粉末成形壓機(jī)及模架PPT課件

1、第1頁/共41頁第2頁/共41頁4.1成形壓機(jī)送料系統(tǒng)1.壓機(jī)的基本要求粉末成形過程：裝粉壓形脫模復(fù)位 一般由儲存料倉、輸送軟管、送料靴及驅(qū)動與振動裝置組成。通過控制模具的動作實(shí)現(xiàn)多種裝料方式。 第3頁/共41頁4.1成形壓機(jī)1.壓機(jī)的基本要求粉末成形過程：裝粉壓形脫模復(fù)位壓制力 隨上缸動作的上模沖裝置對粉體加壓、壓力均衡（保壓）、后壓、泄壓、上沖微抬及排氣要求。 單模沖動作時(shí)，直接由上工作臺傳遞壓機(jī)額定壓力，根據(jù)成形需要應(yīng)有調(diào)整加壓、成形、后壓、保壓等動作；多模沖動作時(shí)，通過增設(shè)的氣缸或油缸或機(jī)械式部件，驅(qū)動多個(gè)上模沖，以達(dá)到不同形狀壓坯成形要求。壓機(jī)技術(shù)參數(shù)中有復(fù)合模沖的調(diào)整行程及承受能力

2、數(shù)據(jù)。第4頁/共41頁4.1成形壓機(jī)1.壓機(jī)的基本要求壓制方式芯棒動作裝置：（裝粉、）向下浮動、調(diào)節(jié)阻力、（后脫）模腔裝置：預(yù)壓裝置 保持裝置 調(diào)節(jié)加壓裝置可動模沖裝置：浮動、運(yùn)行、強(qiáng)拉、限位、脫模、保持第5頁/共41頁4.1成形壓機(jī)1.壓機(jī)的基本要求脫出力單沖用拉下陰?；蛏蠜_上頂脫出多沖拉下陰模并依次打開側(cè)缸或斜楔機(jī)構(gòu)脫出芯棒后脫上沖壓緊脫出或微抬行程及裝料深度0maxmax(10)HFHHmax例：壓制某一壓坯，其高度(H)為50mm，壓制密度()為6.5 gcm3；所用原料粉末的松裝密度（0)為2.8gcm3；壓機(jī)最大裝料深度Fmax=185mm驗(yàn)算其能否壓制？ 第6頁/共41頁4.1成

3、形壓機(jī)1.壓機(jī)的基本要求行程及裝料深度壓制行程：液壓機(jī)：壓縮行程(約15倍于壓坯高度)+足夠的空間來安裝有關(guān)輔助零件并滿足操作上的需要。沖床：壓坯高度h與壓機(jī)行程S最大的關(guān)系為： S最大h(012010)=(8l 0)h脫模行程：頂出(或拉下)的S脫必須大于裝粉高度ho裝粉高度：ho(mm)與壓坯高度h關(guān)系：ho=ChC（壓縮比），一般為2225，高密度時(shí)可達(dá)3。 S脫(253)h(mm) 或者h(yuǎn)為下缸工作行程(即脫模行程)的13左右。第7頁/共41頁4.1成形壓機(jī)1.壓機(jī)的基本要求其它因素1）生產(chǎn)效率5）模架快速更換裝置2）安全裝置 3）壓坯質(zhì)量監(jiān)控裝置電子監(jiān)控與壓坯重量控制 4）壓坯傳送裝

4、置自動揀起碼放裝置 第8頁/共41頁4.1成形壓機(jī)2.壓機(jī)的選擇依據(jù)壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù)壓機(jī)結(jié)構(gòu)壓制壓力裝粉容積壓制和脫出行程脫模壓力最大圖4-1 壓機(jī)行程示意圖Heh0=Ch=（2.23.0）hHmax（810）h第9頁/共41頁4.1成形壓機(jī)2.壓機(jī)的選擇依據(jù)壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 一產(chǎn)品如圖所示，若裝粉比為2.2。求：壓制行程，脫模行程和所需壓機(jī)的最大開檔，并按所要求的尺寸排列大致的模具裝粉狀態(tài)圖。圖4-2 襯套第10頁/共41頁4.1成形壓機(jī)2.壓機(jī)的選擇依據(jù)不同類型壓機(jī)的特點(diǎn)粉末成形壓機(jī)的驅(qū)動裝置有兩類：機(jī)械式和液壓式。 生產(chǎn)速率壓坯高度尺寸及其精度壓坯密度的一致性設(shè)備價(jià)格及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用機(jī)械過

