1、粉末冶金模具设计说明书陈霄0945562206冶金 2 班江苏科技大学- 1 -粉末冶金模具设计说明书1、设计任务生产一批圆柱状钢制模坯，直径 20mm，高度 30mm2、压坯设计1.产品零件分析该产品采用 Fe-0.6C（60 钢） ，属于铁基制品，其制品密度依靠其较高的压坯密度来达到，因此在压制成型时需要采用较高的单位压力（一般在 400500MPa） 。由于该产品零件形状比较简单，采用简单的上下模冲压制成型。2.松装密度和压坯密度的确定采用水雾化铁粉压制，其松装密度 松 =2.8g/cm3压坯密度 压 =6.6g/cm33、压机与压制方式选择1.压制压力的选择采用 500MPa 的单位压
2、力，由已知可得压坯截面积S=12.56cm2则其压制压力F=PS=500MPa12.56cm2=628KN2.压制类型的选择因为采用大批量生产，故使用自动压制。3.压制方式的选择采用双向压制。4.装粉高度、压缩比的确定根据设计手册附录表 B-2，可得压缩比 K=2.35，又压坯高度 H 坯 =30mm，则装粉高度江苏科技大学- 2 -H 粉 =H 坯 K=302.35=70.5mm4、成型设备与压制工具系统1.装粉方式的选择该产品压坯高度一致，粉料组元之间密度差别不大，模腔形状简单不易产生成分偏析，粉末易于填充，因此采用落下式方法正常装粉。2.模架的选择根据设计手册表 4-26，模架选用上-下
3、一式 A 型模架。3.压机类型的选择H 受力 =H 坯 （K-1）H 受力 =0.15SmaxSmax=（K-1）H 坯 /0.15=270mm根据最大压制压力和最大装粉高度要求选择液压式压机。5、压模主要零件的结构设计1.结构组成模具由阴模、上冲模、下冲模组成。2.尺寸计算1 阴模高度：由松装粉末高度、下模冲定位高度、上模冲压缩粉末进入阴模前的高度确定：H 阴 =H 粉 +H 下 +H 上 =70.5+15+15=100.5mm。2 阴模内径：D 阴内 =20mm3 阴模外径：经查表，当压坯密度为 6.6g/cm3时，m=D/d2.52.8，因此 D 阴外=50mm。4 上模冲高度等于或大于
4、装粉状态上端面到压坯上端面的距离，即 70.5-30=40.5mm。5 下模冲高度：等于或大于阴模总高度，以方便顶出式脱模，即 100.5+5.5=106mm。六、压模零件加工1.压模零件材料的选择江苏科技大学- 3 -查表得阴模，下模冲、芯杆，材料都选用 GCr15。2.压模零件热处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
5、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工艺曲线：江苏科技大学- 4 -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1）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；2）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，复江苏科技大学- 5 -合的模冲（即有压套时）应能脱出压坯3）上下模冲的工作面和配合面的粗糙度 Ra0.8um，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4）有关部位应能保证垂直度、平行度和同轴度等技术要求5）平磨后需退磁生产的主要设备：车床、铣床、磨床、钻床、线切割、电火花等
