粉末冶金及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計-資料下載頁

　　

【正文】 P整的數(shù)學(xué)表達式。首先分析P1：P1=P整△S（3—2）式中P整———在精整區(qū)的平均壓強；△S———在精整過程中軸套橫截面積的變化其次分析克服精整區(qū)外摩擦所需的力P2；P2= QfP整（3—3）式中Q——陰模精整區(qū)的工作表面積；f———精整區(qū)的外摩擦系數(shù)。最后分析P3；P3= σσS2（3—4）式中σ———精整材料的塑性變形抗力，取決于被精整件的材質(zhì)、組織和孔隙度；σ———陰模入口端的角度；S2———精整區(qū)軸套的橫截面積。將式（3—2）、式（3—3）和式（3—4）代入式（3—1），得出精整壓力的數(shù)學(xué)表達式為：P整=P1+P2+P3=P整（△S+ Qf）+σσS2(3—5)式中 (3—6)由式（3—5）便能計算出精整壓力，式中P整、△S、Q和S2根據(jù)精整方式而定：1）、當(dāng)采用“外箍內(nèi)”方式精整時芯棒先進入內(nèi)孔，上模沖強迫制品上一起通過陰模，是制品內(nèi)、外徑都減小，從而達到同時精整內(nèi)、徑的目的，在精整區(qū)的平均壓強可按下式計算：P整= （3—7）式中σ——在三向壓縮條件下，精整材料的塑性變形抗力；△S——在這里，△S= （3—8）S2——在這里，S2= （3—9）2）、當(dāng)采用“內(nèi)脹”方式精整時，軸套外徑基本上不留精整余量，內(nèi)徑留精整余量，外徑表面的擠壓是靠內(nèi)徑精整時向外膨脹來實現(xiàn)的，其精整區(qū)平均壓強可按下式計算： （3—10）式中——在單向壓縮條件下材料塑性變形的抗力；通常“內(nèi)脹外”精整方式的整壓力只有“外箍內(nèi)”方式的1/10。在粉末冶金工藝中，尋求節(jié)約的最重要環(huán)節(jié)之一，就是模具結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計。其思路是根據(jù)不同的精整方式來設(shè)計精整模具結(jié)構(gòu)，考慮結(jié)構(gòu)方案時，應(yīng)從精整工序的步驟—送料、壓制、脫模和復(fù)位要求來分析。本文參考了國內(nèi)外典型的精整模具結(jié)構(gòu)，提出了如下精整模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。精整模具的主要零件是指在精整模中，決定壓坯形狀、尺寸精度和表面粗糙度的模具零件。如上、下模沖、芯棒和陰模等關(guān)鍵零件。不同的工藝過程，對模具零件有不同的尺寸計算方法，并要相應(yīng)地選擇不同的工藝參數(shù)。為了操作安全和節(jié)約材料，同時又要保證產(chǎn)品的質(zhì)量和工藝參數(shù)的穩(wěn)定性，所以必須保證模具足夠的強度和剛度條件。(一)徑向尺寸的計算不同類別產(chǎn)品的模具徑向尺寸計算公式(見表36 ) 表36精整模具的徑向尺寸計算公式(二)軸向尺寸的計算精整模具的軸向尺寸往往由結(jié)構(gòu)上的需要(如脫模和連接等)來確定.(見表37 ) 。（1）陰模的軸向尺寸的計算Hf=H0+H1 (3—11)式中Hf——陰模高度（mm）；H0——下模沖定位高度(mm)；H1——陰模倒錐高度(mm),一般為10～50mm。表3—7精整模具的軸向尺寸計算公式(2)芯棒的軸向尺寸的計算芯棒除了成形面長度外，還應(yīng)加上根據(jù)精整方式、脫模方式和連接方式等具體結(jié)構(gòu)條件來選定的其它長度。(3)上、下模沖的軸向尺寸的計算保證足夠的脫模行程和具體結(jié)構(gòu)需要來確定模沖的高度。〔三〕 陰模與模套的強度和剛度計算為了節(jié)約鋼材和保證生產(chǎn)安全，必須進行陰模與模套的強度和剛度計算。其原理是:根據(jù)陰模受到的最大應(yīng)力不得大于模具材料的許用應(yīng)力，來建立強度條件。建立。剛度條件是根據(jù)壓坯受到陰模彈性變形恢復(fù)時，收縮引起的剩余側(cè)壓強，不得大于壓。坯允許的側(cè)向(垂直與壓制方向)抗壓應(yīng)力。(1)陰模與模套的強度計算單層圓筒陰模，在材料力學(xué)上叫厚壁圓筒。按材料力學(xué)原理可以畫出單層圓筒應(yīng)力分布(見圖34 ) 由圖3—4可看出，最大σt和σr均發(fā)生在內(nèi)壁處（ri=r處），其值為：σr=P側(cè)（3—12）σt=P側(cè)=P側(cè)（3—13）式中m=P側(cè)=——側(cè)壓強（Mpa）；——壓件材料致密狀態(tài)下的側(cè)壓系數(shù)；——壓件的相對密度；P——壓制時的單位壓力（Mpa）。 