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浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 摘要 粉末冶金是一種不需要將材料融化的冶金方法 是冶金和材料科學(xué)的一個(gè)分 支 而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 粉末冶金工藝具有生產(chǎn)效率高 質(zhì)量穩(wěn)定 成本低以及 可加工復(fù)雜形狀工件等一系列優(yōu)點(diǎn) 使其在現(xiàn)代工業(yè)中的地位也越來越高 相應(yīng) 的 粉末冶金模具作為現(xiàn)代高速成型技術(shù)在工藝裝備中起到越來越大的作用 特 別是在汽車行業(yè)中應(yīng)用的比例越來越重 是現(xiàn)代汽車行業(yè)發(fā)展的重要支柱之一 現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向 本次設(shè)計(jì)了一套汽車剎車片的壓制模 本課題主要是查找剎車片的壓坯到模 具模架的選擇準(zhǔn)則 了解各個(gè)零件的具體要求 從對(duì)零件壓坯的尺寸 密度 質(zhì) 量和高度等計(jì)算 來確定陰模與模沖的類型 再通過對(duì)壓機(jī)的選擇設(shè)計(jì)所需要的 模具 頂出方式的選擇 加熱方式的選擇 加熱元件規(guī)格的計(jì)算與選擇 對(duì)模具的 材料進(jìn)行選擇 強(qiáng)度校核 粗糙度的確定 最后畫出零件圖和裝配圖 關(guān)鍵字 粉末冶金 壓制成形 剎車片模具 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) Abstract Powder metallurgy is a branch of metallurgy and materials science who is an undesirable material melting metallurgy method With the development of economy Because of powder metallurgy process with high efficiency stable quality low cost and can be processed with complicated shapes advantages so that it s position in modern industry are more and more important Accordingly powder metallurgy die as a modern high speed molding technology play an increasingly important tole in the process equipment Especially in the automotive industry an increasing proportion of re application is one of the important pillars of the modern automobile industry and also is a direction of Modern industrial development This design is a press die of brake pads The project must basis on part s size density height and mass to design the mild s stamping type Then basis on press machine to choice mold s type Then I choice the best way for pushing out and boiling Next step are Selecting the material of the mold and Strength check The last way I must determine the roughness and draw the parts and assembly drawings finally Key Words Powder metallurgy stamping shape Brake pads mold 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 目 錄 摘要 Abstract 第 1 章 緒論 1 1 1 粉末冶金概述 1 1 2 模具工業(yè)在現(xiàn)代工業(yè)國民經(jīng)濟(jì)中的地位 4 1 3 粉末冶金模具的現(xiàn)狀 4 第 2 章 粉末冶金模具設(shè)計(jì)的原則 5 2 1 通用粉末成形壓機(jī)的選擇原則 5 2 2 壓坯的選用原則 5 2 3 壓制成形模具設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 6 第 3 章 模具的設(shè)計(jì)和材料選擇 6 3 1 壓坯的要求和壓制方式的選擇 6 3 1 1 壓制方式的選擇 9 3 1 2 頂出方式的決定 11 3 1 3 加熱管的排布方案與選擇 12 3 2 陰模的設(shè)計(jì) 13 3 3 上下模沖的設(shè)計(jì) 13 3 3 1 下模沖長度的設(shè)計(jì) 13 3 3 2 上模沖的設(shè)計(jì) 14 3 4 其它模架零件的設(shè)計(jì) 14 3 5 連接方式的設(shè)計(jì) 15 3 5 1 上下模座與固定板之間的連接 15 3 5 2 下模座與陰模固定板之間的連接 15 3 6 陰模材料的選擇 15 3 7 模沖材料的選擇 16 3 8 模架的材料選擇 16 第 4 章 強(qiáng)度的校核 17 4 1 壓機(jī)的選擇 17 4 2 模沖強(qiáng)度校核 17 第 5 章 模具間的余量的計(jì)算 18 5 1 下模沖的彈性變形余量 18 5 2 陰模與下模沖的間隙 18 5 3 壓坯燒結(jié)率與回彈率的總收縮率計(jì)算 19 5 3 1 壓坯的回彈率 19 5 3 2 回彈率的影響因素 20 5 3 3 燒結(jié)收縮率 20 第 6 章 主要零件加工后應(yīng)達(dá)到的要求 21 6 1 陰模 21 6 2 模沖 22 6 3 其他零件 22 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 總結(jié)與展望 24 參考文獻(xiàn) 27 致 謝 29 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 第 1 章 緒論 1 1 粉末冶金概述 粉末冶金是一門制造金屬粉末 以金屬粉末 包括混入有廢金屬粉末者 為原 料 用成形 燒結(jié)制造材料或制品的技術(shù)學(xué)科 廣義上 它也包括以氧化物 氮 化物 碳化物等非金屬化合物粉末為原料 用成形 燒結(jié)制造材料或制皮的技術(shù) 這里所講的成形 系指賦予金屬粉末等原料粉末以所要求的金屬制品的形狀與 尺寸 在制造粉末冶金零件的過程中 所用的成型模具是如何設(shè)計(jì)的 模具設(shè)計(jì)與所 使用的粉末原料的性能 使用的成形工藝與設(shè)備以及所制造的零件的材料性能 形狀和尺寸大小等密切相關(guān) 特別是 20 世紀(jì) 70 年代以來 鐵基粉末冶金零件的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展非?？?