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简析赔偿装料法粉末冶金模具设计
2018-03-27
作者：
admin
会见量：
磁性子料器件以及电机、汽车、航空工业中用到的一些铁基或铜基耐磨和自润滑零件大宗接纳粉末冶金来制造。近几年 ，随着汽车工业的蓬勃生长 ，铁基粉末冶金零件随之快速增添。
这类零件坯件的形状一样平常较量重大 ，有的带有内台阶 ，有的带有外台阶 ，有的则是内外台阶都有 ，如图1所示。这类零件之以是用粉末冶金法制造 ，主要缘故原由是：①机械加工要领不易加工其重大的形状;②粉末冶金能很好地包管重大型面的形状和尺寸的一致性;③粉末冶金法制造远比机械加工的本钱低廉;④粉末冶金法制造可凭证差别的性能需要而加入响应的元素起到耐磨和自润滑的作用。因此 ，粉末冶金的未来领域很是辽阔。这类坯件有一个配合特点：沿压制偏向坯件的横截面有转变 ，轴向不等高。对这些坯件的粉冶成型简朴地接纳一个装料高是无法成型的 ，而是要凭证差别截面的高度响应地设计差别的多个装料高。要在一个模腔里实现差别的多个装料高就要接纳“赔偿装料法” ，它是使坯件差别截面、差别高度处的密度一致的常用而主要的要领。
1、赔偿装料的原理及作用
以图2所示坯件为例 ，它有一个内台阶H2 ，一个外台阶 gs1 组成。各台阶的横截面积沿压制偏向不相等。
各截面临应的高度也不相等。在成型诙坯件的内外台阶试赐不可简朴地接纳如图3的整体下凸模来成型 ，这样会仪各截面的密度相差很大。为此 ，就必需接纳将下凸模剖析成多件组合式 ，如图4所示。使各组台下凸模划分对应坯件差别的截面。
装料时可浮动的下凸4上浮一定的距离 ，使坯件对应的环形装料腔H1的装料量获得一定的赔偿 ，使各截面临应的高度上的松装比相等(H1/H1= H2/H2) ，这种装料法就是赔偿装料法。
用一句话来归纳综合即：为了使产品坯件差别高度处的松装比相等或相近 ，对高度大的部分就响应地按同比例多装料。
粉末冶金产品坏件的鼋要质量指标之一就是坯件密度的一致性。密度不匀称的坯件会泛起裂纹、烧结变形、机械物理性能纷歧致等严重缺陷。通常带台阶、凸台、凸沿或罐形坯件必需州赔偿装料法的原理来设计模具才华压出及格的产品。因此 ，赔偿装料法普遍应用于粉末冶金模具的设计中 ，也是设计该类模具的焦点手艺之一。
2、赔偿装料法模具结构设计
(1) 设计的原则
赔偿装料法模具结构设计必需遵照以下3个原则。
a 松装比相同或相近。所谓松装比就是粉料在模腔中末匝制前的松装高度H与压制后坯件响应高度h的比值。H1/H1= H2/H2=松装比由于模腔中粉料的流动性很差 ，不会象液体一杆在压力的作用下游向所有空间 ，这就要求坯件高度人的地方凭证高度屉低处装料星的一律比例多装料才华为抵达坯件密度一致建设物质基础 ，也是先决条件。
b 压缩比相等或相近。为了包管坯件的密度漫衍匀称 ，就要求坯件各截面处的密度 ρ坯件与响应处的粉末松装密度 ρ松装之比相等或相近 ，这一比值就是压缩比。由于各处的装料高不等 ，又要求压缩比相等 ，就必需使差别截面临应的上、下模冲在压制历程中的移动距离各不相同 ，这也正是为什么要将上、下凸模剖析成多个浮动的组合凸模的缘故原由。
c 压制速率相等。虽然在压制时各组合上、下凸模的移动距离和移动速率各不相同 ，但在单位时间内各组合凸模所对应的截面上的粉料被压缩镌汰的体积 ΔV(ΔV=V粉-V坯)与未压制前粉料充填体积V’粉 的比值相等或相近。只有这样 ，才华包管粉料在压制历程中不爆发横向移动 ，不在截面分界处形成滑移层而爆发裂纹或应力集中。
通常带台阶或罐形坯件用整体上、下凸模但不可包管成型 ，就必需依据以上3个原则接纳组合上、下凸模的结构包管重大坯件的成型。
(2) 组合上、下凸模的设计要点
a 组合界线系数C
坯件不等高处的高度差与坯件最小高度的比值称为组合界线系数C ，如图2中的 C=( H1- H2)/ H2一样平常情形下 ，这一比值C≤O.15-O.2时 ，可接纳整体上、下凸模 ，若是大于此比值则要依据赔偿装料法接纳组合上、下凸模。其中当粉料的横向流动性较好 ，C可取大些 ，反之则取小些。
b 组合凸模的个数N
接纳组合凸模的日的就是为子知足赔偿装料的三相等或三相近原则 ，因此组合凸模的个数N应按坯件不等高的截面数剖析成响应个数。即组合凸模个数即是坯件不等高截面数。如图2巾的N=2。
c 组合凸模静止、浮动简直定
为了模具结构的简化 ，在压制历程中让组合凸模中的一个静止不动 ，其余几个在压制历程中自动浮动或在压力作用下被动浮动。通常 ，坯件最大高度对应截面下的凸模宜设计成静止的,其余应所有浮动。如图3中的外下凸模应该设计成在压制历程中牢靠不动而内下凸模浮动。这样便于简化设计 ，井能借助上凸模向下的压力使浮动凸模向下浮动。
3、竣事语
以上的一些设计要领是自己十多年的事情实践总结 ，实践证实合理而有用。本文中仪以一个简朴的坯件为例 ，着重从理论方面临赔偿装料沾做了详细叙述。现实中可能会遇到种种重大的坯件 ，可是只要依据上述理论和设计要领都会设计出及格的模具。