圖 3—4單層圓筒應(yīng)力分布圖例σ=σtυσr=P側(cè) （3—14）式[σ]——許應(yīng)力（Mpa）；σ——泊松比。組合圓筒陰模常用的組合圓筒只帶一個模套，即雙層組合筒。模套與陰模之間采用過盈配合，陰模外側(cè)受預(yù)壓縮壓強P預(yù)，模套內(nèi)側(cè)受預(yù)外脹壓強P預(yù)。同樣，按材料力學(xué)原理也可以畫出單層圓筒應(yīng)力分布(見圖35 ) 圖35組合（雙層）圓筒應(yīng)力分布圖例在P側(cè)作用下，應(yīng)力應(yīng)各自相應(yīng)疊加。由圖3—5可得：徑向力：陰模內(nèi)側(cè)（ri=r處）=—P側(cè)+0=—P側(cè)（3—15）模套內(nèi)側(cè)（ri=r中處）=P側(cè)+（—P預(yù)）（3—16）切向應(yīng)力：陰模內(nèi)側(cè)（ri=r處）=P側(cè)—2P預(yù)（3—17）模套內(nèi)側(cè)（ri=r中處）=P側(cè)+P預(yù)（3—18）陰模危險點在內(nèi)側(cè)ri=r處，其應(yīng)力σ陰為：σ陰=σt1—υσr1（3—19）模套危險點也在內(nèi)側(cè)ri=r中處，其應(yīng)力σ套為：σ套=σt2—υσr2（3—20）（2）陰模與模套的剛度計算經(jīng)過數(shù)學(xué)推理和實驗證明：預(yù)緊壓強的存在，并不能改變模具的剛性，組合筒從變形來說與單層相同。在側(cè)壓力P側(cè)作用下，單層圓筒陰模與組合圓陰模徑向變形量計算式相同陰模外徑的徑向變形量是：P側(cè) （3—21）卸載后，P側(cè)消失，陰模產(chǎn)生彈回復(fù)，向中心收縮，壓坯受力到陰模壁的壓力，這時陰模外側(cè)并未恢復(fù)到原來的尺寸，而有一個剩余變形△R剩；P側(cè)=（3—22）因此，剛度計算條件式是壓坯應(yīng)能承受P側(cè)的作用而不產(chǎn)生層裂。即P側(cè)=jP側(cè)≤[σ壓]側(cè)（3—23）式中j==由上面公式可以算出如圖3—9所示的陰模圖3—9 陰模(一)模架簡介模架由模具、模具支座及接合器構(gòu)成，是為進行粉末移送、控制可動模沖的壓制速度及使陰模、模沖與芯棒分別保持在適當(dāng)位置的裝置。精整模架是粉末冶金精整生產(chǎn)所用工具的總稱。模架的功能是與壓機連接、傳遞壓力及各動作，并使模具主要零件完成壓坯精整要求。模架的主要零件主要由陰模板、模沖板、芯棒板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、拉桿、斜楔機構(gòu)、調(diào)節(jié)桿(塊)等組成。生產(chǎn)中在一定范圍內(nèi)更換產(chǎn)品時，模架不需要隨之更換。(二)模架的一般特點:(I)上模沖要具有可與壓機快速聯(lián)接的機構(gòu)，以便于模架的快速裝卸。減少壓力機停機時間，減輕操作者的勞動強度。(2)為提高模具的定位精度，上模沖板與陰模板之間有導(dǎo)柱導(dǎo)向，以便上模沖順利進入陰模型腔。（3）各下模沖托板根據(jù)其功能設(shè)計成不同的尺寸。托板要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，以提高托板的剛度和強度。(4)根據(jù)模架的功能，在模架的相關(guān)部位設(shè)置有空氣缸，液壓缸及彈簧以便實現(xiàn)可動模沖的速度控制。(5)模架設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，有利于模具設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，減少模具設(shè)計的工作量。(三)精整模架的分類粉末冶金精整模架在形式上基本與粉末成形模架是相同的，本文主要是以在壓制成形方向臺面的多少來對精整模架進行分類，粗略地分為A型、B型、C型和C39。型模架四大類。具體情況參見表(39): 表39 粉末冶金精整模架的分類(四)精整模架的選擇要點（1）A型模架結(jié)構(gòu)簡單，適用于外形簡單的I類制品。（2）B型模架調(diào)整操作方便、應(yīng)用廣泛，適用于帶內(nèi)或外凸緣的制品，特別是外凸緣大的II類制品。（3）C型模架的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，有多層模板，適用于有多臺面的m類制品。（4）C’型模架是在C型模架的基礎(chǔ)上進行改造的，結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，適用于有更多臺面且又帶內(nèi)和外凸緣的IV類制品。