一句 對(duì)所制造零件的技術(shù)性能要求 研發(fā)出了各種各樣的金屬粉末成形技術(shù)與設(shè)備 除常規(guī)的單軸向剛性模具壓制工藝之外 還有粉末鍛造 注射成型 溫壓 熱壓 冷等靜壓 熱等靜壓 擠壓 粉末軋制 粉漿澆注 噴射成形及無模成形等 其 中多種成型工藝都涉及到模具設(shè)計(jì)問題 粉末冶金是一門古老的冶金技術(shù) 我國早在 2500 多年前的春秋末期 就已用 塊煉鐵 即海綿鐵 鍛造法制造鐵騎了 塊煉鐵是用木炭還原鐵礦制成海綿鐵 這和現(xiàn)在還原鐵粉的生產(chǎn)工藝相似 故可稱之為早期的粉末鍛造技術(shù) 這項(xiàng)技術(shù) 后來由于煉鐵技術(shù)的興起而從歷史舞臺(tái)上消失 進(jìn)入 18 世紀(jì)后 為制取金屬鉑 粉末冶金重新煥發(fā)了青春 從而 使粉末冶金這么古老的冶金技術(shù)開始進(jìn)入現(xiàn)代 科學(xué)技術(shù)發(fā)展的行列 繼金屬鉑之后 在 19 世紀(jì)后期至 20 世紀(jì)初 用粉末冶金方法制取了具有劃時(shí) 代意義的鎢 之后粉末冶金方法制取了鉬 鈮等難熔金屬 從而為現(xiàn)代電子和電 光源工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ) 20 世紀(jì)初 繼難熔金屬之后 用粉末冶金技術(shù)陸續(xù)研制成功了硬質(zhì)合金 多 孔性金屬含油軸承 鎢 鋼與鎢 鋼鎳復(fù)合材料等 1 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 2003 年全球粉末貨運(yùn)總量約為 88 萬噸 其中美國占 51 歐洲 18 日本 13 其他國家和地區(qū) 18 汽車工業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)的進(jìn)步 汽車制 造業(yè)現(xiàn)已經(jīng)成為粉末冶金工業(yè)最大的用戶 20005 年歐洲生產(chǎn)的粉末冶金結(jié)構(gòu)零 件 80 用于汽車制造 在日本為 90 北美為 75 一方面汽車的產(chǎn)量在不斷增 加 另一方面粉末冶金零件在單輛汽車上的用量也在不斷增加 北美平均每輛汽 車粉末冶金零件用量最高 為 19 5 公斤 歐洲平均為 9 公斤 日本平均為 8 公 斤 中國由于汽車工業(yè)的高速發(fā)展 擁有巨大的粉末冶金零部件市場前景 已經(jīng) 成為眾多國際粉末冶金企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn) 信息行業(yè)的發(fā)展也為粉末冶金工業(yè)提供了新的契機(jī) 日本電子行業(yè)用的粉末冶 金產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到了每年 4 3 億美元 其中熱沉材料占 23 發(fā)光和電極材料占 30 現(xiàn)代粉末冶金工業(yè) 除了通常所講的生產(chǎn)鐵粉 銅粉等金屬粉末和生產(chǎn)鐵基 銅基粉末冶金制品等產(chǎn)業(yè)外 廣義的講 還應(yīng)包括用粉末冶金技術(shù)制造的所有產(chǎn) 品門類的產(chǎn)業(yè) 諸如難熔金屬制品 硬質(zhì)合金 金剛石 金屬制品 軟磁與硬磁 鐵氧體元件 技術(shù)陶瓷 電觸頭材料 多孔性金屬過濾器 金屬 石墨材料等產(chǎn) 業(yè) 現(xiàn)在用粉末冶金技術(shù)制造的材料或制品 大體上可以分為五類 1 粉末冶金機(jī)械零件 其中包括燒結(jié)金屬自潤滑軸承 燒結(jié)金屬結(jié)構(gòu)零件及 燒結(jié)金屬摩擦材料與制品等 2 鐵氧體磁性材料 其中包括永磁鐵氧體材料 軟磁鐵氧體材料 3 硬質(zhì)合金材料與制品 其中包括工具材料 耐磨材料 耐高溫與耐腐蝕材 料 4 難熔金屬或高熔點(diǎn)金屬材料與制品 諸如鎢 鉬 鉭 鈮 5 精細(xì)陶瓷材料與制品 粉末冶金機(jī)械零件是當(dāng)前粉末冶金工業(yè)的主導(dǎo)性產(chǎn)品 廣泛使用的粉末冶金機(jī) 械零件材料有燒結(jié)鐵 燒結(jié)碳鋼 燒結(jié)低合金鋼 燒結(jié)合金鋼 燒結(jié)不銹鋼 燒 結(jié)鋁和燒結(jié)鋁和金 燒結(jié)同和燒結(jié)銅合金 燒結(jié)鎳合金等 早期的粉末冶金機(jī)械零件主要是含油軸承與墊圈之類的制品 形狀簡單且力學(xué) 性能較低 近 40 年來 由于鋼鐵粉末 粉末成形壓機(jī) 模具 燒結(jié)爐等的不斷 改進(jìn) 組合燒結(jié) 粉末鍛造 注射成形 溫壓及冷 熱等靜壓等工藝技術(shù)的相繼 開發(fā) 制造的粉末冶金結(jié)構(gòu)零件形狀愈來愈復(fù)雜 材料的力學(xué)性能越來越高 像 2 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中承受動(dòng)態(tài)應(yīng)力最高的連桿 現(xiàn)在不但可用粉末鍛造生產(chǎn) 甚至可用 一次壓制 燒結(jié)工藝制造 利用溫壓技術(shù) 用一次壓制 燒結(jié)就可以使鐵基粉末冶 金零件的材料密度達(dá)到 7 4g cm3以上 從而使材料的力學(xué)性能顯著增高 因此 粉 末冶金機(jī)械零件的市場一直在不斷擴(kuò)大 1 2 模具工業(yè)在現(xiàn)代工業(yè)國民經(jīng)濟(jì)中的地位 模具因其生產(chǎn)效率高 產(chǎn)品質(zhì)量好 材料消耗低 操作簡單 生產(chǎn)過程易于實(shí) 現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化 生產(chǎn)成本低而獲得廣泛的應(yīng)用 利用模具可以加工出薄壁 重量輕 剛性好 形狀復(fù)雜的零件 產(chǎn)品質(zhì)量有模具保證 具有一模一樣的特點(diǎn) 這是其它加工制造業(yè)所無法完成的 模具是現(xiàn)代工業(yè) 特別是汽車 摩托車 航 空 儀表 儀器 醫(yī)療器械 電子通信 兵器 家用電器 五金工具 日用品等 工業(yè)必不可少的工藝裝備 據(jù)資料統(tǒng)計(jì) 利用模具制造的零件數(shù)量 在飛機(jī) 汽 車 摩托車 拖拉機(jī) 電機(jī) 電器 儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占 80 以上 在電冰 箱 洗衣機(jī) 空調(diào) 電風(fēng)扇 自行車 手表等輕工業(yè)產(chǎn)品中占 90 以上 在子彈 槍支等兵器產(chǎn)品中占 95 以上 在日用金屬產(chǎn)品中占 95 以上 可見 研究和發(fā) 展模具技術(shù) 對(duì)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)現(xiàn)代化具有特別重要的意義 目前 模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造的水平的重要標(biāo)志之一 1 3 粉末冶金模具的現(xiàn)狀 80 年代后 我國的一些主要粉末冶金機(jī)械零件生產(chǎn)企業(yè) 先后從日本 歐洲 及美國引進(jìn)了高壓縮性霧化鐵粉成套霧化裝備 鐵粉精還原爐 臥式霧化銅粉裝 置 機(jī)械式與液壓式粉末冶金壓機(jī) 網(wǎng)帶式 推進(jìn)式及步移梁式燒結(jié)爐 氮基氣 氛裝置 水蒸汽處理爐 連續(xù)式雙金屬帶材和 CM DU 帶材生產(chǎn)線 噴撒法生產(chǎn) 銅基摩擦片生產(chǎn)線 以及鐵基結(jié)構(gòu)零件 微型精密銅基含油軸承 電機(jī)車受電弓 滑板 銅基過濾元件 銅基摩擦材料 雙金屬帶材和 CM DU 帶材等的制造技術(shù) 通過消化 吸收這些引進(jìn)技術(shù)與設(shè)備 有力地推動(dòng)了我國粉末冶金機(jī)械零件工業(yè) 