金属粉末件钢模压制成形模具设计计算方法

徒金属雾粉末贿件钢会模压家制成荣形模打具设克计计避算方季法扯作者痕：北聚京科型技大厨学酿余智驱勇谨李亚熔军龙摘要碍：在舌文献另［1骆］的跑基础海上，笛叙述伙并归维纳了康金属漠粉末膝钢模趴压制城成形昼坯及住相应猪的压困制鸽模具美结构盈的设筒计与首计算喜方法峡、内诱容和鹿步骤裁；并气介绍随了一赏典型由粉末慌件的乎设计先计算死结果讽。

财关键夫词：丧金属转粉末配；钢催模压裁制成臣形；涝烧结觉；压严制模锦具

终金属撤粉末刃成形狼和传串统的杀金属马塑性究加工床工艺筝相类艇似，翻对于末某一宿具体烟金属胆粉末尤件，债在确卫定了谈其钢终模压检制方绢法后余(参昌见文搅献［鸽1］渴)，街就要月根据迟该零乖件生够产的溉有关悲技术油要求迟和原奶始数胡据，尼包括脾制件赶的零像件图馒、粉沈末成梳分及托其工玩艺性假能、套加工齐工艺飘流程静、压蝶制方偶法和把批量昆大小押等，渠进行常压制床坯和裙压制楚模具舟设计淡。

司一、著金属污粉末扒的工供艺特包性和进材料捕性能稳参数爱与压肉制坯需计算止

核1.主金属胃粉末寸的工绣艺特排性和坝材料乏性能蚁参数衫

无在制蓝定金葱属粉郑末压拐制成元形工见艺时草，其衔基本短特性德参数暗有：遇(1党)粉拢末松育装(迎或摇享实)霸密度股，即依压制兽前金史属粉夸末在停凹模未内的脚平均青密度评ρ0格；(默2)崖粉末藏的可骨压缩棚性，念按实煮验数侨据或哭有关栽标准玩确定下；(新3)大粉末企的可劲变形似程度买，按担实验融数据坐或有许关标隆准确砍定；谨(4锋)粉助末流眉动应联力。蝇

原而在叔进行药压制借成形筑模具百设计问时，箭还需喉知道席以下例参数宪：(样1)蛋预先摄给定序的粉昼末压招制坯探的密顺度ρ穗p；担(2袜)压惧制(羽和后殖续塑谦性加杀工)某后制哥件线丰回弹吐量，歌用相守对值幸αp行(α灿rp指)或茂绝对搞量l铸p(先lr施p)戴表示盘；(览3)糖制件恩烧结狼后的尚线收庙缩量身，用梯相对械值β奴或绝酷对量哀ε表粗示；双(4当)烧糠结氧蹈化或对其他垃原因候引起乐的质丸量损顽耗量咏，用炭相对浆值ζ趣表示唇；(乳5)许后续主塑性辰加工问引起矩的制皂件密遮度增滑加量竹，用泰相对誓值τ资表示坚。上膀述回敢弹与据收缩涛量等愿的相忽对值颗可按连下式壤换算告成绝婶对值全：垦(1波)朋式中到A—码制件搬的线稀尺寸都

支αp喷，α链rp炼，β稠值预盘先给仍出。伙

淹2.妖确定栽压制瓶成形布方法而

搭具备团了上劝述技擦术资惨料和持数据唱后，屋可根扩据实睡际生通产条县件，园选择泼压制方设备疮型式尽以及舟相应凯的压恰制方柄法，网并选盏好压乔制方毛向，艺具体气参见解文献协［1勒］。缸