第四章 總結(jié)畢業(yè)設(shè)計結(jié)束是我們在校學(xué)習(xí)的最后階段，也是對知識和能力深化和升華的過程。通過設(shè)計，可以對所學(xué)知識結(jié)構(gòu)進行重新整合，將所學(xué)知識與工程實踐問題相結(jié)合。培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力。強化了創(chuàng)新意識，為將來激烈的競爭打下了基礎(chǔ)。同時也培養(yǎng)了嚴(yán)肅認真的科學(xué)態(tài)度，優(yōu)良的思維模式，和嚴(yán)謹求實的工作作風(fēng)。樹立了正確的設(shè)計思想，并掌握了現(xiàn)代設(shè)計方法。此次設(shè)計雖然是第一次接觸粉末冶金，但其中很多工藝和方法都跟我以前所學(xué)的知識有很大聯(lián)系，是對我們大學(xué)所學(xué)知識的大綜合。雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多，過程繁瑣，但這個設(shè)計讓我積累了無數(shù)實際經(jīng)驗，增強了溝通力和理解力。最終按期、按質(zhì)、按量完成本次設(shè)計。通過這次對粉末冶金技術(shù)及模具設(shè)計的過程，讓我了解了粉末冶金的工藝和模具設(shè)計的重要性，也讓我了解了粉末冶金工藝和模具設(shè)計的原理與設(shè)計理念，以及對各種冶金都有了深刻理解。我的能力也得到了提高，提高是有限的但提高也是全面的。此次設(shè)計還有許多不足之處，再加上本人的設(shè)計能力所限、實踐經(jīng)驗的缺乏，雖經(jīng)過縝密思考、周密計算、廣泛實踐，還是會有不盡與人意的地方。希望老師給予建議、指導(dǎo)，本人將虛心接受，不勝感激。發(fā)現(xiàn)問題，面對問題，才有可能解決問題。不足和遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后我更會關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進的知識，更好的服務(wù)于社會！致　　謝在本次畢業(yè)設(shè)計中，我從李華志教師身上學(xué)到了很多東西。老師認真負責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。她無論在理論上還是在實踐中，都給予我很大的幫助，使我得到不少的提高，這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝她耐心的輔導(dǎo)。最后，我還要感謝全體老師，感謝我身邊關(guān)心我的同學(xué)們和我的家人，給予我莫大的幫助和支持。在學(xué)校三年來，我學(xué)到了很多知識，學(xué)校的老師們在我們的身上傾注了多少心血和汗水，才有了今天這篇畢業(yè)設(shè)計說明書的誕生。今后我會以自己的發(fā)奮工作來回報他們，回報社會，用我自己的雙手開創(chuàng)美好的明天。參　考　文　獻[1]褚東寧，我國粉末冶金模具用鋼的現(xiàn)狀和發(fā)展，粉末冶金工業(yè)，2001 (1) , 3235[2]杜永立，粉末冶金模具CAD系統(tǒng)，東北大學(xué)，1996[3]印紅羽，張華誠主編粉末冶金模具手冊(第二版)，機械工業(yè)出版社，2002[4]韓鳳麟，粉末冶金機械零件，北京:機械工業(yè)出版社，1987[5]黃培云，粉末冶金原理，北京:冶金工業(yè)出版社，1982[6]韓鳳麟等，中國模具設(shè)計大典:第四卷，南昌:江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003[7]姚德超，粉末冶金模具設(shè)計，北京:冶金工業(yè)出版社，1982[8]韓鳳麟，:冶金工業(yè)出版社，1998[9]韓鳳麟，:冶金工業(yè)出版社，1997[10]李志剛，中國模具設(shè)計大典:第一卷，南昌:江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003[11]金家敏，提高我國粉末冶金零件質(zhì)量的淺見，粉末冶金技術(shù)，1994 (8)[12]余俊，中國機械設(shè)計大典:第一卷，南昌:江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003 [13]張海藩，軟件工程導(dǎo)論，北京:清華大學(xué)出版社，1998[14]高明珠，汽車覆蓋件沖壓CAPP方法與系統(tǒng)實現(xiàn)，碩士論文，華中科技大學(xué)，200077