【正文】 程中不但有引起粉末顆粒位移、變形或斷裂，從而導(dǎo)致內(nèi)部孔隙減少，顆粒之間接 觸面積增加，壓坯密度提高的外力作用，而且也存在粉末與粉末、粉末與模壁之間的摩擦阻力，模壁與壓坯之間的側(cè)壓力和使壓坯從模腔中脫出所需要的脫模壓力。 （ 1） 壓制壓力 壓制壓力是為獲得所要求的壓坯密度和強(qiáng)度施加到粉末體上的外加總壓力。壓制壓力的大小隨粉體的單位壓制壓力和壓坯橫截面積的不同而不同。在這種內(nèi)應(yīng)力的作用下，壓坯 力圖向外膨脹，其中在垂直于壓制方向上，壓坯對(duì)模壁產(chǎn)生一個(gè)水平方向的側(cè)壓力，引起陰模發(fā)生彈性膨脹。 單向壓制方式對(duì)壓坯密度分布的影響 單向壓制示意圖 密度變化 摩擦壓力損失與坯塊尺寸的關(guān)系： 單向壓制只有一個(gè)活動(dòng)模沖，通常是上模沖動(dòng)，下模沖不動(dòng)。為了減小坯塊上下密度差，單向壓制只壓制比較薄的坯塊。 因?yàn)榉勰w在壓模內(nèi)受力后向各個(gè)方向流動(dòng)，于是引起垂直于壓模壁的側(cè)壓力。 為了改善壓坯密度的不均勻性，一般采取以下措施： 1）減小摩擦力：模具內(nèi)壁上涂潤(rùn)滑油或采用內(nèi)壁更光潔的模具； 2）采用雙向壓制以改善壓坯密度分布的不均勻 性； 3）模具設(shè)計(jì)時(shí)盡量降低高徑比。 不同的成形方法需要采用不同的成形設(shè)備。 壓制工具系統(tǒng) 由壓機(jī)、模架及模具組成的具有不同動(dòng)作功能特征，能滿(mǎn)足壓制過(guò)程動(dòng)作要求的工作系統(tǒng)稱(chēng)之為壓制工具系統(tǒng)， 分為： （ 1）帶多模板模架的多動(dòng)作壓機(jī)配置結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的壓模所組成的工具系統(tǒng)； （ 2）簡(jiǎn)單動(dòng)作壓機(jī)配置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的模架和模具所組成的工具系統(tǒng)。 模壓成形動(dòng)作曲線(xiàn) 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 壓模結(jié)構(gòu)分析 單向自動(dòng)壓模 相同點(diǎn)：?jiǎn)蜗蜃詣?dòng)壓模和單向手動(dòng)壓模一樣，都是用來(lái)成形壓坯側(cè)面積與橫截面積的比值 S 側(cè) /S 截 =K，或圓柱體壓坯的高徑比 H/D=K/4 及圓環(huán)狀壓坯的高厚比 H/D=K/2 的壓坯。 壓制過(guò)程自動(dòng)化與自動(dòng)壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 壓模過(guò)程自動(dòng)化對(duì)壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求 16 壓制過(guò)程自動(dòng)化是指壓機(jī)及其工具系統(tǒng)按照要求連續(xù)不斷、自動(dòng)有序、安全高效完成送粉、壓制、脫模、復(fù)位等壓制成形動(dòng)作。這種自動(dòng)壓模結(jié)構(gòu)主要包括自動(dòng)送粉、自動(dòng)壓制、自動(dòng)脫模與自動(dòng)復(fù)位這三部分。 壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 粉體模壓成形模具主要零件包括：陰模、芯桿、模沖。 陰模要求： ① 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； ② 能保證壓坯外形的幾何形狀和尺寸精度； ③ 工作面的粗糙度Ra≤； 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)具有足夠的強(qiáng)度和剛性； ⑥ 根據(jù)產(chǎn)品的批量和復(fù)雜程度，選擇合適的陰模材料 ⑦結(jié)構(gòu)上應(yīng)便于制造和維修，使用安全，操作方便 ⑧ 能使壓坯完好的脫出 ⑨ 平磨后需退磁。 模沖要求： ① 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； ② 上、下模沖對(duì)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(shí)）應(yīng)能脫出壓坯 ③ 上下模沖的工作面和配合面的粗糙度 Ra≤，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 ④ 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 ④ 平磨后需退磁。對(duì)于垂直于壓制方向上截面尺寸形狀不發(fā)生變化的等截面（等高）壓坯來(lái) 說(shuō)，無(wú)論截面形狀是圓形、環(huán)形、矩形、多邊形，還是其他不規(guī)則形狀，都只帶有上下兩個(gè)平行端面。成形這類(lèi)壓坯的模架相對(duì)比較簡(jiǎn)單，一塊安裝固定上模沖的上模板、一塊（個(gè)）安裝固定下模沖的下模板、一塊（個(gè)）安裝陰模的陰模板（或陰模座）和安裝固定芯桿的模板及必要的導(dǎo)向、連接類(lèi)零件即可。 由于設(shè)計(jì)的零件為等截 面的壓坯，所以選用簡(jiǎn)單的 A 類(lèi)模架結(jié)構(gòu)，即一上 18 一下式模架。 