的技術(shù)進(jìn)步 使其生產(chǎn)技術(shù)水平有了明顯提高 例如 1 hl 含油軸承洗衣機(jī) 電 機(jī)用含油軸承 1983 年以前全部從日本進(jìn)口 1987 年北京粉末冶金工業(yè)公司實(shí)驗(yàn) 廠試制成這種軸承后 擋住了進(jìn)口 現(xiàn)在該廠年產(chǎn)量數(shù)以百萬計(jì) 微型精密含油 軸承是音像機(jī)器和微小型電機(jī)不可替代的關(guān)鍵零件 我國生產(chǎn)這種含油軸承的能 力已超過 2 億件 年 材料有銅基 鐵基及鐵銅合金等 3 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 80 年代后期 我國家用電冰箱生產(chǎn)發(fā)展迅速 電冰箱的心臟是壓縮機(jī) 而 壓縮機(jī)的一些主要零件都是用粉末冶金制造的 諸如往復(fù)式壓縮機(jī)中的連桿 活 塞 軸套 閥板 旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中的缸體 缸蓋 平衡塊 葉片等 現(xiàn)在寧波粉 末冶金廠等一些廠家已能批量生產(chǎn)這些零件 這些零件是由易切削鐵粉制造的 易切削鐵粉的主要添加劑 MnS 國內(nèi)已研制成功 并開始小批量生產(chǎn) 寧波粉末 冶金廠經(jīng)過 4 年研制 已試制成功大發(fā)車的曲軸正時(shí)齒輪 凸輪軸正時(shí)齒輪 平 衡塊 主動(dòng)與從動(dòng)鏈輪 止推板等 有的零件已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段 上海粉末冶 金廠為上海桑塔納轎車配套的粉末冶金零件 17 種 33 件 已有 14 件 包括二次配 套件 先后投入批量生產(chǎn) 飛速發(fā)展的粉末冶金制品 也給模具制造帶來了飛速的發(fā)展 有單一的整體式 的模具到復(fù)雜的組合式的模具一應(yīng)俱全 產(chǎn)品數(shù)量直線上升 這就為現(xiàn)在的模具 設(shè)計(jì)提出了新的要求 高的壽命 高的強(qiáng)度 高的耐磨性 高的韌性 高的耐熱 性等 這就給設(shè)計(jì)工作者提出了更高的要求 這不僅要求對(duì)模具制造工藝了如指 掌 而且要對(duì)材料的性能及特點(diǎn)非常熟悉 第 2 章 粉末冶金模具設(shè)計(jì)的原則 2 1 通用粉末成形壓機(jī)的選擇原則 1 壓制成形用原料粉末的特性 原料粉末的特性影響壓制時(shí)的裝粉速度 壓 制壓力 密度曲線以及可達(dá)到的尺寸公差 2 零件壓坯的幾何形狀 決定了所需模沖的個(gè)數(shù) 3 制品的尺寸公差 4 批量大小 生產(chǎn)批量大時(shí) 模具更換少 反之亦然 5 粉末冶金生產(chǎn)廠可利用的壓機(jī)和模具的結(jié)構(gòu) 氣候條件和建筑特性等 6 操作和維修人員的素質(zhì) 7 快速采購備件的可能性 8 對(duì)自動(dòng)化程度的要求 2 2 壓坯的選用原則 1 材質(zhì) 根據(jù)所要求的強(qiáng)度 硬度 耐磨性 耐蝕性 氣密性 磁性等物理 力學(xué)特性 來選擇材料的組成 密度 后續(xù)處理等 4 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 2 零件尺寸 根據(jù)對(duì)象零件的尺寸計(jì)算成形加壓面積 然后依靠材質(zhì)選定的密 度 確定所需要的單位面積壓力 從而計(jì)算出所需要的總壓制力 3 零件形狀 關(guān)鍵在于是否能壓制成型 若整體無法壓制成形 可以考慮分 割成 2 部分以上分別壓制成形再組合起來 4 成本 盡量將功能用不上的零件部分去除 以節(jié)約材料 降低生產(chǎn)成本 5 精度 零件形狀確定之后 在選定的材質(zhì) 后續(xù)處理等條件下 確定壓坯精 度 為了充分利用粉末冶金零件的經(jīng)濟(jì)性 最好用模具壓制成形來保證各項(xiàng)精度 2 3 壓制成形模具設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 1 陰模型腔內(nèi)各個(gè)部位都必須可靠地充填以數(shù)量精確的粉末 2 壓坯內(nèi)的密度分布應(yīng)盡量均一 3 為保證鄰接部分粉體間充分連接 對(duì)陰模型腔內(nèi)各處的粉體應(yīng)同時(shí)進(jìn)行密 實(shí) 應(yīng)注意密實(shí)粉體僅只很微量向側(cè)向移動(dòng) 4 必須將壓坯完好的從成型模具中脫出 5 對(duì)模具零件的所有必要的動(dòng)作都必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?而且必須能以足夠 高的精度進(jìn)行重復(fù) 6 模具的模沖盡量少 7 在壓制過程中 模沖不得與陰模或芯棒 或相互卡住 8 在壓制過程中 所有模具零件都必須能承受施加于其上的載荷 所有零件 都必須盡量耐磨 而且應(yīng)具有最高的可預(yù)期壽命 9 模具的所有功能都必須最好的利用壓機(jī)的相應(yīng)功能 10 模具的設(shè)計(jì)應(yīng)便于組裝和安裝在壓機(jī)上 以將組裝的時(shí)間縮短到最短 11 磨損的模具零件應(yīng)盡量容易更換 以將停工時(shí)間縮小到最短 12 就預(yù)期的模具使用壽命和生產(chǎn)壓坯數(shù)量而言 模具的制造成本必須合理 5 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 第 3 章 模具的設(shè)計(jì)和材料選擇 3 1 壓坯的要求和壓制方式的選擇 該零件為剎車片如圖 3 1 所示 需要在壓制的過程中進(jìn)行和剎車片背板的燒結(jié) 圖 3 1 剎車片與背板的組合圖 實(shí)際零件類似于圖 3 2 6 粉末種類 3松裝密度 0 g cm 范圍 常用值 還原鐵粉 2 0 2 8 2 4 霧化鐵粉 2 5 3 2 2 8 霧化 6 6 3 青銅粉 2 4 3 1 2 7 電介銅粉 1 7 1 9 1 8 選擇比還原鐵粉還要小一些的松裝密度2 0g cm而壓制之后的剎車片壓坯密度 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 圖 3 2 剎車片 經(jīng)查閱資料 剎車片材料除了大約 50 左右的金屬材料如還原鐵粉 鋼纖維等 還有一定量的各種纖維 酚醛樹脂 利于燒結(jié)的各種成分在其中 查閱各階段鐵 粉的密度如表 1 表 1 3 根據(jù)圖表 2 7 分類 3密度 g cm 孔隙度 單位壓力 Mpa 低密度零件 20 825 高密度零件 7 6 1 或 H T 3 時(shí) 通常采用雙向壓制和雙向壓模 3 當(dāng) H T 4 時(shí) 最好采用壓制時(shí)芯桿和陰模能相對(duì)移動(dòng)的壓模 4 當(dāng) H T 6 10 時(shí) 可采用摩擦芯桿壓?