粉体成形模具设计.

4
浮动压制
拉下式
零腔装粉法
； h / ＞ 4 3 ；h / D 2
3.烧结
烧结是将粉体成形压坯在低于其基体材料熔点的温度下进行加热， 粉末颗粒直接产生原子还原、扩散、固溶、化合与熔接、溶解和再结 晶等物理化学过程，致使压坯收缩并强化。
4.后处理
二.粉体成形制品结构工艺性 1.压坯形状分类
第一章
粉体成形工艺
粉体成形工艺有如下特点：
1.可制取多组元材料: 采用混料方法，材料成分均匀，烧结温度低于熔炼温度，集体金属 不融化，防止了密度偏析。 2.可制取多孔材料: 通过控制粉末粒度和颗粒形状、成形压力及烧结工艺，可获得预定 的孔隙大小及孔隙度的多孔材料。
3.是一种精密的少、无切削加工方法:
式中 f侧——粉末与模壁的摩擦因数； p = 侧 p侧——单位压制压力（Mpa）， 1- p ， 为压坯泊松比； S侧——粉末与模壁接触面积（mm2）。
正常压制时，摩擦力F2占总压力F总的比例不得大于20%， 否则压坯密度不均匀性会变得较严重。
2.脱模力计算
压机的选用
粉末成形压机一般应满足如下要求：压制力（上模冲装置）、 送料系统（装料机构）、成形和脱出行程、脱出力（下模冲及芯 棒动作装置）等因素对设备的要求。
脱模
装粉
压制
压制
装粉
脱模
装粉
压制
脱模
2.压机分类：
按传统机构可分为：液压式压机和机械式压机两类。 按模具操作方式可分为：下模冲固定式压机、凹模固定式压机和上 模冲固定式压机三大类。 按模冲动作方式可分为：上模冲单向压制压机、下模冲单向压制压 机、双向压制压机、多模冲压制压机和模冲回转压制压机等五大类。 在选用时，要考虑的因素主要有压制压力、脱模压力、工作台面尺 寸和行程等因素。
采用粉体成形方法制造的零件，无需或只需少量的切削加工。
一.粉体成形制坯成形方法和特点 1.制粉和粉末的混合：
（1）粉末的制造方法通常分两大类：物理化学法和机械粉碎法。 传统的粉体制备工艺就是机械破碎法，生产量大，成本低，但杂质混入 不可避免。 随着先进陶瓷的发展，各种反应合成法得以应用，优点是纯度高、粒度 小、成分均匀，但成本高。
柱状、筒状、板状
带外凸缘或内凸缘
2.压坯形状的工艺性设计
压坯形状设计时应考虑以下几个方面： （1）使粉末均匀充满模膛的各个Leabharlann Baidu分 在压制过程中，粉末几乎不产生横向移动，应避免粉末制品的壁 厚过小、壁厚急剧变化和尖角等。
（2）压坯形状应便于压制
一般压制成型都是沿压坯的轴向进行的，制品中的孔、槽、 螺纹和倒锥，通常是不能压制成形的。
推出式
落入法或吸入法
1 h / ＞ 3；h / D ＞ 1
油缸推动下模冲，把制件推出阴模。
序号
压制方式
脱模方式
装粉方式
使用范围
3
浮动压制
推出式
； 4 3 ；h / D 2 落入法或吸入法 h / ＞
拉动中间带弹簧的拉杆，阴模向下运动，制件被架在垫 板上的下模冲推出。 序号 压制方式 脱模方式 装粉方式 使用范围
时间进度安排 1）模具结构设计 2）模具零件设计 4）画模具总装图 5）画模具零件图 6）编制设计说明书
2.5天 2天 2天 2天 1天
参考资料
1、印红羽主编。粉末冶金模具设计手册(第2 版)，机械工业出版社，2002年出版
2、熊春林。粉体材料成形设备与模具设计， 化工工业出版社 ，2007年出版
二.压机参数的确定
1.压制压力计算： 压制时，压制压力的主要消耗有静压力和外摩擦力两部分。 （1）静压力F1
当压坯各处的压力和密度均匀分布，并且不考虑粉档与模壁之 间的摩擦阻力模具变形阻力时，粉末体本身变形和致密所需要的力。
（2）外摩擦力F2 用来克服粉末颗粒与模壁之间的摩擦力即为压力损失，称 为外摩擦力。
（3）压制和脱模
常见的粉体成形模压制和脱模方式有如下几种，可根据制品 外径D、高度h和壁厚 的比例，结合生产时间条件进行选择。
序号 1 压制方式 单向压制 脱模方式 推出式 装粉方式 落入法或吸入法 使用范围
h / 3；h / D 1
序号
压制方式
脱模方式
装粉方式
使用范围
2
双向压制
（1）称粉:
为了保证压坯有一定的密度需要粉末质量一定，这个粉末质量称 为压坯的质量。 1）容积法 在自动或半自动压机上采用容积法称粉，靠凹模型腔容积来确定 装粉量： m V
凹 粉
2）质量法 手工用天平称量：
m V坯 坯 K
（2）装粉 装粉对压坯的尺寸、密度均匀性、同轴度和形状的完 整等有直接影响。
3.压模精度设计
（1）压模的尺寸精度
压模径向尺寸主要受模具尺寸精度的影响；轴向尺寸主要受 压机动作、压机本身精度、装粉精度的影响。大致可分为粗、 中、精三级。
（2）压坯的位置精度
常见的粉末制品的位置精度有同轴度、平行度、垂直度和径 向跳动度等。
4.压坯密度设计
粉末制品密度可分为四类。
第二节
一.压机的基本结构和分类 1.基本结构：
（2）粉末的混合：是指将粉末及添加剂等混合及其他预处理，如掺加 成形剂、增塑剂制粒、烘干、过筛等。
2.压制成形 压制成形是将粉末或混合料装入粉体成形模（简称压模） 内，在模冲压力的作用下，对粉末施加压力，再卸压脱模， 从而得到具有一定尺寸、形状、密度和强度的压坯。 压制过程包括称粉、装粉、压制和脱模等。
课程设计目的: 通过《粉体成形模具课程设计》初步掌握 粉体压制工艺设计和模具结构设计的方法和步骤。把已学 的各门专业课程基础理论综合的应用在模具的计算过程中 去。培养分析问题、解决问题的能力。
设计内容、技术条件和要求: 设计完成制件冲压工序中老师指定的某套模具；确定模具 结构方案，工作部分零件设计，卸料零件设计，推（顶） 件零件的设计，定位零件的设计，连接零件的设计；画模 具总装图， 画模具零件图；编制模具设计说明书。
压制过程中的总压力F总为： F总=F1+F2 也可按下式计算： F总=pS
式中 p——单位压制压力（Mpa）；陶瓷粉的成型压力一般不到 200MPa,而金属粉的成型压力有的高达600-800MPa S——压坯受压的横截面积（mm2）。
（2）外摩擦力F2 压坯压制时模壁摩擦力可按下式计算： F2=f动p侧S侧