恢3.跌压制咬坯的播计算城

雷压制恰坯的天计算壮，其召实质哈就是增根据例所加授工的蜻粉末渗零件电，决认定压暗制坯瓣的体丑积、关质量睡和相值关尺银寸，索以确膀定压差制凹握模型透腔的禽尺寸切和检右验压旷制坯呼的尺行寸精翻度。种具体永如表京1所安示。报闯表1晋金属珠粉末借压制槐成形姻坯料否计算染计算内容定义或计算公式有关说明压制坯面积Fp(cm2)压制坯在垂直于压制方向的平面的投影面积-压制坯体积Vp(cm3)Vp＝(1+ξ/100)Ve；Ve—零件体积ξ—相对质量损耗量压制坯质量Gp(kg)Gp＝ρpVpρp—压制件平均密度装粉质量G0(kg)G0＝CmGp；Cm＝1.02～1.05系数Cm考虑了装粉及压制时的质量损失压制坯高度Hp(mm)Hp＝H-lp+ε+Δm；Δm—机加工余量，H—粉末零件尺寸lp，ε的意义见上，其他线尺寸确定方法相同装粉高度H0(mm)H0＝KρHp；Kρ＝ρp/ρ0Kρ—粉末压实系数活二、五凹模街与芯酸棒的捷工作铜尺寸炼

左所确舞定的碧尺寸租包括屿凹模料总高歉度、趟凹模降型腔伟及芯宴棒的爸工作泽尺寸欣，具颠体如仓下：引

医1.昼凹模符总高导度

符如文舟献［顺1］都所述故，凹每模各瓜段的讯装料匙高度泡应与贫制件绍中相尊对应革的各挺段高辩度成仰比例粘，以樱保证植压制庭坯密粮度分苏布均婚匀化圈。而凉凹模粮的总爹高度匠则主阁要取拨决于扑其装同料高忠度，音同时乖还要愈考虑斯上、愈下冲紧头进悠入凹耍模的拆导向肿部分详，如令图1方a所条示。晓

抵图1齐确示定凹低模总死高度池示意病图现H战d管＝H代0仗+h碰h舒+h杏l案(顷2)动

风式中慰H温d闭—凹曲模总迎高度缸

疼H蹄0帖—总客装料策高度阶

酒h虹h捎—上规冲头腥导入监长度族h编l倘—下劈冲头惨导入杂长度洗

躬对于偿固定务式结腥构，见由于幻凹模偏本身志沿高容度方仪向具抱有分怨配粉叙料的浆作用塌，因榨此可谅以不届考虑扒上、唐下冲要头的铲导入锐部分毅(见铲图1岔b)彩，则世

矿Hd铜＝H予0(伏3)梢

涝2.碧凹模矿型腔贺与芯旅棒工惠作尺造寸

故凹模悔型腔贩的工沙作尺恰寸主匹要决件定于拘粉末锄零件设的外苹尺寸比，同璃时必碎需考灯虑粉洞末体双在压浸制、派烧结释、后陶续精色压等锦工序太这些迫外尺榆寸变突化，袖以及嘱凹模宵最大司允许于磨损药量；篮而芯胆棒的拳工作围尺寸督则主息要取邮决于他零件刻的内园尺寸报，同盖样也封要考夫虑其励内尺拔寸在碌各工下序的被变化阅，并旱按零速件的箱上极附限偏牺差确传定，华以保状证芯帐棒留船有最凤大的衫磨损可余量竖。具豪体计宁算如俊表2郑所示巧。庭表2叠金属艺粉末久压制积成形宿模具异凹模透型腔午与芯对棒的扒工作风尺寸茫-凹模型腔工作尺寸(mm)芯棒工作尺寸(mm)尺寸名称计算公式与说明尺寸名称计算公式与说明压制模具型腔名义尺寸Dn＝Dmin-lp±ε±ηrp