；驂褐茣r(shí)陰模 芯桿和上模能相對(duì) 8 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 下模沖移動(dòng)的壓模結(jié)構(gòu) 一般浮動(dòng)芯桿的移動(dòng)速度約等于陰模移動(dòng)速度的二分之 一 但上模沖的移動(dòng)速度要比陰模和芯桿打 才能保證壓坯密度分布均勻 該剎車片的高徑比 H D 14 5 110 1 但由于有凹孔 所以選擇使用單向壓制 3 1 2 頂出方式的決定 方案一 拉下式 陰模浮動(dòng)至下模沖的高度 使壓坯脫出 如圖 3 1 圖 3 3 壓制完成后 陰模繼續(xù)由上模座的壓力繼續(xù)向下移動(dòng) 移動(dòng)至下模沖的上表面 最終頂出 之后取出零件 問題是動(dòng)作過于繁瑣 速度較慢 不適于大批量生產(chǎn) 的要求 方案二 頂出式 陰模不動(dòng) 下模沖在壓制完成之后繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)到陰模的上表面 頂出 零件完成取出零件的要求 如圖 3 4 9 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 圖 3 4 如圖所示 下推板推動(dòng)下模沖完成壓制動(dòng)作 之后在下推板的作用下繼續(xù)向上 運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)到陰模上表面 是零件完成脫模動(dòng)作 該動(dòng)作簡單快捷 由于是借助 壓床的動(dòng)力 對(duì)于一些脫模力較大的零件也可以應(yīng)用 非常適合大批量生產(chǎn) 缺 點(diǎn)在于陰模內(nèi)腔會(huì)加速磨損 綜合兩種方案 再根據(jù)零件是一種大批量生產(chǎn) 只要求一定的平面度 對(duì)陰模 壓制的外輪廓并沒有很高的要求 所以即使是有一定的磨損也在承受范圍內(nèi) 決 定選擇使用下模沖向上運(yùn)動(dòng)使零件脫模的方案 3 1 3 加熱管的排布方案與選擇 1 接熱管的排布方案 方案一 整個(gè)模具全部加熱 如圖 3 5 10 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 圖 3 5 幾乎在所有的相關(guān)零件上都設(shè)有加熱元件的孔 優(yōu)點(diǎn)是加熱速度非?？?擁有 很快的加工便捷性 相對(duì)的 缺點(diǎn)也非常大 浪費(fèi)資源嚴(yán)重 相比于一般的模架 來說 整體強(qiáng)度下降很多 抗彎曲的強(qiáng)度也有所下降 方案二 在關(guān)鍵性的局部位置添加加熱板或者在強(qiáng)度比較高的模沖內(nèi)加工可放置加熱 元件的深孔 如圖 3 6 11 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 圖 3 6 如圖 僅僅在下模沖和上模沖的墊板之上加設(shè)了加熱元件 相對(duì)于全體加熱 加 熱速度相對(duì)較慢 但是考慮到只是加工時(shí)的預(yù)熱速度較慢 等加熱到可加工溫度 持續(xù)加工的時(shí)達(dá)到所需要的溫度很快 如此一來 將大大節(jié)省能源的消耗 節(jié)約 資源 各方面的強(qiáng)度壽命也沒有太大的影響 所以選擇方案二 2 加熱元件的選擇 1 選擇單端電熱管 其優(yōu)勢(shì)在于 1 直徑小 可以做到3 25MM 2 長度不受限制 可以做到20 2000MM 3 功率高 國內(nèi)可以做到表面積20瓦特 平方厘米 4 結(jié)構(gòu)簡單 機(jī)械強(qiáng)度高 熱效率高 安全可靠 安裝簡便 使用壽命長 無 污染 價(jià)格便宜等特點(diǎn) 同時(shí)節(jié)省電能 使用安全 可以彎成各種形狀 輕便 拆裝方便 2 性能要求 1 升溫時(shí)間 在試驗(yàn)電壓下 元件從環(huán)境溫度升至試驗(yàn)溫度時(shí)間應(yīng)不大于15min 2 額定功率偏差 在充分發(fā)熱的條件下 元件的額定功率的偏差應(yīng)不超過下列規(guī)定的范圍 對(duì)額定功率小于等于100W 的元件為 10 對(duì)額定功率大于100W 的元件為 5 10 或10W 取兩者中的較大值 12 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 3 泄露電流 冷態(tài)泄露電流以及水壓和密封試驗(yàn)后泄露電流應(yīng)不超過0 5mA 工作溫度下的熱態(tài)泄露電流應(yīng)不超過公式中的計(jì)算值 但最大不超過5mA I 1 6 tT 0 00001 3 1 I 熱態(tài)泄露電流 mA t 發(fā)熱長度 mm T 工作溫度 多個(gè)元件串聯(lián)到電源中時(shí) 應(yīng)以這一組元件為整體進(jìn)行泄露電流試驗(yàn) 4 絕緣電阻 出廠檢驗(yàn)時(shí)冷態(tài)絕緣電阻應(yīng)不小于50M 密封試驗(yàn)后 長期存放或者使用后的絕緣電阻應(yīng)不消與 M 工作溫度下的熱態(tài)絕緣電阻應(yīng)不低于公式中的計(jì)算值 但最小應(yīng)不小于1M R 10 0 015T t 0 001 3 2 R 熱態(tài)絕緣電阻 M t 發(fā)熱長度 mm T 工作溫度 5 絕緣耐壓強(qiáng)度 元件應(yīng)在規(guī)定的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)電壓下保持1min 而無閃絡(luò)和 擊穿現(xiàn)象 6 經(jīng)受通斷電的能力 元件應(yīng)能在規(guī)定的試驗(yàn)條件下經(jīng)歷2000次通斷電試驗(yàn) 而 不發(fā)生損壞 7 過載能力 元件在規(guī)定的試驗(yàn)條件和輸入功率下應(yīng)承受30次循環(huán)過載試驗(yàn) 而 不發(fā)生損壞 8 耐熱性 元件在規(guī)定的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)電壓下應(yīng)承受1000次循環(huán)耐熱性試驗(yàn) 而不發(fā)生損壞 3 單端電熱管的參數(shù) 功率 20w cm2 45cm2 900w 陰模選擇直徑20mm 長110mm 的單端電熱管 上模座選擇直徑為25mm 長350mm 的單端電熱管 其他性能要符合基本技術(shù)要求 13 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 3 2 陰模的設(shè)計(jì) 首先 陰模的高度必須高于裝粉的高度 所以利用壓坯密度和粉末填充密度之 間的比率 Q 來計(jì)算零件部分所需要的裝粉密度 比率 Q 可以根據(jù)如下公式計(jì)算 Q 壓坯密度 充填密度 充填深度 壓坯高度 3 3 Q 5 3 2 0 2 65 則所要求出的裝粉高度 F 為 F H Q 14 5 2 65 38 5mm 假定對(duì)與下模沖在陰模型腔內(nèi)導(dǎo)引距離需要 25mm 則陰模至少要比裝粉深度高 30mm 于是 將陰模下端面的邊緣標(biāo)注在上端面邊緣以距離為 A F 30mm 70mm 處 最后 考慮模沖的長度 因?yàn)槟_的必須要足以能夠?qū)号鲝年幠Ｖ型耆?出 即它們的長度至少為 84mm 對(duì)于這個(gè)長度 還應(yīng)加大裕度 5 10mm 以便能 夠修正磨損的模沖輪廓外形 所以最終定為長度為 90mm 3 3 上下模沖的設(shè)計(jì) 3 3 1 下模沖長度的設(shè)計(jì) 形狀與剎車片的形狀一致 由于之前決定使用的頂出方式為下模沖運(yùn)動(dòng)至陰模 面來頂出加工零件 且選用了直徑為 25mm 長度為 100mm 的加熱元件 并且需要留 出 30mm 以上的壁厚和 5 10mm 的磨損余量 最終確定下模沖長為 150mm 3 3 2 上模沖的設(shè)計(jì) 上模沖在壓制時(shí)起到固定剎車片背板 并且通過剎車片背板參與剎車片壓制和 燒結(jié)的過程 而且由于在上模沖背面設(shè)有一套加熱原件 所以在不必要的情況下 可以設(shè)計(jì)的盡量短一些 便于加熱元件的熱量能夠更快且盡量減少消耗的傳遞過 來 上模沖的外輪廓與剎車片一致 但是需要通過剎車片背板的的兩個(gè)孔進(jìn)行固 定和定位 所以需要有兩個(gè) 14 的圓形凸臺(tái) 所以長度為 35mm 加上厚度為 15mm 的連接板 注 陰模型腔的硬度約為 62 65HRC 不得低于 60HRC 