粉末冶金零件结构工艺性设计案例.pdf
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粉末冶金零件结构工艺性设计案例.pdf
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粉末冶金零件结构工艺性设计案例粉末冶金是以金属粉末为原料经压制成型、烧结和后续处理等工序制造各类零件的工艺。
其成型法有模压法、等静压法、注浆法、挤压法等。
粉末冶金法可生产用熔铸法无法生产或难于生产的具有某些特殊性能的材料和零件,能实现少、无切削加工,节省材料。
粉末冶金零件工艺性影响因素主要有:
粉末的工艺性能、采用的润滑剂性能、压制压力及方法和模具等。
采用粉末冶金工艺生产零件时,设计人员在结构设计上必须充分考虑粉末冶金的工艺性因素,可以从是否能压制、压制过程、模具制造及寿命、能否保证压坯质量等几个方面来分析,确定或改进结构设计。
设计规则结构工艺性图例要点说明改进前改进后应避免倒锥度、内外螺纹的结构设计应尽量避免倒锥度的设计,如需要可改为直柱面,烧结后机械加工出倒锥度带螺纹的零件只能压制成坯料,最终由机械加工出螺纹应尽量避免径向槽、孔、油槽的结构设计径向槽或孔改为光滑外径,烧结后加工出径向槽或孔退刀槽可设计成与压制方向一致的凹槽设计成光滑内、外面,烧结后机械加工出径向油槽直角或锐角交叉的孔不可同时压制设计成便于压制的孔,交叉孔在烧结后机械加工出尽量避免壁厚1.5mm的局部薄壁零件设计时应避免局部薄壁,尽可能加厚薄壁处,减小壁厚处,有利于粉末充填、压制和脱模,也减小烧结变形增厚薄板处,有利于压坯密度均匀,减小烧结变形如可能,将键槽改为平面结构,有利于装粉均匀,增强压坯和模冲尽量避免模具出现脆弱的尖角尖角改为圆角,有利于装粉和压制时粉末流动,改善压坯密度的均匀性避免组合凸模出现脆弱的尖角,尖角改为倒角CX45(或圆角,R0.5mm),C=13mm截面过渡处应设计成圆角设计成过渡圆角,便于装粉和流动,避免压制时应力集中和开裂。
结构设计应考虑易于压制把中部台阶移向压坯端,且反向部位设计有脱模锥度(5),易于压制,并简化了模具结构。
避免设计过深的凸出、沉孔和凹槽当H/D1时,圆槽深h1/3H,梯形槽深h1/5H设计时避免过深的凸起、沉孔和凹槽,保证压坯质量,且易于脱模,不易损坏压坯。
凹槽尽量设计浅些和圆弧形状,可避免脱模时损坏。
避免与压制方向平行的内孔无锥度设计成带脱模锥度(5)的内孔,便于脱模结构设计应考虑简化模具加工异型孔压制时,加工困难且装配精度低。
改为圆孔,简化了模具加工,也提高了配合精度。
结构设计应考虑延长模具寿命改为带平台的球面,可避免上下模冲锐边,延长模具寿命外沿倒角改为带小平台与倒角相连,可消除模冲锐边,倒角常为45。
阶梯形台阶不宜过薄台阶应不小于0.9mm,提高压坯质量,且延长模冲寿命结构设计应改善压坯的压制质量L(2.53.5)d工件长度应限制在一定范围,以改善长度方向的密度均匀性结构设计应改善压坯的压制质量D1.5d法兰直径1.5倍的轴套直径,根部设计应有圆角,法兰座有一定锥度规定狭窄部位的最小尺寸,以保证模具和压坯的强度。
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