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        一種粉末冶金摩擦材料脫落模具設(shè)計

        2020-05-09 09:58:52徐慧張馳
        農(nóng)機使用與維修 2020年4期
        關(guān)鍵詞:壓坯粉末冶金

        徐慧 張馳

        摘 要:以粉末冶金摩擦材料為依據(jù),設(shè)計一種冷壓成型的脫落模具。首先對壓坯件進行壓制前工藝分析,經(jīng)過計算采用單向壓制工序。采用陰模向下移動,下模沖在液壓缸作用下向上頂出壓坯的頂出方式。該模具與傳統(tǒng)模具相比無廢料產(chǎn)生,合理利用資源,節(jié)約了成本。

        關(guān)鍵詞:粉末冶金; 脫落模具;壓坯

        中圖分類號:TG385.2 ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼:A

        doi:10.14031/j.cnki.njwx.2020.04.014

        20世紀80年代后,我國一些主要的粉末冶金企業(yè)先后從歐美等國家引進了粉末冶金制作設(shè)備和制造技術(shù)[1],通過對設(shè)備吸納和改進極大地促進了我國粉末冶金模具的技術(shù)進步,使我國的粉末冶金制造技術(shù)水平有了顯著的提高[2]。之后我國一些高校開設(shè)與此相關(guān)的課程為該技術(shù)的普及及發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ),并且企業(yè)也對此技術(shù)進行改進,為該技術(shù)的實踐創(chuàng)造有利條件。

        1 粉末冶金模具設(shè)計原則

        粉末冶金模具設(shè)計的合理性在很大程度上決定了模具零件的基本特性,模具設(shè)計的不合理也會造成不同程度的生產(chǎn)困難和安全事故,如坯件的開裂、模具容易損壞、勞動強度大等[3-5]。基于以上問題,總結(jié)粉末冶金模具設(shè)計的基本原則為:

        (1)粉末冶金模具必須使壓坯符合規(guī)定的形狀、尺寸、精度及密度分布。

        (2)粉末冶金模具應(yīng)該能夠滿足生產(chǎn)需求和使用壽命,應(yīng)當(dāng)便于操作、安全可靠、盡量能實現(xiàn)自動化生產(chǎn),并且需要合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu),正確選擇模具材料,使其滿足要求。

        (3)粉末冶金模具結(jié)構(gòu)和材料選擇時應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效益。在良好經(jīng)濟效益的前提下,保證模具滿足加工坯件要求。模具設(shè)計盡量考慮通用零件和通用模架的使用,以提高設(shè)計的效率。

        2 摩擦材料模具設(shè)計和材料選擇

        在制作高密度零件的時候,常常需要用到熱處理等工藝。這樣既增加了成本又限制了零件的形狀和尺寸。一般來說密度、形狀和精度三者的關(guān)系為:低密度的零件精度可以要求相對高點,形狀可以較復(fù)雜點;高密度零件精度要低點,復(fù)雜程度要有所降低,同時還要注意壓力中心的問題。所謂壓力中心問題是壓坯與陰模外形的壓力中心,模沖承載板與壓力機的壓力中心相重合。否則就會產(chǎn)生不必要的彎曲,情況較輕時,產(chǎn)生配合間隙不對稱,模沖會劃傷模壁,較重時,模沖可能會斷裂。本次設(shè)計的摩擦片的壓力中心為幾何中心。

        2.1 摩擦片模具陰模的設(shè)計

        陰模的高度由裝粉高度、下模沖進入陰模的高度、下模沖在陰模內(nèi)的引導(dǎo)高度以及余量來確定。結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        下模沖進入陰模的高度20 mm,下模沖在陰模型腔內(nèi)導(dǎo)引距離假設(shè)為25 mm,除此之外加大長度5~10 mm用來補償磨損的模沖,加上余量最終定為90 mm。陰模的寬度計算查閱文獻確定為摩擦片寬度的3倍,最終定為90 mm。

        2.2 粉末冶金模具下模沖的設(shè)計

        下模沖與摩擦材料形狀一致,由于設(shè)計中選用拉下式頂出方式,所以下模沖高度需要大于陰模高度,留出5~10 mm的磨損余量,最終確定下模沖長為120 mm。在下部有厚度20 mm的連接板。下模沖尺寸為邊長26 mm、高度100 mm的六邊體和邊長90 mm、厚度20 mm的正方體的組合體。結(jié)構(gòu)如圖2所示。

        2.3 摩擦片模具材料的選擇

        陰模是摩擦片模具中最主要的零件,它承受較大的摩擦力,加工制作難度較大,對材料提出了高硬度、高強度、抗疲勞、高耐磨性以及抗振動的能力要求,一般選用硬質(zhì)合金,考慮到高硬度、高強度、抗疲勞、高耐磨性以及抗振動的因素選用合金工具鋼Cr12MoV。

        模沖和陰模有大致相同的工作要求,可以選用與陰模相同的材料,但是一定要有高韌性和抗彎曲能力,其熱處理硬度比陰模稍低就行。模沖應(yīng)該具有良好的韌性,高的耐磨性,一般選擇低合金工具鋼,這里選擇使用工具鋼 Cr12MoV。其他零件如模座、頂桿、模板等選用45#鋼。

        3 結(jié)論

        (1)本設(shè)計采用陰模向下移動,下模沖在液壓缸作用下向上頂出壓坯的頂出方式。

        (2)本設(shè)計中采用液壓缸放置在模具下側(cè),在模具下落過程中液壓缸工作推動下模沖頂出工件完成自動脫落,由此可減少工人的操作,解放了工人的雙手,并且由于采用粉沫冶金工藝合理利用了資源,減少了資源的浪費。

        參考文獻:

        [1] 蔣桂芝.模具技術(shù)在國民經(jīng)濟中的地位[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2009,22(3):31-32.

        [2] 楊春蔚,王智南,辛佳隆,等.模具和沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].科風(fēng),2018(36):188.

        [3] 谷文金,孫立臣.粉末冶金齒轂成形工藝分析與模具設(shè)計[J].模造,2018,18(1):79-81.

        [4] 張?zhí)飿s.沖壓模具材料的分類及選用[J].鍛壓裝備與制造技術(shù),2018,53(1):98-100.

        [5] 高茂濤,韋召模.模具材料及熱處理工藝的選擇研究[J].柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2016,16(2):61-64.

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