模沖除和陰模型腔一樣必須 耐磨以外 還必須具有韌性 故模沖的硬度可比陰模稍低一些 一般以 60 63HRC 為宜 模具表面粗糙度愈小愈好 這不僅可以減少壓制成型時(shí)粉末與陰模型腔間的摩 擦力 且可增高壓坯密度的均勻性 減低脫模壓力 文獻(xiàn)表明 精細(xì)研磨的硬質(zhì) 14 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 合金陰模型腔表面 可時(shí)脫模力減到 1 7 因此 陰模型腔及模沖端面粗糙度極 為重要 理論上 粉末壓制成形模具中與粉末成形相關(guān)的任何表面 粗糙度上都 是越小越好 以不大于 Ra0 125 m 為宜 3 4 其它模架零件的設(shè)計(jì) 下模沖與下模座之間需要一段空間來保證下模沖的壓制運(yùn)動(dòng)能夠順暢進(jìn)行 所 以在下模座與陰模之間需要一組陰模固定塊來支撐陰模一下模座之間的這片空 間 下模沖長為 150mm 陰模高度為 90mm 陰模的裝粉高度為 40mm 所以固定 塊的高度至少為 150 90 40 100mm 再留出至少 10 20mm 的余量 最終確 定陰模固定塊的高度為 120mm 下模座和上模座由于需要裝置導(dǎo)柱和放置桿 而導(dǎo)柱在 MISUMI 的標(biāo)準(zhǔn)件中查 詢到大于 350mm 長度的導(dǎo)柱直徑需要 60mm 所以設(shè)定放置桿的直徑也設(shè)計(jì)為相 同的 60mm 最終確定上下模座的面積為 700mm 550mm 厚度為 50mm 加熱板上表面設(shè)計(jì)成略小于上模座 以便于連接 而下表面用來傳遞熱量 為 了盡量不浪費(fèi)資源 設(shè)計(jì)成與上模沖大小一樣 厚度暫時(shí)定為 90mm 3 5 連接方式的設(shè)計(jì) 3 5 1 上下模座與固定板之間的連接 圖 3 7 使用 M10 90 的內(nèi)六角螺釘 方便拆卸 連接緊密 強(qiáng)度高 3 5 2 下模座與陰模固定板之間的連接 15 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 圖 3 8 使用 M8 50 的內(nèi)六角螺釘連接 并且每一側(cè)用兩個(gè) M12 20 的定位銷來確定 位置和承受陰模的壓力 3 6 陰模材料的選擇 陰模是成形零件壓坯輪廓形狀的模具 耐磨性特別重要 粉末成形時(shí) 陰模承 受巨大內(nèi)壓 為防止破損 陰模大多以熱裝狀態(tài)使用 因此 主要采用主要采用 高硬度材料制造 并進(jìn)行熱處理 在這里使用合金工具鋼 Cr12MoV 且硬度要高于 60HRC 3 7 模沖材料的選擇 模沖壓制成形用的模沖都不只是使用一次 二是 105 106 次或更多 同時(shí)在使 用過程中不得斷裂或產(chǎn)生塑性變形 而且在負(fù)載作用下不會(huì)彈性脹大到擠進(jìn)陰模 型腔中的程度 就量一個(gè)壓制周期中產(chǎn)生很小量的塑性變形 經(jīng)過若干的壓縮周 期后 也會(huì)使模沖發(fā)生相當(dāng)大的縮短與增厚 其后果可以想象 模沖縮短時(shí) 壓 坯的高度會(huì)相應(yīng)的增高 而當(dāng)模沖增厚時(shí) 最終會(huì)擠進(jìn)陰模型腔與斷裂 而且 可能會(huì)損壞整套模具 于是 模沖必須具有高壓縮屈服強(qiáng)度 高的剛度及高的疲勞強(qiáng)度 除了上述性 能外 再由模沖形成壓制成型模具壁的一部分的場合 模沖表面的硬度還必須足 16 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 夠高 必要時(shí) 可十分精細(xì)的將模沖進(jìn)行表面硬化 以免發(fā)生脆裂和表面開裂 只有剛度最高的一類工具鋼適用于制造模沖 最理想的情況是 制造模沖的材料 具備以下性能 1 軟化退火時(shí) 切削性能好 2 淬火硬化后 具有最高可能的剛度與疲勞強(qiáng)度 3 在淬火硬化過程中 具有最高可能的尺寸穩(wěn)定性和最小 可能的對(duì)裂紋的敏感性 4 最高可能的耐磨性 所以選擇使用工具鋼 Cr12MoV 3 8 模架的材料選擇 制作與模沖托板都是模架的一部分 即便是跟換模具 他們也都是通用的 故 具有不產(chǎn)生缺陷與壓痕的硬度是必要的 由于它們的尺寸余裕的場合居多 故在 強(qiáng)度方面 沒有必要采用像模具那么高級(jí)的材料 可使用 SK5 T8Mn 或 SK3 T10 硬度和模沖相同或略高即可 這里選擇材料為 45 號(hào)鋼 硬度與模沖一樣 第 4 章 強(qiáng)度的校核 4 1 壓機(jī)的選擇 金屬粉末的壓制力通常由其單位流動(dòng)壓力所決定 P nFp 4 1 式中 p 金屬粉末平均單位流動(dòng)壓力 F 壓制坯截面積 n 壓制模中型腔數(shù)量 對(duì)一次多件壓制 由于該剎車片只需要 45Mpa 左右的壓力 截面積為 4500mm2 所需壓制力使用原 料粉末的成型壓力乘以該零件的截面積 所以壓力 F 45 4500 202500N 確定壓制力后 可選擇壓機(jī)的噸位 PT CpP 式中 Cp 壓力機(jī)噸位裕度系數(shù) Cp 1 25 1 30 17 4 2 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 而壓制后制件的頂出力有側(cè)壓力 pc 粉體側(cè)表面面積 Fc 和粉體與模壁的摩擦系 數(shù) 0 1 0 2 確定 Pout Fcpc 4 3 頂出力為 Pout 0 15 3804 10 6 45 106 30kN 所以選用 SX 40 壓機(jī) 主要技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù) 額定壓制力 400kN 45tf 脫出力 180kN 20tf 陰模最大裝粉深度 120mm 壓制速度范圍 6 24 件 min 上壓頭 下 速頭速度比 1 1 1 4 4 2 模沖強(qiáng)度校核 由于壓制成形模具在周期高載荷下工作 因此 必須對(duì)主要受力件進(jìn)行強(qiáng) 度校核 沖頭一般處于壓應(yīng)力狀態(tài) 其強(qiáng)度校核式為 P Fmin 式中 P 金屬粉末壓制力 Fmin 沖頭最小截面積 工具鋼許用應(yīng)力 220000 4500 48Mpa 180MPa 下模沖為剎車片的外輪廓 則 400000 4500 88Mpa 180MPa 陰模強(qiáng)度校核 Pout F 30000 3804 7 8Mpa 180MPa 對(duì)支撐模座和固定板也需要進(jìn)行抗壓強(qiáng)度校核 P F 加熱板的強(qiáng)度校核 4000000 77392 5 16MPa 80MPa 模座的強(qiáng)度校核 4000000 370000 1 1MPa5 6 6 1 6 1 6 5 6 5 7 2 1 2 7 6 范圍 常 用 值 范圍 常 用 值 范圍 常 用 值 范圍 常 用 值 鐵基 0 1 0 2 0 1 5 0 15 0 25 0 1 0 0 20 0 30 0 2 5 鐵基 0 05 0 15 0 2 0 0 10 0 20 0 1 5 0 15 0 25 0 2 0 6 6 3 青 銅 0 08 0 12 0 1 0 0 10 0 20 0 1 5 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 5 3 壓坯燒結(jié)率與回彈率的總收縮率計(jì)算 5 3 1 壓坯的回彈率 常見的鐵 銅壓坯的回彈率見表 4 鐵 銅壓坯的回彈率 g 表 4 5 3 2 回彈率的影響因素 粉末的塑性 不僅與其成分有關(guān) 而且相同成分但加工工藝不同時(shí) 塑性 差異易較大 如粉末破碎時(shí)的應(yīng)力大小 退火充分與否 粉末含氧量及其他因素 等 塑性好 則回彈率小 壓坯密度高 則壓制壓力大 