因?yàn)樵趬褐七^(guò)程中，鋼模的截面積可認(rèn)為沒(méi)有發(fā)生變化，對(duì)于整個(gè)高度方向上的截面積形狀與尺寸一樣的柱形模腔來(lái)說(shuō)，壓制前粉末的橫截面積與壓制后壓坯的橫截面積相等，即 S 粉 =S 坯 。因此，壓縮比也可用粉末的松裝高度與壓坯高度之比表示，即 k=V 粉 /V 坯 =H 粉 S 粉 /h 坯 S 坯 =H 粉 /h 坯 式中， H 粉 為松裝粉末的高度， h 坯 為壓坯高度。另外，不同的粉末，由于成分、顆粒形狀與大小、粒度分布、添加的成形劑種類(lèi)與數(shù)量不同，粉末的松裝密度也不同，實(shí)際生產(chǎn)中在一定范圍內(nèi)有些波動(dòng)。 表 3 某些粉末冶金制品 的壓縮比 壓坯類(lèi)型 壓縮比 壓坯類(lèi)型 壓縮比 黃銅制品 ~ 鐵氧體 青銅軸承 ~ 銅 石墨 ~ 鐵基零件，低密度 ~ 硬質(zhì)合金 鐵基零件，中密度 ~ 鎢 鐵基零件，高密度 ~ 鈦 根據(jù)表格，選擇鐵基零件，中密度壓坯類(lèi)型，則其壓縮比范圍為 ~（取為 ）。 模沖高度的確定 19 下模沖的定位高度是根據(jù)下模沖與陰模之間的裝配需要而選定的 。手動(dòng)模的定位高度要比自動(dòng)模大些；如果壓機(jī)或模架的導(dǎo)向精度不高，也應(yīng)適當(dāng)增大定位高度。因此，在計(jì)算陰模高度時(shí)不必留意這個(gè)高度（即 h 上 =0）。 陰模高度的計(jì)算 陰模高度應(yīng)滿(mǎn)足裝粉高度和模沖定位的需要。則 H 陰 =+20+0= 芯桿長(zhǎng)度的確定 芯桿的長(zhǎng)度應(yīng)不超過(guò)陰模上端面或略短一點(diǎn)，以便于自動(dòng)送粉，但不宜過(guò)低，以免引起夾粉，磨損芯桿。特別是細(xì)長(zhǎng)桿件在熱處理時(shí)容易變形，加工精度也難保證。 故本組選取兩段芯桿 組裝，兩段芯桿長(zhǎng)各為 。因此，陰模的內(nèi)徑應(yīng)根據(jù)壓坯的外徑要求進(jìn)行確定。因此 故陰模內(nèi)徑為： D 陰內(nèi) =。但應(yīng)注意：當(dāng)要求壓坯內(nèi)孔有精整余量或機(jī)加工余量（取 ）時(shí)，芯桿外徑應(yīng)減少相應(yīng)的余量。 模沖內(nèi)外徑的確定 模沖的內(nèi)、外徑是按照與 之配合的芯桿外徑和陰模內(nèi)徑來(lái)確定的。一般情況下，需要根據(jù)壓模零件的尺寸大小、壓坯的精度要求、粉末的粒度等合理選擇配合間隙。 01~。 陰模外徑的確定 在壓制過(guò)程中，陰模及模套承受很高的側(cè)壓力。但是，陰模和 模套又不能過(guò)厚，以免浪費(fèi)材料，并造成制造和使用困難。 D 外 =mD 內(nèi) = 提高模具壽命的途徑 （ 1） 研究和選用新型模具材料 為 了節(jié)約原材料、提高生產(chǎn)效率、降低成本，世界各國(guó)的制造業(yè)廣泛地采用各種模具成型工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝。 （ 2） 革新熱處理工藝 熱處理發(fā)展的主要趨勢(shì)是，不斷改革加熱和冷卻技術(shù)，發(fā)展真空熱處理，可控氣氛形變熱處理等，以及創(chuàng)造新的表面熱處理工藝。 （ 3） 模具表面的強(qiáng)化處理 21 模具是各工業(yè)部門(mén)的重要工藝裝備，它的使用性能，特別是使用壽命反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平，并直接影響到產(chǎn)品的更新?lián)Q代和在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng) 能力。目前，我國(guó)模具的壽命還不高，模具消耗量很大，因此，提高我國(guó)的模具壽命是一個(gè)十分迫切的任務(wù)。我們經(jīng)常接觸到的模具損壞多半是熱處理不當(dāng)而引起。模具熱處理工藝包括基體強(qiáng)韌化和表面強(qiáng)化處理。表面強(qiáng)化的 主要目的是提高模具表面的耐磨性、耐蝕性和潤(rùn)滑性能。 本次課程設(shè)計(jì)之前，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了《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)合金生產(chǎn)原理》等相關(guān)課程的知識(shí)。相信經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)后，對(duì)以后的工作會(huì)有很大的幫助。 [2] 周盛安 .硬 質(zhì)合金制造工藝學(xué) .自貢硬質(zhì)合金有限公司， 2021。 [4] 周書(shū)助 .粉末冶金材料 .湖南冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 2021。 [6] 韓風(fēng)麟 . 粉末冶金機(jī)械零件 [M].北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021。 [8] 周作平 ， 申小平 .粉末冶金機(jī)械零件實(shí)用技術(shù) [M].北 京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社202