Dmin—零件最小允许尺寸

ηrp—后续精压余量芯棒名义

尺寸dn＝dmax-lp±ε±ηrp±lrp

dmax—芯棒最大尺寸型腔最大

允许尺寸Dn′＝Dmax-lp±ε±ηrp

Dmax—零件最大允许尺寸芯棒最大

允许尺寸dn′＝dmin-lp±ε±ηrp±lrp

dmin＝d+δl—芯棒最小允许尺寸

d—零件孔径；δ1—孔径下偏差型腔磨损

余量ΔD＝Dn′-Dn-δA

δA—型腔尺寸实际偏差量芯棒磨损余量Δd＝dn′-dn-δa

δa—芯棒尺寸实际偏差量后续精压型腔名义尺寸Drpmin＝Dmin-lrp后续精压芯棒直径(孔件)drp＝dmax±lrp

“+”—精压后回弹使孔径减小时

“-”—精压后回弹使孔径增大时型腔最大允许尺寸Drpmax＝Dmax-lrp坯料烧结坯外尺寸Ds＝Dmin±ηrp

“+”—为正偏差精压时

“-”—为负偏差精压时烧结坯内尺寸ds＝drp±ηrp

“+”—为负偏差精压时

“-”—为正偏差精压时压制坯外尺寸Dp＝Ds±ε

“+”—粉体烧结后收缩时

“-”—粉体烧结后膨胀时压制坯内尺寸dp＝ds±ε

“+”—烧结后内尺寸减小时

“-”—烧结后内尺寸增大时

涌注：辣公式鱼中凡猎有“捕±”三处则榨表示糟经此朋工序转后尺芦寸的咸实际榴增减陷。混三、湿压制毯力与驶凹模仆预应扭力圈李尺寸扶

羡1.侵压制柳力、粒顶出妨力和渣设备阴吨位照

奋金属迷粉末近的压纳制力商通常传由其挑单位众流动地压力胃所决肯定：勉

浆P＝烛nF洗

猪式中榨纹—金税属粉窃末平触均单默位流融动压平力，差由压祖制实载验曲朱线或板实际托经验引确定涨

寻F—妙压制醒坯截型面积肌

薯n—春压制勇模中迫型腔雀数量油(对之一次译多件随压制敢)

放确定润压制最力后想，则凯可选拜择压备力机产吨位担：德P帮T这＝C旬p甜P舒(5睡)

浊式中怎Cp烦—压希力机狐吨位氏裕度宅系数美，C落p＝能1.张25精～1石.3启0

漆而压独制后黑制件偿的顶间出力赠由侧戒压力浴pc退、粉妖体侧威表面梳面积夫Fc爹和粉梳体与惨模壁辽的摩幕擦系纽数μ期(＝虚0.橡1～短0.骆2)星确定掉：脑P下ou亮t摘＝μ喷F塌c路p事c破(在6)比

灿2.捆凹模匠预应兼力圈求尺寸挺

查为了羡提高碍压制馆成形御模具总的寿词命，配并保外证压裂制件蔬的尺衰寸精炸度，旁凹模滋常采下用预塘应力司圈结搞构，微如图覆2所绿示。完其尺绝寸取密决于挥压制声时凹氏模内辅壁所踪承受半的压彩力大松小。骂对于荒铁粉净末压蚁制，恼其侧剪压力蓬可按河经验群公式绒估算早：p垮c用＝C长c畅ρ申m霜p洁(励7)版

捏式中赚Cc璃＝0苍.0奋07龟25骆，m服＝6晨.8重

授图2谊凹拘模预誉应力政圈尺火寸关扩系廉而预钳应力海圈的海尺寸鱼，必类须保揉证凹暂模具图有最端大刚半度，行设凹养模筒滥内半融径为讲r1孕，则碰有：躁

励当p外c≤决20狂0M挪Pa炭时，患r2鞠＝2伏r1川,r姑3＝粗4r芹1(粪8a研)

贝当p找c＞轿20纽0M见Pa救时：嚷(披8劲b)天

搭此时哗，凹疯模与巩预应染力圈要的过紧盈量秆为：江

做式中纲E—膀模具御材料困的弹颜性模限量

块根据援上述幼一、陵二、蝶三节雾的计烘算结斤果，元便可胜绘制涝压制银坯图医、烧羊结坯瞎图、油后续尼精压斥坯图梯、压草制凹列模型远腔图馒、后共续精主压凹戚模型匆腔图蚁。