側(cè)壓力亦大 模具型腔隨之增大 回彈率也 就增大 陰模的剛性對(duì)回彈率影響較大 剛性差則變形大 回彈率也大 壓坯高度大于一定值時(shí) 高度對(duì)回彈率影響不大 但當(dāng)高度小于一定值時(shí) 則高度對(duì)回彈率的影響逐漸明顯 當(dāng)壓坯高度小于 3 5mm 以下時(shí) 回彈率大大 降低 燒結(jié)收縮率及其影響因素 5 3 3 燒結(jié)收縮率 常見的鐵 銅壓坯的燒結(jié)收縮率見表 5 20 成分 密度 3 g cm 收縮率 工藝條件范圍 常用 值 純鐵 5 6 6 1 6 1 6 5 6 5 7 1 0 5 0 8 0 3 0 7 0 2 0 4 0 6 0 5 0 3 燒結(jié)溫度 1080 1150 鐵 碳 5 6 6 1 6 1 6 5 6 5 7 1 0 5 1 0 0 4 0 8 0 3 0 5 0 8 0 6 0 4 含碳 1 3 燒結(jié)溫度 1080 1120 6 6 3 青銅 6 5 7 1 1 2 2 1 5 燒結(jié)溫度 780 830 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 鐵 銅壓坯的燒結(jié)收縮率 c 表 5 收縮率的影響因素 化學(xué)成分對(duì)收縮率有一定影響 不僅不同的金屬粉末收縮率差異較大 而且 少量的合金元素添加劑 對(duì)收縮率也有一定的影響 例如 在鐵基材料中 添加 碳 硒 鋁 硼等元素 使收縮率增大 添加銅 可阻礙收縮 一定條件下可使 收縮率接近零 甚至脹大 在銅基材料中 添加錫 磷等元素 可增大收縮率 添加鋅 在一定條件下 有阻礙收縮的作用 提高壓坯密度 可是收縮率減小 反之亦然 燒結(jié)工藝對(duì)收縮率影響最為明顯 提高燒結(jié)溫度 收縮率增大 這因素最 敏感 尤其對(duì)于收縮率大的材料 延長保溫時(shí)間 是收縮率增大 保護(hù)氣氛是不 能忽略的因素 真空和良好的還原氣氛可增大收縮率 反之則阻礙收縮率 甚至 脹大 尤其對(duì)于加有硅 鋁 錳合金元素的鐵基材料 哪怕是少量的水蒸氣的存 在亦會(huì)氧化 銅基材料對(duì)油污染氣氛較敏感 燒結(jié)氣氛中有油污的揮發(fā)存在 則 阻礙收縮 甚至根本燒結(jié)不好 無論采用哪些燒結(jié)措施 均可增大收縮率 如鐵 銅基材料的預(yù)氧化燒結(jié) 氣氛中加有少量的鹵族化合物以及物理措施 在加工時(shí)需要留出燒結(jié)之后的形變量之后的余量 在經(jīng)過復(fù)壓整形之后成為最 終的產(chǎn)品 21 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 余量計(jì)算如下 104 0 6 0 15 0 47mm 所以加工之后要增加 0 5mm 左右的余量 第 6 章 主要零件加工后應(yīng)達(dá)到的要求 6 1 陰模 1 陰模的高度應(yīng)能容納壓坯所需要的松散粉末 并使上下模沖有良好的定 位和導(dǎo)向 2 能保證壓坯的幾何形狀和尺寸精度 3 工作表面要有良好的粗糙度 4 工作表面要有高的硬度和良好的耐磨性 5 在工作壓力下應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 6 根據(jù)產(chǎn)品的批量和復(fù)雜程度 選擇模具材料的優(yōu)劣 7 結(jié)構(gòu)上應(yīng)便于制造和維修 便于安裝操作方便 8 能使壓件完好的脫出壓膜 9 平磨后須退磁 6 2 模沖 1 工作表面要有足夠的硬度和耐磨性 材料的選擇與熱處理應(yīng)考慮有適當(dāng) 的韌性 2 上下模沖對(duì)陰模和芯棒應(yīng)有良好的定位與導(dǎo)向 并有合理的配合間隙 復(fù)合的模沖 應(yīng)能脫出壓件 3 上下模沖的工作面和配合面應(yīng)有良好的粗擦度 非工作段的外徑可適當(dāng) 縮小 內(nèi)孔可適當(dāng)?shù)姆糯?以減少精加工與陰模的摩擦 4 有關(guān)部位應(yīng)能保障不垂直度 不平行度和不同心度等技術(shù)要求 5 平磨后須退磁 6 3 其他零件 名 材 料 技術(shù)要求 長度單位為 mm 稱 22 上 模 座 Cr12 1 不平行度允差為 0 02 2 不垂直度允差為 0 015 0 030 3 熱處理硬度 HRC50 55 墊 板 Cr12 1 不平行度允差為 0 01 0 02 2 熱處理硬度 HRC52 56 導(dǎo) 柱 45 1 不平行度允差為 0 015 0 030 2 不垂直度允差為 0 015 0 030 3 調(diào)制處理硬度 HRC28 32 4 長度每組幾件允差為 0 02 0 03 下 模 座 45 1 不平行度允差為 0 02 2 熱處理硬度 HRC40 50 壓 座 45 1 不平行度允差為 0 02 2 熱處理硬度 HRC40 45 接 桿 45 1 不垂直度允差為 0 02 2 調(diào)制熱處理硬度 HRC28 32 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 表 6 23 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 總結(jié)與展望 剛剛拿到本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候相當(dāng)自信 覺得學(xué)了兩年的模具設(shè)計(jì) 一個(gè)不算 太復(fù)雜的模具設(shè)計(jì)還不是手到擒來 隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的慢慢深入 之前的自信也一 點(diǎn)點(diǎn)的消減 到了最后只知道學(xué) 不停地看書 不停地思考 沉浸在模具設(shè)計(jì)這 門深且廣的學(xué)科之中 首先 我做的開題報(bào)告的相關(guān)資料的查閱與收集 每讀一篇學(xué)術(shù)大拿們發(fā)表的 文章 就不得不對(duì)學(xué)術(shù)領(lǐng)域的專家們的奇思妙想所震驚 越加的是自己感覺到在 學(xué)校里學(xué)的那些自以為很到家的簡陋知識(shí)簡直連皮毛都算不上 各種前沿的技 術(shù) 各種可預(yù)期的發(fā)展 都使我這個(gè)見識(shí)淺薄的菜鳥對(duì)這些技術(shù)了解的欲望愈加 的強(qiáng)烈 也是我對(duì)模具設(shè)計(jì)的興趣也愈加的濃厚 特別是沖壓模具這一類的大型 模具 幻想如果自己有一天能設(shè)計(jì)出一款幾十上百頓的大型模具并且能夠很好地 完成預(yù)定的工作 壽命比同類的長 價(jià)格比同類的低 那是何等的一種享受 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 首先我查閱了大量關(guān)于模具設(shè)計(jì)的一些資料 模具行業(yè)的發(fā)展 是呈一個(gè)上升的趨勢(shì) 并且速度很快 可以說是一個(gè)很有前景的產(chǎn)業(yè) 模具在工 業(yè)生產(chǎn)中的地位也越加的重要 生活中使用的生活用品 可以說 90 以上都是由 模具生產(chǎn)出來的 地上跑的汽車 海里跑的輪船 天上飛的飛機(jī) 外殼或者許多 零件也都是模具中的沖壓模具做出來的 而另一個(gè)高速發(fā)展的模具行業(yè) 粉末冶 金模具 也由于汽車行業(yè)的高速發(fā)展跟著迎來了的春天 如今許多高強(qiáng)度的零件 不如行星輪 軸承 各種齒輪 都是由粉末冶金模具加工出來的 而且種類也越 來越繁多 各種各樣的資料從各方面證明了模具行業(yè)的發(fā)展前景是很廣闊的 進(jìn) 入這個(gè)行業(yè)并不是一個(gè)錯(cuò)誤的選擇 接下來根據(jù)老師給予的題目 剎車片的壓制成形 本來以為是沖壓模具的領(lǐng)域 