粉末冶金及模具設(shè)計(jì)論文-資料下載頁(yè)

　　

【正文】 見(jiàn)的精整方式“外箍?jī)?nèi)”，是制品外徑留有精整余量，內(nèi)徑不留精整余量，精整時(shí)芯棒先進(jìn)入內(nèi)孔，上模沖強(qiáng)迫制品一起通過(guò)陰模，是制品內(nèi)、外徑都減小，從而達(dá)到同時(shí)精整內(nèi)、外徑的目的(見(jiàn)圖32 )。而“內(nèi)脹外”則是制品外徑不留精整余量，內(nèi)徑留精整余量，外徑表面的擠壓是靠?jī)?nèi)徑精整時(shí)向外膨脹來(lái)實(shí)現(xiàn)的(見(jiàn)圖33 ) 。采用“外箍?jī)?nèi)”或“內(nèi)脹外”精整方式時(shí)，精整壓力P整由下面三部分組成: P整=P1+P2+P3 (31)式中P1—實(shí)現(xiàn)軸套純變形所需的力: P2—克服精整區(qū)外摩擦所需的力。 P3—克服內(nèi)摩擦所需的力，或?yàn)榱搜a(bǔ)償在斜面上與由于軸向材料位移有關(guān)的內(nèi)部損失所需的力。 圖32外箍?jī)?nèi)精整方式的受力分析 圖33內(nèi)脹外精整方式的受力分析1—模沖與芯棒 2—陰模 3—被精整零件 1—芯棒 2—被精整零件 3—陰模 下面分別考慮這三部分與被精整零件、精整模具等參數(shù)的關(guān)系，以便得出精整壓力P整的數(shù)學(xué)表達(dá)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(qiáng)；△S———在精整過(guò)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(dá)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(jì)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?jī)?nèi)”方式精整時(shí)芯棒先進(jìn)入內(nèi)孔，上模沖強(qiáng)迫制品上一起通過(guò)陰模，是制品內(nèi)、外徑都減小，從而達(dá)到同時(shí)精整內(nèi)、徑的目的，在精整區(qū)的平均壓強(qiáng)可按下式計(jì)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(shí)，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?jī)?nèi)徑精整時(shí)向外膨脹來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其精整區(qū)平均壓強(qiáng)可按下式計(jì)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?jī)?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(jì)。其思路是根據(jù)不同的精整方式來(lái)設(shè)計(jì)精整模具結(jié)構(gòu)，考慮結(jié)構(gòu)方案時(shí)，應(yīng)從精整工序的步驟—送料、壓制、脫模和復(fù)位要求來(lái)分析。本文參考了國(guó)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(jì)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(guò)程，對(duì)模具零件有不同的尺寸計(jì)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(shí)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(qiáng)度和剛度條件。(一)徑向尺寸的計(jì)算不同類(lèi)別產(chǎn)品的模具徑向尺寸計(jì)算公式(見(jiàn)表36 ) 表36精整模具的徑向尺寸計(jì)算公式(二)軸向尺寸的計(jì)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(lái)確定.(見(jiàn)表37 ) 。（1）陰模的軸向尺寸的計(jì)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(jì)算公式(2)芯棒的軸向尺寸的計(jì)算芯棒除了成形面長(zhǎng)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(lái)選定的其它長(zhǎng)度。(3)上、下模沖的軸向尺寸的計(jì)算保證足夠的脫模行程和具體結(jié)構(gòu)需要來(lái)確定模沖的高度。〔三〕 陰模與模套的強(qiáng)度和剛度計(jì)算為了節(jié)約鋼材和保證生產(chǎn)安全，必須進(jìn)行陰模與模套的強(qiáng)度和剛度計(jì)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(lái)建立強(qiáng)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(shí)，收縮引起的剩余側(cè)壓強(qiáng)，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(qiáng)度計(jì)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(huà)出單層圓筒應(yīng)力分布(見(jiàn)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(qiáng)（Mpa）；——壓件材料致密狀態(tài)下的側(cè)壓系數(shù)；——壓件的相對(duì)密度；P——壓制時(shí)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(gè)模套，即雙層組合筒。模套與陰模之間采用過(guò)盈配合，陰模外側(cè)受預(yù)壓縮壓強(qiáng)P預(yù)，模套內(nèi)側(cè)受預(yù)外脹壓強(qiáng)P預(yù)。同樣，按材料力學(xué)原理也可以畫(huà)出單層圓筒應(yīng)力分布(見(jiàn)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(xiǎn)點(diǎn)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(xiǎn)點(diǎn)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(jì)算經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)推理和實(shí)驗(yàn)證明：預(yù)緊壓強(qiáng)的存在，并不能改變模具的剛性，組合筒從變形來(lái)說(shuō)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(jì)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(shí)陰模外側(cè)并未恢復(fù)到原來(lái)的尺寸，而有一個(gè)剩余變形△R剩；P側(cè)=（3—22）因此，剛度計(jì)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(jiǎn)介模架由模具、模具支座及接合器構(gòu)成，是為進(jìn)行粉末移送、控制可動(dòng)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(chēng)。模架的功能是與壓機(jī)連接、傳遞壓力及各動(dòng)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(jī)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(shí)，模架不需要隨之更換。