剑四、孔压制偏模具呀的结厅构设卵计及错其强震度校庸核

衬1.孕模具砖结构遮形式涨

英在确残定了索凹模爽、冲去头和间芯棒孙的基筝本尺辫寸，宫以及科选择翻了压辅力机汉型号彩规格搏后，仪就可石按生英产计晋划设盛计模昆具结蹄构。歼通常治有3妙种模轻具结肉构型扭式：务

浆(1讲)组挑合式惰适用奉于批涨量不辩大的农金属煮粉末始件压办制成寿形，怪凹模检内各罚段的项装粉恭高度顷由相穴应的嘱冲头度垫块悼来调海节；质

重(2拳)固执定式盏适用腾于在寒通用铜压力秀机上天小批炕量金励属粉凝末件终压制这成形茶，凹道模内筐各段缺的装腊粉高藏度由墨浮动尽模座亏上的册冲头锄调节陈；

虫(3交)固沿定式呀专用盾压力睬机上爷大批跟量金丝属粉堪末件钥压制辉成形喂所采较用的怪结构叉型式卷。

定2.赏模具牢封闭淹高度悉

迷如图饶3所约示，井当采射用固脾定式乱模具秧结构泼时，乘上冲呼头既萍可采奏用固芒定式饮，也弦可采惩用浮屯动式龟，而冲其总万高度磨可确奋定为也：

脏L挣h智＝h址ht锐+h怖1蛇+h舟2嚼(晋10妨)

依图3茶确伞定模脆具封墨闭高催度示隙意图档同样耻，下蒜冲头泉的总槐高度描为：话

丽L探l斥＝h掀lt弦+h逼3斯+h堂4拍(撕11丘)

纷式中判hh扶t,湿hl日t—燃上、鼻下冲陡头固扰定板晚的厚郊度

浪h1光,h损4—稻分别朵为上锋冲头点压制款和下灭冲头居顶出帝行程北

适h2魔—压牢力机长在下件死点宗时凹弯模上树端面闲与上座冲头纷固定硬板下衡端面悲之间狐的距乏离

射h3热—下汪冲头观导入段凹模够筒部掠分的念长度船

桃3.欢模具完受力仿件的唉强度真校核育

冬由于你压制工成形把模具电在周啊期高很载荷溉下工学作，观因此共，必刺须对总主要词受力扁件进凭行强处度校逢核。秆

烫(1释)冲俯头一枕般处重于压志应力侄状态旁，其读强度帐校核疑式为宰：

泻σ＝雕P/割F叫mi阀n舟≤［拜σ］捧(1蹦2)李

必式中腊P—滑金属扭粉末静压制隆力

知Fm听in标—冲坑头最然小截之面积绘

来［σ米］—棚淬硬企钢许犁用压骑应力柴

率(2慧)当还细长牛型冲叔头(呜多为汽下冲读头)最和芯尊棒的押长径柳比L贪/d扮≥3双时，链还需扩进行请抗弯漂强度夸校核连，具炕体步收骤如企下：雪

颈(a芦)计共算纵惕向弯拔曲失嚼稳临毯界载夹荷女(1候3)家式中寿L—挤冲头抄自由身部分矿的长砖度，绘等于堡从冲千头固似定板泽到冲召头导姜入凹菜模部蔽分中喝间位辣置和销距离冰

搜Jm残in盒—冲么头最矛小截势面矩哗

束E—昼工具稀钢材性料的供弹性炸模量览，一爹般可瞒取E施＝2渡.1航5×农10嗽5M是Pa聪

春Pc僻r—裳产生册纵向余失稳辱的临吩界载枯荷

圾(b陕)选掘取冲洒头的泛抗弯伤安全潮系数丹：对遥于淬济硬钢念冲头切，一塔般可拴取

过P/茎Pc抚r≤紫n＝冶2～血3(每14丑)

材(c赖)确际定冲窑头最签大允糕许长会度：扯伏(1劝5)桑(3寻)对肺支承滩模座银和固粉定板真也需患进行烟抗压附强度絮校核化：

眼σ＝垒P/骡F≤愧［σ决］(埋16踏)

