模具设计最终复习题

模具设计的意义：1. 压坯成形后具有一定的强度要求，满足烧结后产品的性能要求。

2. 烧结后的产品达到一定的尺寸公差要求。

3. 根据产品的形状，确定成形方法，决定成形模具。

4. 保证成形过程中的设备和人身安全。

5. 正确选择模具材料，提高模具寿命。

压制废品可返回，烧结废品为最终废品。

所有影响成形的因素都是模具设计的影响因素。

所有产品生产数据都是必要的数据准备。

松装密度：影响因素：粉体特性、粉体形状、表面氧化物；制粒后团粒大小、团粒形状、团粒内孔隙（松紧程度）等。

流动性：影响因素：团粒大小，粒度组成，干燥程度等。

在改变原料、制备工艺和产品以后，一定要坚持试压试烧制度，测定收缩系数。

压坯密度是设计值。

设计依据为压制曲线。

粉体特性不同，曲线不同。

密度确定后，压缩比可计算。

加工数据：机加工余量，复压复烧余量，精整余量。

模具设计的基本方法和步骤：1. 收集和掌握有关设计资料。

既图纸和必要的数据准备。

2. 压坯形状设计，确定压制和脱模方案。

3. 压坯密度设计，确定压制压力和压机类型。

4. 压坯形状确定。

5. 压模零件尺寸设计与计算，并提出正确的热处理技术要求。

6. 模具的强度和刚度设计与校核。

7. 绘制模具零件图和装配图。

形状公差：指单一实际要素的形状所允许的变动全量，包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度6个项目。

位置公差：指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量，它限制零件的两个或两个以上的点、线、面之间的相互位置关系，包括平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动8个项目。

形状改变时，应与客户及时沟通。

精度内容：尺寸精度(厚度、长度)，形位精度(圆度、圆柱度、平面度)，粗糙度。

密度决定了产品精度和最终性能。

压坯密度设计后，生产过程中，利用单重可能进行调整。

硬质合金压坯的密度通常设计为8.5 - 8.8 g/㎝ 3 (35%左右孔隙度)。

单位成形压力约200-300MPa；铁基产品压坯密度通常设计为5.6 - 7.3 g/㎝3 (15%左右孔隙度)。

成形压力可达到700MPa。

压制工艺控制实质是密度控制。

成形性好的粉末，往往压缩性差。

例如，松装密度高的粉末，压缩性虽好，但成形性差；细粉末的成形性好，而压缩性却较差。

国外工作者设计压模侧压系数常取0.25左右。

非同时双向压制，第一次单向压缩量越大，后压量越小，压坯密度的均匀性有效改善。

阴模结构设计：整体阴模、拼模、可拆卸模。

压模尺寸的基本要求：成形要求，满足压坯具有一定的形状，尺寸，密度，强度的要求；过程要求，系统顺利进行装模，压制，脱模的要求；安全要求，模具受力时的强度，韧性，刚度要求，设备人身安全。

压模的参数选择：①松装密度硬质合金混合料：YG系列一般为3.0～3.5 g/cm3；YT系列为2.4～3.0 g/cm3。

铁基制品：2.0～3.0 g/cm3。

②流动性硬质合金混合料流动性：28～35 s/50g。

弹性后效是压坯产生分层缺陷的主要原因。

铁基制品弹性后效0.2~1.5％，随压力增加而增加。

粉末料比颗粒料的收缩系数大；石蜡料比橡胶料收缩系数大；纵向（轴向）比横向（径向）的收缩系数稍大。

硬质合金收缩率17 ～20％或收缩系数 1.185 ~1.24。

随着压力增大矛盾的主体由强度向刚度转化。

金属的主要性能：物理性能，比容、膨胀、内耗；化学性能，耐腐蚀、抗氧化；力学性能，强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性；工艺性能，铸造、锻造、热处理、焊接、机加工。

钢的分类及性能特点：按合金元素分：碳钢、合金钢；按钢用途分类：结构钢、工具钢、特殊性能钢；按碳含量分类：低碳钢、中碳钢、高碳钢。

模具服役条件：工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力。

模具破坏形式：正常报废原因一般是磨损、断裂。

模具材料要求：高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性，较高的淬透性、较小的变形及开裂倾向性。

