定向环品种的商品技术和模具预设

 　　1前言定位环系列产品系我公司的出口外贸产品，从2000年至今已出口到瑞典EMBERGAB公司29种系列、97个品种共计190万余件， 规格外径从Φ48￣"360，38种系列、168个品种。定位环是一种粉末冶金结构件产品，为铁基材料，成分包含铜粉、石墨、磷等元素，外加0.5％硬脂酸锌。产品外观及尺寸要求严，为保证产品质量，需制定科学合理的工艺流程。压制成形是该工艺产品的关键工装，本文介绍了压制成形模具的设计原理及该产品的工艺流程特点。

　　2产品工艺特点2.1工艺流程特点定位环产品主要工艺流程如下：其中混料采用粘结型方式，为保证产品外观，铜粉以扩散形合金方式加入到铁粉中，因为铜粉颗粒较细易于形成团粒，因此以扩散形合金方式加入混料中的铜出现团粒的可能性将大大降低，从而出现表面针孔的可能性也大大降低，为避免石墨粉产生团粒，在压制前，将混过料的混料再进行过筛，将大尺寸团粒筛掉。增加1000t冲床的冷校正，不仅保证了产品的平面度要求，而且增加了产品的密度。

　　2.2烧结工艺特点采用钟罩式烧结炉，烧结温度：1130±15°C，保温2￣3h，烧结气氛为还原性气势，烧结时将零件放入专用烧结盒中，用－200目细三氧化二铝粉做填料，盒内可以摆放多层，但各层必须用填料隔开，上层零件上面必须有5mm的填料，所有零件均需放平，填料必须摇实。

　　冷却方式：零件随炉冷却至900°C，再在冷却套中水浴冷却到室温。烧结及冷却时一直通氢气保护。

　　2.3产品要求产品密度要求不小于6.5g／cm 3，产品外观及尺寸要求严，产品粗糙度高，厚度公差H8级；产品规格系列化，品种多，变化大，产品需求量大，供货时间紧；合同要求制造成本低，进度快，充分考虑到经济成本及进度，必须从原材料、模具设计及产品生产的各个环节都要经济可靠，安全实用。而压制是该产品工序的关键，压制工序的模具设计是关键工装。

　　3模具设计3.1模具设计要求及难点考虑到经济成本，原材料只能用压到大密度6.5g／cm 3的－100目还原铁粉，比重2.25g／cm 3，该粉末压制性不好，这就要求模具设计及工艺更加合理；模具设计不仅要简单，易加工，寿命长，还要经济、实用、操作安全、可靠；产品品种多，要求一模多用，缩短模具制造周期，节约模具制造及生产费用。

　　3.2模具设计方案若用手动模具，不仅模具设计笨重，制造周期长，生产率低，工人劳动强度大，而且危险性大，根本完不成生产任务。在经过对产品样件、工艺反复试验的基础上，总结实际经验，按产品外径大小，科学的划分为三个系列模具结构，分别叫做小系列、中系列、大系列，即：小系列Φ48￣125，中系列Φ125￣215，大系列Φ215￣360，成功的进行了模具系列化、模架标准化设计，做到了一模多用，不仅提高了生产效率，节约了制造成本，而且保质保量完成了我公司外贸产品的出口任务。

　　4三种系列模具结构4.1三种系列模具结构图现以三个系列中典型的产品为例，加以说明：小系列外径（D）48±0.15内径（d）40±0.25Bh83.5、5、7、10、12中系列外径（D）175±0.30内径（d）162±0.50Bh85、8、10、12.5、15、17大系列外径（D）350±0.60内径（d）330±0.80Bh84、5.5、6.5、10、15、19按产品外径大小及产品精度要求，分别设计了三种系列模具结构 .

　　4.2三种系列模具结构特点说明此三种系列模具结构都是自动顶出机构，采用限制压力法压制成形产品，用螺钉连接液压机顶出杆，但该定位环产品为225℃的大圆环，重心不在圆心上，经计算其中小系列顶出在圆心上可完全顶出，而中系列、大系列需按大系列的重心计算后，做成腰形顶出孔，调整至产品顶出重心，这就保证了压件的平稳顶出，保证了产品质量。

　　此三种系列模具结构的阴模装粉量容积高度，按该系列产品大厚度设计，为不可调装粉量容积，刮料较困难，须做专用刮料板， 可调装粉量容积，刮料较乘以系数0.65.压制压力越大且上冲头、阴模、芯轴相配合长度越大，则应取较大间隙。在实际压制中，中系列模具结构中在模具设计及制造上采取了以下措施提高模具的导向精度：通常成形模具的导套长度H和导柱直径D的比值是H／D＝1.5，为提高模具的导向精度加大导套的长度，取H／D＝3.5，这样使下模导向精度明显提高，上冲头的导柱起到精密导向作用。为提高模具的整体刚度，阴模与镶块采用热压过盈配合，两根导柱成180°及均布的4个螺栓固定在底板上，导柱固定在定板上，这样明显提高了整体刚度。为提高模具的装配精度，在制定加工工艺时，要求分别固定定板和底板上导套和导柱的圆孔同时在镗床上一次加工，这样可有效提高导套的装配精度。

　　表2上冲头、阴模、芯轴相配合的小间隙为改善粉末的压制性，保证产品的质量，阴模的出模斜度扩大至5°，而中系列、大系列芯轴需有30″的出模斜度，为了防止混合粉的偏析和轻粉扬损得到控制，提高烧结零件的尺寸精度，粉末料混合时工艺上改进加入1：1的机油和汽油的混合液及0.5％硬脂酸锌，铁粉需进行还原退火处理。

　　在大系列模具结构中，压件压制力达290t以上时，压件厚度达15mm以上时，液压机顶不出来，我们采用垫住芯轴，压阴模，成功的压制出合格产品。

　　5结论根据实际情况，具体分析，根据产品特点及设备进行科学的划分，设计了一种定位环系列产品压制模具结构，成功的进行了模具系列化，模架标准化设计，做到了一模多用，制定科学合理的工艺流程，不仅节约了产品成本，而且保质保量按进度完成了外贸产品的生产任务。

(来源：)