做通常蓄，与茅冲头识模座扯投影钻面积画相当粗的中松间固抄定板乒其厚块度可惯取5刃～8唱mm销。

亮(4素)弹溜簧校办核：轨在金裁属粉糟末件蹲压制浅成形巡模具矛中，昌主要立采用住圆柱钻压缩日螺旋菜弹簧肿。其混选择雪和校哈核可崇按有橡关手铸册进搁行。棉

果五、聋设计畜实例唯简述为

皆图4桨铁粉脚末零臂件图斜对于咬图4就所示妥的有禽内外货凸缘散的铁差粉末攀零件闲，要蹈求其症最终谱平均僵体积填密度猴达到掩6.妖25剥g/所cm击3，依年产搭50遍万件罢。具砖体设拖计计霞算简宅述如萝下：脱

尿1.鲜制件絮加工柔工艺遮流程怒

础此制旱件的矮加工芽工艺咱流程爷为：音装料券(F胸e+芳0.赚8%亮硬脂船酸锌氏：ρ拾0＝责2.欠54娇g*弃cm宜-3受)→幕压制末→烧伸结(寸11小10自℃铸，2胁h)希→精伞压→催成品季。

垦2.猛确定悼压制霜成形艰方法候

悟如文问献［却1］面所示迷，对荷此制糟件，异可采携用浮浊动压基制与阳弹性刃冲头垫压制阿相组汉合的顶压制臂成形雹方法涨。

兰3.童坯料睁计算爹

丛按本祸文表很2方食法进酸行坯誉料计赞算，丈并根邮据计捐算结脸果绘您制出钢压制妄和烧忆结坯权图、宽压制讯和精蹦压凹胖模筒已图，呢如图舞5所饰示。跟

究图5殿计算轿坯料叶与凹猫模筒碧图

旗(a找)压粥制坯房图(赏b)谜烧结绒坯图艺

搭(c唤)压洪制凹洗模筒易图(笛d)弓精压动凹模啄筒图腊4.蝶模具皮结构顺特点膝

夸如该汽粉末罚件是脆在带求顶出作装置级的普运通油色压机瘦或机狡械压春机上槐压制干成形祸，则描可采洗用图蛋6所己示的蜻模具不结构罢：由刚喂料追装置值1将烈粉料途装入崖凹模凭筒4跟内，币此时纳置于向顶杆贤上的集弹性吊冲头可7应新处在羞最上悟位，搁以保宫证粉圆体底奋面为乏平面办；压为制行矮程时锹，滑勿块向雪下运于动使刷冲头宰2下担移到醉楔形驼固定贺块处阁停止置，而遭冲头衡3通惨过粉棒体迫疗使冲绑头7段同步歌向下愁运动理到定猎位块求，以隆实现持粉料校沿高欧度分怠配；格当滑孔块继至续下眨行，冠楔形职固定共块被悔挤到者一边碌，冲宵头2肠、3雀开始蛮对凹喂模模权腔内炊的粉匆体进典行压催制成仿形，鲜而压写制时她，凹前模4姐、冲积头6色和凹咐模固顶定板宏5均势可浮翅动，流其浮伶动行易程可消由挡忘块调尸节；析压制疲完后缩，由违冲头袜7顶梯出制指件。纽

赖图6也压制繁成形固模结钓构简剑图

向1.辆喂料必装置景2.猜上外拜冲头傅3.狗上内鱼冲头咏4.舅凹模竞筒

骗5.饺凹模于固定访板6语.下挡外冲咸头7每.下批内冲陪头

渗图7肉精压览模结类构简垂图

曾1.章凹模生2.右预应缘力圈乳3.递上冲四头4粒.下孤冲头茫5、洪10抬.垫前板

故6.闪下模腹座7距.垫胖板8考、9编.模现具固超定板昨11担.上新模座用12谷.顶顷杆

倚13旺.烧梢结坯争14粗、1摩9.镰螺栓单15淹.制室件1口