模具材料特点：足够高的硬度；良好的耐磨性；一定的强度和韧性；一定的耐腐蚀性；良好的热处理工艺性。

模具常用钢种：T10 GCr15 Cr12型CrWMn 45 YG9C。

据说出题可能性最大的部分：基本概念压缩性：表示粉体在压力下减少体积的能力。

成形性：表示物料紧密结合形成一定形状的能力。

弹性后效：在压制压力消除后产生的膨胀现象。

收缩率：压坯烧结后的收缩能力。

压缩比：压坯密度除以粉体松装密度。

松装比或装填比：粉体松装高度除以压坯高度。

基本知识（见最开始的复习资料）基本内容模具设计的基本要求：⑴设计的模具应满足产品形状、尺寸、精度要求。

⑵模具应满足生产工艺和设备要求。

⑶模具应满足生产时的产品质量和实际操作要求。

⑷模具应满足其加工要求。

⑸合理选择模具材料，有效提高模具寿命。

影响弹性后效因素：⑴物料颗粒的性质及其组成。

⑵粉末表面氧化。

⑶成型压力。

减轻弹性后效方法：⑴适宜的粘结剂的加入量。

⑵最高压力下保压。

⑶加压速度减慢。

影响收缩系数的因素：粉体特性，混合料制备工艺，压坯密度，烧结工艺。

影响松装密度因素：粉体特性、粉体形状、表面氧化物、制粒后团粒大小。

压坯设计内容：产品零件分析、压坯形状的设计、压坯精度的设计、压坯密度与单重的设计。

正应力的损耗对压坯密度的影响：摩擦力是正应力损耗的原因。

损耗增加，压力下降，密度的不均匀性增加。

压制方式对压坯密度分布的影响：单向压制，“中立层”在最下层。

且，随着压制压力提高，“中立层”密度提高，上下层密度分布越均匀。

双向压制，“中立层”位于压坯中间，压坯密度分布明显改善；摩擦压制，粉末摩擦作用力使得模具带动粉末向密度低的方向移动，改善了压坯密度分布不均匀性。

台阶制品不发生侧向运动的基本条件：⑴应力平衡条件，各粉区压应力相等⑵密度平衡条件，各粉区压缩比相等⑶速率平衡条件，各粉区压制速率相等。

台阶制品压制的基本原则：⑴各粉区压缩比相等原则⑵各粉区装填比相等原则⑶各粉区压应力相等原则⑷各粉区压制速率相等原则。

不等高制品压模结构设计原则：⑴装填系数相同或相近⑵压缩比相同或相近⑶压制速率相同或相近。

选材的基本原则：⑴中肯地分析零件的失效形式⑵合理地提出性能指标⑶注重“质量效应”⑷尽可能选用简化加工工序的材料⑸考虑国家资源状况。

模具制造的生产流程：选材→下料→锻造→热处理→机加工→热处理→精加工→去磁→配模。

模具零件在使用过程中常见问题：⑴模具工作面易拉伤。

⑵模具弹性变形大。

⑶模具产生塑性变形，而弯曲。

⑷模具尖角崩裂。

⑸模具产生裂纹。

要考的图形：一般来说，粉末冶金产品弹性后效各向是一致的。

是不一致的，与变形有关。

弹性内应力一定会造成压坯的裂纹和分层。

错误，弹性应力有大有小，当压坯的许用应力小于弹性内应力时则会造成裂纹和分层。

一般来说，轴向（高度方向）的弹性后效要比径向（直径方向）大。

正确，粉体的位移越大，则弹性后效越大弹性后效会造成压坯的裂纹和分层。

正确，出现裂纹和分层的主要原因是弹性后效压制压力越大弹性后效越大。

正确，压力越大，粉体的位移就越大，弹性后效也就越大传统的收缩系数确定是以压制成最大密度为原则。

错误，是以压坯不出现裂纹和分层位原则，且对于多孔材料来说，应控制其密度，才能达到应有的性能。

传统的收缩系数确定是以不出现分层和裂纹为原则。

正确，只有在此原则下，才能考虑压制的最大密度毛坯的压制单重与模具的收缩系数有关。

无关，压坯单重的计算公式中表明毛坯的烧结尺寸与模具的收缩系数有关。

错误，与压坯有关毛坯的烧结尺寸与压坯的密度设计有关。

正确，毛坯的单重也与密度有关模具设计时收缩率的确定与压坯的密度设计有关。

错误，与工艺有关同一产品，不能采用不同的烧结收缩率来设计压模。

错误，对于长条产品，长度方向偏大，径向偏小自动压力机所用模具的收缩率一般与手动压模的收缩率相同。

错误，自动压力机的收缩率小于手动收缩率产品的形状越复杂，压制压坯的密度分布越不均匀。

正确压坯的高度越大，压制压力降也越大正确压坯密度设计得越高越好。

同上正常的压制压坯密度越高越好。

正确模压成型时，压坯各点上所受压力是相同的。

错误，同意压坯同一平面上的表面和心部，同一上层和下层所受压力不同模压成形压制时，压坯底部密度最低。

对于单向压制来说是正确的，但对于双向压制来说是错误的当采用双向压制时，压坯的密度分布还是不均一的。

正确，任何一种压制方法均是如此压坯密度分布最均匀的成形方法是模压成形的双向压制。

错误差于等静压制，但对于模压成型来说确实如此冷等静压没有热等静压压制的压坯密度高而均匀。

正确，因为HIP工艺是热致密在加工，由阿基米德原理可知正确如果模具设计参数选择不当，烧结毛坯尺寸不一定超公差。

正确，比如设计参数对于YG6来说大，而对于YG20来说却合适如果模具设计参数选择合适，烧结毛坯尺寸一定不会超公差。

错误，烧结毛坯尺寸还与其他因素有关，如压制工艺如果烧结毛坯尺寸超公差，一定是模具设计参数选择不当。

错误，成型过程中控制是佛得当也有很大的关系合格的烧结毛坯，一定要有设计合理的模具与制订正确的压制工艺。

正确阴模内腔精密抛光（粗糙度0.2）后，就不会造成制品局部裂纹。

不一定，形成裂纹的因素有许多，但如果不抛光，肯定会有裂纹压模局部光洁度不好，有可能造成制品局部裂纹或局部粘模。

正确用硬质合金做模具时，模具整体都是硬质合金。

错误当使用硬质合金作阴模时，外部可以不镶套。

一般来说是镶套的，因为硬质合金的阴模一般硬度高而塑性差，镶套可以保护阴模在生产的过程中不被崩裂将一套模具的各模具零件组合在一起时称为组合模具。

错误，可能是模冲、阴模随着钴含量增加混合料松装密度下降。

正确，因为松装密度与材质的成分有关硬质合金的收缩系数为1.185 ~1.24。

正确。

一般取 1.19-1.22，且颗粒越小，收缩系数越大，形状越复杂，收缩系数也偏大粉末料比颗粒料的收缩系数大；石蜡料比橡胶料收缩系数大；纵向（轴向）比横向（径向）的收缩系数稍大。

压制工艺包括压制压力、压制高度和压制单重。