其他金属材料成型技术 压制成形方法 等高零件的压制模具.doc

职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 PAGE 1 其他金属材料成型技术课程 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 其他金属材料成型技术课程 等高零件的压制模具 制作人：孙慧 淮遵科 陕西工业职业技术学院 等高零件的压制模具 一、压制成形概念 装粉 压制 脱模 结束 图1 压制成形工艺 二、压制模具概述 1. 不带芯杆的压制 不带芯杆的压制模具由上模冲、下模冲和阴模组成，用于压制不带孔的零件。 图2 不带芯杆的压制示意图 1—阴模 2—上模冲 3—下模冲 4—粉末 2. 带芯杆的压制 带芯杆的压制模具由上模冲、下模冲阴模和和芯棒组成，用于压制带孔的零件。 图3 带芯杆的压制示意图 1—下模冲 2—阴模 3—粉末 4—芯棒 5—上模冲 三、四类粉末冶金零件 第Ⅰ类零件：等高零件，厚度薄。这些零件具有复杂的轮廓，但厚度很薄，可以通过一个方向施加压力而成形。 第Ⅱ类零件：等高零件，但高径比较大，需要同时从顶部和底部施加 压力而成形。 第Ⅲ类零件：两个台阶的零件，需要从顶部和底部施加压力而成形。 第Ⅳ类零件：多个台阶的零件，需要从顶部和底部施加压力而成形。 图4 四类粉末冶金零件示意图 四、单向压制 1. 不带芯杆的单向压制 图5 不带芯杆的单向压制示意图 不带芯杆的单向压制过程中，阴模和下模冲静止不动，上模冲向下压制粉末。当压坯的高径比小于1（H/D≤1）时，压制方式采用不带芯杆的单向压制。 2. 带芯杆的单向压制 带芯杆的单向压制过程中，阴模、下模冲和芯棒静止不动，上模冲向下压制粉末。当压坯的高径比大于1（H/D 1）且 H/t ≤3时，压制方式采用带芯杆的单向压制。 图6 带芯杆的单向压制示意图 四、双向压制 思考： 对于高径比大于1（H/D 1）的压坯，如图6，采用单向压制，压坯密度分布是否均匀呢？ 图7 锁具粉末冶金结构件 从图7中可以看出：对于高径比大于1（H/D 1）的压坯，采用单向压制，压坯各截面平均密度沿高度直线下降。 图8 1H/D的压坯采用单向压制时，压坯各截面平均密度的分布 图8为高径比分别为0.42、0.79、1.66的铜压坯中的应力分布情况，从图中可知：采用压力为690MPa的单向压制的压坯中，随着高径比（H/D）的增大，压坯底部的压力越来越小；从压坯的圆周到中心线传递的压力大小也是有差异的。 图9 高径比不同的铜压坯中的等应力线的近似部位分布 综上所述，对于高径比大于1（H/D 1）的压坯，不适合采用单向压制，而应采用双向压制。 1. 不带芯杆的双向压制 图10 不带芯杆的双向压制 不带芯杆的双向压制过程中，阴模静止不动，上模冲和下模冲以相同速率相向移动，同时压制粉末。当压坯的高径比满足1 H/D 4 条件时，采用不带芯杆的双向压制。 2. 带芯杆的双向压制 带芯杆的双向压制过程中，阴模和芯杆静止不动，上模冲和下模冲以相同速率相向移动，同时压制粉末。当压坯的高径比满足1 H/D 4，且 H/t 3 的条件时，采用带芯杆的双向压制。 图11 带芯杆的双向压制 五、浮动阴模压制 思考： 对于高径比大于4（H/D 4）的压坯，如图11，采用双向压制，压坯密度分布是否均匀呢？ 图12 钨钢冲头 从图12中可以看出：对于高径比大于4（H/D 4）的压坯，采用双向压制，压坯中间密度明显降低。 图13 H/D4的压坯采用双向压制时，压坯各截面平均密度的分布 综上所述，对于高径比大于4（H/D 4）的压坯，不适合采用双向压制，而应采用浮动阴模压制。 1. 不带芯杆的浮动阴模压制 不带芯杆的浮动阴模压制过程中，下模冲静止不动，阴模在弹簧作用下处于浮动状态，完成双向压制。当压坯的高径比H/D 4时，采用不带芯杆的浮动阴模压制。浮动阴模的压制过程中，粉末与模壁间的摩擦力逐渐增大，摩擦力使阴模克服弹簧阻力而向下移动，同时带动与模壁相接处的粉末层也向下移动，最终可以使压坯密度沿高度分布的均匀一些。 图14 不带芯杆的浮动阴模压制 2. 带芯杆的浮动阴模压制 图15 带芯杆的浮动阴模压制 带芯杆的浮动阴模压制过程中，下模冲静止不动，阴模和芯杆在弹簧作用下处于浮动状态，实现双向压制。也可以用液压缸来代替弹簧。当压坯的高径比H/D 4时，采用不带芯杆的浮动阴模压制。 从图中可知，带芯杆的单向压制和带芯杆的浮动阴模压制这两种压制方式中，压坯的受力情况是不同的。在带芯杆的单向压制过