但是經(jīng)過大量的查閱資料和了解 發(fā)現(xiàn)這是粉末冶金模具的領(lǐng)域 由于之前對(duì)粉 末冶金的知識(shí)接觸的并不是很多 但為了做好本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 在圖書館和網(wǎng)上耗 費(fèi)大量的時(shí)間自學(xué)了許多關(guān)于粉末買冶金和粉末冶金模具設(shè)計(jì)的只是 大大的充 實(shí)了自己 并對(duì)自己后一步模具設(shè)計(jì)奠定了良好的基礎(chǔ) 對(duì)于模具設(shè)計(jì) 我們首先就要先知道設(shè)計(jì)的東西有什么要求 特別是主要的零 部件 如果什么都不知道 那也就談不上是真正實(shí)際的設(shè)計(jì) 所以古往今來前人 總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)是必須要看的 比如 壓機(jī)的選用原則 需要根據(jù)壓坯的壓力 24 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 壓機(jī)的速度 批量的大小等等來進(jìn)行合理的選擇 同理 壓坯的設(shè)計(jì)和模具的選 擇也有許多在實(shí)際選擇中要遵守的準(zhǔn)則 由于自身能力水平的有限 許多要求也 可能沒有考慮進(jìn)去 在設(shè)計(jì)的過程中我會(huì)盡量注意 并且隨時(shí)隨地查閱資料來進(jìn) 行糾正 之后的就進(jìn)入了真正的模具設(shè)計(jì)和材料選擇的環(huán)節(jié) 在此過程中 我借鑒了許 多前輩的設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 深刻的理解各種方案的優(yōu)缺點(diǎn) 并且在此基礎(chǔ)上 合理的 加入了自己的想法 經(jīng)過零件壓制的要求和實(shí)際的一些客觀要求 選擇了最佳的 加熱和頂出方案 之后的陰模設(shè)計(jì) 根據(jù)書中的裝粉高度公式 計(jì)算出了陰模的 高度 再由陰模的高度 計(jì)算出了下模沖的高度并且合理的選擇了上模沖的高度 再根據(jù)前輩們總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式和行業(yè)中的一些內(nèi)部規(guī)定 設(shè)定了各個(gè)部件的厚 度 并且 確定了連接方式 之后對(duì)于模具材料的選擇 也選擇了如今應(yīng)用最廣 并且各方面性能都很出色的 Cr12MoV 模具鋼來作為核心零件陰模和上下模沖的 材料 其他模架的零件也選用了應(yīng)用最廣的 45 號(hào)鋼 應(yīng)用最廣并不代表最差 而是綜合性能最出色的體現(xiàn) 還有一方面就是模具設(shè)計(jì)并不能只看重模具的工作 性能出色與否 還要考慮當(dāng)零件損壞后更換是否方便并且便宜的情況 而 Cr12MoV 和 45 號(hào)鋼在這些方面可以說是占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)的 當(dāng)全部設(shè)計(jì)完畢 選定了材料之后 并不是完結(jié) 之后還有許多事情要做 比 如接下來要做的強(qiáng)度的校核 選定了模具的形狀和材料 他們?cè)趬簷C(jī)下是否能在 規(guī)定的情況下完好地完成需要的動(dòng)作和能否承受壓機(jī)的壓力等等 由于經(jīng)驗(yàn)技術(shù) 和知識(shí)的限制 如壽命的計(jì)算并沒有科學(xué)的計(jì)算公式 只有每個(gè)師傅自己掌握的 一些經(jīng)驗(yàn)公式 使得本人沒有辦法對(duì)一些方面進(jìn)行校核 慚愧的同時(shí)并表示遺憾 之后是在加工和裝配式需要注意的問題 其中最重要的就是各模具零件之間的 間隙問題了 間隙的預(yù)留不能太小 否則會(huì)嚴(yán)重影響零件間的工作狀態(tài)并且使得 零件在壓機(jī)的壓力下加速磨損 大大減小使用壽命 還有出現(xiàn)崩裂的危險(xiǎn)情況 間隙過大會(huì)出現(xiàn)粉末泄露 運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)等狀況 所以間隙的適當(dāng)也是在模具設(shè)計(jì) 的過程中必須加以慎重考慮的 由于水平的限制 有許多應(yīng)該考慮的因素可能沒 有考慮到 希望在不遠(yuǎn)的將來能夠更進(jìn)一步 接下來要考慮的就是零件的粗糙度問題了 特別是工作零件表面的粗糙度 一 定要加以重視 因?yàn)樵谫Y料中顯示 當(dāng)陰模粗糙度降低到一定程度時(shí) 零件的脫 25 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 模力竟然可以降到原來的 1 7 因此 陰模型腔及模沖端面粗糙度極為重要 而 硬度也是一個(gè)很重要考慮因素 陰模型腔的硬度約為 62 65HRC 不得低于 60HRC 模沖除和陰模型腔一樣必須耐磨以外 還必須具有韌性 故模沖的硬度可比陰模 稍低一些 一般以 60 63HRC 為宜 其他零件的加工要求并不像主要零件這么嚴(yán) 但是粗糙度和平面度的要求也有 嚴(yán)格的要求 為了保證壓制出來的零件滿足初始的要求 各個(gè)零件的要求也不是 可有可無的陪襯 限于水平 各種計(jì)算出來的平面要求會(huì)有一定的錯(cuò)誤 感謝老 師的指正 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中 我深切的體會(huì)到了模具行業(yè)的旺盛活力和無限的發(fā)展 前景 每天都有新的技術(shù)出現(xiàn) 各種能夠用應(yīng)用于模具的新材料層出不窮 模具 的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地深入各個(gè)領(lǐng)域 制作的零件的復(fù)雜程度也越來越高 制作 出來的各方面的指標(biāo)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他制作方法 真正貫徹了多 快 好 省的各 項(xiàng)大環(huán)境的要求 把模具發(fā)展水平看成是一個(gè)國家的工業(yè)水平的體現(xiàn)之一還是有 一定的科學(xué)依據(jù)在里面的 這么一個(gè)在工業(yè)領(lǐng)域里極具代表行的產(chǎn)業(yè) 確實(shí)是一 個(gè)很好地標(biāo)志 在大學(xué)里選擇了模具方向的課程并沒有讓我感到失望 相信在不 遠(yuǎn)的將來 模具的發(fā)展不僅會(huì)在產(chǎn)量高 質(zhì)量好 材料省這些方面越來越好 也 一定能在環(huán)保 清潔等方面做出一定的突破 相信在不遠(yuǎn)的將來就會(huì)實(shí)現(xiàn) 26 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 參考文獻(xiàn) 1 王樹勛 模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè) M 華南理工大學(xué)出版社 1995 850 986 2 趙忠 周康 丁仁亮 金屬材料及熱處理 M 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 95 123 3 趙占西主編 材料成形技術(shù)基礎(chǔ) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社出版 2001 2 157 186 4 徐灝 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 