5、載保護(hù)保養(yǎng)檢修 總之，機(jī)械式壓機(jī)主要特點(diǎn)是剛度好、壓制速度快及能耗小。而粉末制品液壓機(jī)，由于具有高壓力、多動作、壓制方向行程長及使壓坯密度均勻的特點(diǎn)，更適合于粉末壓制工藝的要求。第11頁/共41頁4.1成形壓機(jī)2.壓機(jī)的選擇依據(jù)根據(jù)具體產(chǎn)品的實(shí)際情況（1）壓制方式：壓制方式要根據(jù)壓坯形狀，再結(jié)合壓機(jī)的特點(diǎn)來選擇并設(shè)計(jì)模具。（2）脫模方式：分為頂出式和拉下式。并可選擇“壓坯有壓脫?！?或是無壓脫模。（3）裝粉方法：根據(jù)壓坯形狀、粉末流動性、壓機(jī)類型和自動壓制時(shí)對裝粉速度的要求等因素來考慮。為了消除裝粉時(shí)的拱橋效應(yīng)，保證粉末均勻充填模腔，對于薄壁深腔壓坯和芯桿細(xì)小的深孔壓坯，最好采用多余裝粉法。一

6、般壓坯，以吸入法或零腔裝粉法較好。對于有特殊要求的壓坯，應(yīng)選用有相應(yīng)特點(diǎn)的壓機(jī)。第12頁/共41頁4.1成形壓機(jī)3.壓機(jī)技術(shù)進(jìn)展機(jī)械式壓機(jī)1）帶比例閥的液壓系統(tǒng)，以增加輔助動作，使模沖能分別單獨(dú)成形各個(gè)臺面。電子系統(tǒng)開環(huán)控制，輔助動作相互間的程序與壓制壓力進(jìn)行監(jiān)控，機(jī)械式多層板模架系統(tǒng)。2）輔助動作要準(zhǔn)確按照預(yù)定的壓力與工作曲線動作，且對每一臺面單獨(dú)壓制的操作步驟有反饋系統(tǒng)（監(jiān)控功能）。這可利用諸如壓力傳感器、接近開關(guān)或計(jì)量裝置來完成。3）通過利用密度與壓制壓力間的相互關(guān)系來進(jìn)行連續(xù)壓制質(zhì)量控制。用電子監(jiān)控系統(tǒng)對測定的值和程序設(shè)定的點(diǎn)進(jìn)行比較。對測定結(jié)果評價(jià)，不合格品壓坯報(bào)廢或用于裝粉深度的閉

7、環(huán)控制自動調(diào)整。4）可根據(jù)零件壓坯重量來進(jìn)行質(zhì)量控制。對數(shù)據(jù)的評價(jià)和密度跟蹤監(jiān)控類似于壓力控制。5）裝粉動作（容積計(jì)量）采用包括計(jì)量系統(tǒng)在內(nèi)的帶比例閥和伺服閥的液壓系統(tǒng)，可以精確實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制與完全重現(xiàn)。這些改進(jìn)相互配合，已經(jīng)能夠?qū)τ趬褐七^程進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)儲存及記錄。從而大大改變了壓制過程和質(zhì)量的可靠性。第13頁/共41頁4.1成形壓機(jī)3.壓機(jī)技術(shù)進(jìn)展液壓式壓機(jī) 比例閥與伺服閥和電子控制系統(tǒng)的開發(fā)為制造液壓式壓機(jī)開創(chuàng)了全新的可能性。 1）液壓閉環(huán)和高精密度測量系統(tǒng)相結(jié)合，在零件壓坯的高度公差方面達(dá)到和機(jī)械壓機(jī)同樣的精度。2）利用現(xiàn)代電子控制技術(shù)和帶伺服閥的液壓系統(tǒng)，借助于專門開發(fā)的閉環(huán)控制程

