第8教学单元粉末冶金模具尺寸设计原则.doc

冶金与建筑工程系教案
第8教学单元
课题：粉末冶金模具尺寸设计原则教学目标知识目标1.掌握粉末冶金模具尺寸设计原则和方法能力目标能进行简单模具尺寸的设计职业素质目标爱岗敬业诚实守信技能过硬自主创新教学重点模具尺寸设计教学难点模具尺寸设计辅助教学手段采用实物、标本、模型、图表、幻灯和录像等手段教学准备准备教学目标、准备学生情况、准备教学材料、准备教学心理、准备教学过程、准备教学评价授课班级授课日期月日月日月日月日月日教学进程教学方法及时间分配复习提问：压坯密度分布与压制方式的关系？采用任务教学法、案例教学法、引导文教学法、现场教学法，通过教师讲解、示范，引导学生学习。

2学时导言：教学内容：

一、决定模具尺寸的步骤

粉末冶金制品的生产过程一般为:混料一成形一烧结一精整(或复压)，而模具设计的步骤则依次为:
(1)选定精整方式及精整模具尺寸;根据精整余量确定烧结件尺寸;
(2)根据所选定的烧结材料和制造工艺的烧结收缩(或膨胀)量，确定压坯尺寸;
(3)根据压坯尺寸确定成形模具尺寸。

这主要是由于造成压坯尺寸变化的因素来自成形、烧结和精整。下面逐一加以说明。先假设粉末冶金制品的形状如图所示，当粉末在模具中成形时，加压(300-800MPa)后，将会使阴模与第一下模冲产生径向应变。待压坯由模具中脱出之际，内应力得以释放，这时在径向产生胀大，表现为压制回弹。为减小压制回弹，提高阴模刚性，一般采用将阴模红装以保护套，以及使用杨氏模量高于合金工具钢与高速钢的硬质合金制作阴模。成形后的压坯的C部分比B部分的同弹要大，主要是由于在阴模与第一下模冲之间留有适当间隙，成形时，被撑大的第一下模冲便变为挤住阴模的状态。模冲因受形状的制约，无法用提高阴模刚性的办法来提高模冲的刚性。下模冲与阴模的间隙一般为径向尺寸的0.03%-0.1%，间隙过大则易造成模冲破损。

压坯经过烧结后，一般会产生尺寸变化，或收缩或膨胀，统称为烧结收缩量，用百分数来表示。对烧结收缩量影响最大的是压坯的化学成二卜，含铜的压坯会产生比较明显的膨胀，而加入磷、镍等合金元素则会产生不同程度的收缩。烧结温度和烧结气氛以及压坯的密度也会影响压坯烧结后的尺寸。一般在材料成分相同时，密度越低收缩越大;烧结温度越高收缩越明显。在较高温度下烧结时，对于薄壁件或形状复杂的工件，特别是沿轴向带台面的工件，当其密度分布不均时。易产生烧结变形。这在进行模具设计时，一定要考虑到。

二、关于模具变形量
在成形过程中，成形下模冲不只一个成形压力将会使模具产生一定量的变形。对于带台面类的制品，由于成形下模冲不止一个，而当各个模冲的变形量不同时，有可能造成压制废品。

三、模具计算用的主要参数
在进行模具(主要指阴模、模冲及芯棒)的基本计算时，首先要正确地选择计算用的原始数据。即使对同一产品的同一工艺过程，由于各厂的具体工艺条件不同，反映在这些有关的参数的数值上也不大相同。这些参数选择的恰当与否，直接关系到模具计算的准确
程度。因此，在进行模具设计计算之前，须根据所采用的工艺过程和工艺条件，具体分析各个尺寸变化的工艺因素，正确选择工艺参数。这个问题在本手册第九章中有详细说明。

布置任务：粉末冶金模具尺寸设计原则？注：各栏大小可根据需要进行调整。