3 4 卷 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1991 258 291 5 Hydro froming Congress Hydroforming for large volume productionBochum Nov 4 5 1997 134 142 6 Keyes K A Pressworking Stampingsand dies Soc of Mfg Engrs 1980 57 65 7 LI Xiong ZHANG Hong bing RUAN Xue yu LUO Zhong hua ZHANG Yan Heat Treatment of Die and Mould Oriented Concurrent Design J Journal of Iron and Steel Research 2006 40 43 74 8 MPIF Powder Metallurgy Design Manual 3rd Edition Published by MPIF 1998 78 80 9 美國金屬協(xié)會(huì)主編 金屬手冊(cè) 第七卷 粉末冶金 第九版 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 68 69 10 粉末冶金模具設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組 粉末冶金模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1978 34 36 11 中國材料工程大典 第十四卷 粉末冶金材料工程 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 年 1 月 349 353 12 中國模具設(shè)計(jì)大典 第四卷 鍛模與粉末冶金模具設(shè)計(jì) 江西科學(xué)技術(shù)出版社 2003 13 韓鳳麟編著 粉末冶金機(jī)械零件 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1987 14 粉末冶金常用標(biāo)準(zhǔn)匯編 上 下冊(cè) 機(jī)械工業(yè)粉末冶金制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) 2000 15 韓 鳳 麟 粉 末 冶 金 零 件 壓 制 成 形 中 裂 紋 的 成 因 與 對(duì) 策 粉 末 冶 金 技 術(shù) 1999 VOL 17 NO 3 209 215 16 余志勇 李亞軍 金屬粉末件鋼模壓制成形模具設(shè)計(jì)計(jì)算方法 鍛壓技術(shù) 2000 第 2 期 17 陳晨 粉末冶金模具設(shè)計(jì)中的印象因素 粉末冶金模具技術(shù) 2006 第 12 期 18 楊宏亮 粉末冶金模具設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用 模具制造 2003 第 11 期 19 韓鳳麟主編 粉末冶金模具模架使用手冊(cè) 中國機(jī)械通用零部件工業(yè)協(xié)會(huì) 北京 冶金工 業(yè)出版社 1998 27 汽車剎車片模具設(shè)計(jì) 20 韓鳳麟主編 中國模具工程大典第 6 卷 粉末冶金零件模具設(shè)計(jì) 北京 電子工業(yè)出版 社 2007 5 21 李書常 新編工模具鋼 化學(xué)工業(yè)出版社 2008 38 28 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 致 謝 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 在理論知識(shí)的指導(dǎo)下 結(jié)合認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí) 和生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 在老師和同學(xué)的幫助下 認(rèn)真獨(dú)立地完成了本 次畢業(yè)設(shè)計(jì) 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中 有很多實(shí)際操作和計(jì)算的地方 是我對(duì)本專業(yè) 的知識(shí)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí) 深刻的認(rèn)識(shí)到模具行業(yè)不只是涇渭分明的塑料模具和 沖壓模具這種在學(xué)校分的很清晰的種類 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中 還應(yīng)用了許多粉末 冶金模具的只是和理念 其中還夾雜著機(jī)械設(shè)計(jì)的計(jì)算 強(qiáng)度的校核 材料的加 熱之后的熱效應(yīng)等等等等 可以說 實(shí)際上模具是模具設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì) 材料學(xué) 熱工學(xué) 粉末冶金等許多學(xué)科綜合起來的一個(gè)高難度科目 做一個(gè)模具 說簡單很簡單 幾塊鋼板拼出個(gè)零件的樣子 壓力機(jī)上下一沖就 完事了 但是在實(shí)際的生產(chǎn)中 由產(chǎn)量和精度還有壽命的要求 說白了就是經(jīng)濟(jì) 性的要求 各種加工產(chǎn)業(yè)對(duì)模具的要求也越來越高 使得我們不得不想盡一切辦 法來提高模具各方面的性能 而且類別也越來越細(xì) 說實(shí)話 本來我學(xué)的只是塑 料模具和沖壓模具 幾乎沒怎么想過粉末冶金模具 可以說思維已經(jīng)距現(xiàn)在了這 兩個(gè)方面 而這次粉末冶金模具的設(shè)計(jì) 通過大量的查閱資料 細(xì)細(xì)的琢磨 一 點(diǎn)一滴的積累 使我的思維打破了思維定勢(shì) 發(fā)現(xiàn)原來模具的領(lǐng)域有這么多可以 用來借鑒的交叉學(xué)科 而且其中的內(nèi)容是那么的豐富多彩 這一下是我的學(xué)習(xí)熱 情又一次高漲了起來 同業(yè)也深深為自己狹隘的思想感到慚愧 直到現(xiàn)在在才體 會(huì)到老師說的那句話 模具看似簡單 其實(shí)其中每一個(gè)邊角都蘊(yùn)含著無數(shù)的心 血 確實(shí)是這樣 為了完成一個(gè)成型動(dòng)作 真的可以說是讓人煞費(fèi)苦心 抓破 頭皮 就連做夢(mèng)都能夢(mèng)到各種方案 從某中意義上來說 這次意義非凡的經(jīng)歷 不僅培養(yǎng)和鍛煉了我查閱資料 獲取有價(jià)值信息的能力 還使得自己對(duì)信息的概 括整合多方面發(fā)散思考的有了很大的提高 總之 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉 是我對(duì)模具設(shè)計(jì)和模具制造的整個(gè)過程都有 了深刻的認(rèn)識(shí) 經(jīng)過一次次地修改 是我接受了一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)的學(xué)生應(yīng)該有 的鍛煉和考察 我很感謝老師和學(xué)校能給我這次機(jī)會(huì) 我是認(rèn)認(rèn)真真做完這次畢 業(yè)設(shè)計(jì)的 也是認(rèn)真對(duì)待自己的最后一次也是最重要的一次在校設(shè)計(jì)的 由于水 平有限 錯(cuò)誤和不足之處在所難免 希望各位老師和同學(xué)能夠指正 非常感謝 29