝粉壓制。鐵基材料壓制壓力一般在400~700MPa，根據(jù)產(chǎn)品的尺寸，依照下文計(jì)算這里選取壓制壓力600MPa。4、燒結(jié)將壓制的壓坯放置在采用還原性氣氛的鉬絲爐中進(jìn)行燒結(jié)，通過緩慢加熱、保溫、冷卻三個(gè)階段，該鐵基制品采用1120℃的燒結(jié)溫度。由于高溫下不同種類原子的相互擴(kuò)散，粉末表面氧化物的被還原以及變形粉末的再結(jié)晶，使粉末顆粒相互結(jié)合，提高了粉末冶金制品的強(qiáng)度，并獲得與一般合金相似的組織。經(jīng)燒結(jié)后的制件中，仍然存在一些微小的孔隙，屬于.專業(yè).專注..word可編輯.典型粉末冶金產(chǎn)品。5、后續(xù)處理一般燒結(jié)好的壓坯能

6、夠達(dá)到所需性能，可直接使用。但有時(shí)還需進(jìn)行必要的后處理。如精整處理，可提高制件的密度和尺寸形狀精度；對鐵基粉末冶金制件進(jìn)行淬火、表面淬火等處理可改善其機(jī)械性能；為達(dá)到潤滑或耐蝕目的而進(jìn)行浸油或浸漬其它液態(tài)潤滑劑；將低熔點(diǎn)金屬滲入制件孔隙中去的熔滲處理，可提高制件的強(qiáng)度、硬度、可塑性或沖擊韌性等。四、壓坯設(shè)計(jì)所謂壓坯設(shè)計(jì)，就是確定所要壓制成型的壓坯的幾何尺寸與形狀、尺寸精度和形狀位置精度、壓坯密度等。1、產(chǎn)品零件分析本產(chǎn)品為Fe-0.6C的鐵基材料，壓坯密度為6.5g/cm3，原料的粉末松裝密度為2.5g/cm3，年產(chǎn)量為40萬件。壓坯的壓縮比為K=6.5/

7、2.5=2.6。2、壓坯形狀的設(shè)計(jì)產(chǎn)品的形狀及尺寸見模具設(shè)計(jì)任務(wù)書所示，壓坯的形狀和零件形狀基本相同。可知該零件為等截面零件，在圓環(huán)柱上挖去四個(gè)對稱分布的Φ10的圓柱。3、壓坯尺寸的計(jì)算由《粉體材料成形設(shè)備與模具設(shè)計(jì)》P161查得，壓坯密度為6.5g/cm3的鐵基制品的軸向彈性后效t1=1.2%，軸向燒結(jié)收縮率s1=2.0%.專業(yè).專注..word可編輯.，徑向彈性后效t2=0.25%，徑向燒結(jié)收縮率s2=0.8%。所以壓坯尺寸：壓坯高度：h=15×（1-t1+s1）=15×1-0.012+0.02=15.12mm壓坯外徑：D=120×1-t2+s2=12

8、0×1-0.0025+0.008=120.66mm壓坯內(nèi)徑：d=4