(二)模架的一般特點(diǎn):(I)上模沖要具有可與壓機(jī)快速聯(lián)接的機(jī)構(gòu)，以便于模架的快速裝卸。減少壓力機(jī)停機(jī)時(shí)間，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)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(jìn)入陰模型腔。（3）各下模沖托板根據(jù)其功能設(shè)計(jì)成不同的尺寸。托板要經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理，以提高托板的剛度和強(qiáng)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(shí)現(xiàn)可動(dòng)模沖的速度控制。(5)模架設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，有利于模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，減少模具設(shè)計(jì)的工作量。(三)精整模架的分類(lèi)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(tái)面的多少來(lái)對(duì)精整模架進(jìn)行分類(lèi)，粗略地分為A型、B型、C型和C39。型模架四大類(lèi)。具體情況參見(jiàn)表(39): 表39 粉末冶金精整模架的分類(lèi)(四)精整模架的選擇要點(diǎn)（1）A型模架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于外形簡(jiǎn)單的I類(lèi)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(lèi)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(tái)面的m類(lèi)制品。（4）C’型模架是在C型模架的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造的，結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，適用于有更多臺(tái)面且又帶內(nèi)和外凸緣的IV類(lèi)制品。第四章 總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束是我們?cè)谛W(xué)習(xí)的最后階段，也是對(duì)知識(shí)和能力深化和升華的過(guò)程。通過(guò)設(shè)計(jì)，可以對(duì)所學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新整合，將所學(xué)知識(shí)與工程實(shí)踐問(wèn)題相結(jié)合。培養(yǎng)了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。強(qiáng)化了創(chuàng)新意識(shí)，為將來(lái)激烈的競(jìng)爭(zhēng)打下了基礎(chǔ)。同時(shí)也培養(yǎng)了嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，優(yōu)良的思維模式，和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。樹(shù)立了正確的設(shè)計(jì)思想，并掌握了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。此次設(shè)計(jì)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(shí)有很大聯(lián)系，是對(duì)我們大學(xué)所學(xué)知識(shí)的大綜合。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過(guò)程繁瑣，但這個(gè)設(shè)計(jì)讓我積累了無(wú)數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了溝通力和理解力。最終按期、按質(zhì)、按量完成本次設(shè)計(jì)。通過(guò)這次對(duì)粉末冶金技術(shù)及模具設(shè)計(jì)的過(guò)程，讓我了解了粉末冶金的工藝和模具設(shè)計(jì)的重要性，也讓我了解了粉末冶金工藝和模具設(shè)計(jì)的原理與設(shè)計(jì)理念，以及對(duì)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(jì)還有許多不足之處，再加上本人的設(shè)計(jì)能力所限、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，雖經(jīng)過(guò)縝密思考、周密計(jì)算、廣泛實(shí)踐，還是會(huì)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(wèn)題，面對(duì)問(wèn)題，才有可能解決問(wèn)題。不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí)，更好的服務(wù)于社會(huì)！致　　謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我從李華志教師身上學(xué)到了很多東西。老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。她無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都給予我很大的幫助，使我得到不少的提高，這對(duì)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(lái)，我學(xué)到了很多知識(shí)，學(xué)校的老師們?cè)谖覀兊纳砩蟽A注了多少心血和汗水，才有了今天這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的誕生。今后我會(huì)以自己的發(fā)奮工作來(lái)回報(bào)他們，回報(bào)社會(huì)，用我自己的雙手開(kāi)創(chuàng)美好的明天。參　考　文　獻(xiàn)[1]褚東寧，我國(guó)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(chéng)主編粉末冶金模具手冊(cè)(第二版)，機(jī)械工業(yè)出版社，2002[4]韓鳳麟，粉末冶金機(jī)械零件，北京:機(jī)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(guó)模具設(shè)計(jì)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(jì)，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(guó)模具設(shè)計(jì)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(guó)粉末冶金零件質(zhì)量的淺見(jiàn)，粉末冶金技術(shù)，1994 (8)[12]余俊，中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)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(chē)覆蓋件沖壓CAPP方法與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，碩士論文，華中科技大學(xué)，2000