8、序，已能達(dá)到高壓制速度。如：裝粉深度為50mm，一臺5000KN的液壓機(jī)生產(chǎn)速度為8個(gè)壓坯/min，零件的高度重復(fù)精度為0.02mm。再如：200500KN的閉環(huán)控制的液壓機(jī)，速度為1520件/min，高度方向重復(fù)精度達(dá)0.01mm。3）閉環(huán)控制的多層板，帶電子控制系統(tǒng)，通過編程，適應(yīng)壓制工藝過程，且所有數(shù)據(jù)傳送到外部儲存器中，很容易重復(fù)，可進(jìn)行精確的閉環(huán)控制。保證每一個(gè)PM零件具有相同的質(zhì)量。由于模具磨損或模具與材料間摩擦作用的變化導(dǎo)致的工況改變，都可在一定的范圍內(nèi)通過閉環(huán)控制予以補(bǔ)償。4）該壓機(jī)通過對壓制力的監(jiān)控也可進(jìn)行質(zhì)量控制。對于形狀復(fù)雜的零件，證明連續(xù)重量控制是比較好的。借助于趨向評

9、定可使裝粉深度實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制自動調(diào)整。第14頁/共41頁4.1成形壓機(jī)3.壓機(jī)技術(shù)進(jìn)展CNC壓機(jī)計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC-Computer Numerical Control ) SX一40壓機(jī)：將機(jī)械驅(qū)動的上壓頭，電氣伺服馬達(dá)驅(qū)動的下壓頭(陰模)及完全不受上、下壓頭控制的裝粉動作結(jié)合了起來，開發(fā)出的新一代CNC粉末成形壓機(jī)。 上模沖受控于偏心齒輪和曲軸驅(qū)動裝置。是一修正的正弦曲線。 陰模的所有動作都是由一伺服馬達(dá)驅(qū)動和控制的。 裝粉靴是用一伺服馬達(dá)驅(qū)動 。第15頁/共41頁4.1成形壓機(jī)3.壓機(jī)技術(shù)進(jìn)展CNC壓機(jī)KPP全自動機(jī)械一液壓式粉末成形壓機(jī) 上模沖和機(jī)械式壓機(jī)一樣，是利用蝸輪、蝸桿機(jī)構(gòu)，通過

10、雙偏心曲軸按正弦曲線進(jìn)行運(yùn)行。 陰模（使陰模動作的液壓力是由偏心曲軸驅(qū)動的活塞產(chǎn)生的 ）和裝粉靴由液壓驅(qū)動，且始終都是通過閉環(huán)控制的軸進(jìn)行的，能與機(jī)械驅(qū)動的上模沖同步進(jìn)行，能像全液壓式CNC壓機(jī)一樣可自由編程。 輔助上、下模沖也都是用液壓驅(qū)動的，既可以是開環(huán)，也可以是閉環(huán)控制。使用閉環(huán)控制的模架中的輔助軸控制粉末移送使形狀復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的壓制可行的，而不需要進(jìn)行任何預(yù)壓。 第16頁/共41頁4.1成形壓機(jī)3.壓機(jī)技術(shù)進(jìn)展CNC壓機(jī)KPP全自動機(jī)械一液壓式粉末成形壓機(jī) 1-上模沖動作曲線2-陰模動作曲線 2.1-過量裝粉2.2一輪廓裝粉2.3一欠量裝粉 2.4-拉下動作 3-裝粉靴動作曲線機(jī)械式壓

11、機(jī)的沖程速度總是比液壓式壓機(jī)高。 液壓式壓機(jī)的壓制周期內(nèi)，可以改變單一工序的時(shí)段，而不會使其他工序的時(shí)段成比例地延長。 比液壓機(jī)快50100%比機(jī)械式壓機(jī)快2050%比液壓機(jī)節(jié)能3050%圖4-3機(jī)械-液壓式的典型動作曲線第17頁/共41頁4.1成形壓機(jī)3.壓機(jī)技術(shù)進(jìn)展CNC壓機(jī)KPP全自動機(jī)械一液壓式粉末成形壓機(jī) 圖4-4多層板模架模沖的動作 1一裝粉位置2一粉末開始移送 3一粉末移送4一壓制位置5一減壓動作第18頁/共41頁4.1成形壓機(jī)3.壓機(jī)技術(shù)進(jìn)展CNC壓機(jī)KPP全自動機(jī)械一液壓式粉末成形壓機(jī) 輪廓裝粉圖4-5輪廓裝粉原理圖4-6同步器轂的應(yīng)用第19頁/共41頁4.1成形壓機(jī)3.壓機(jī)

12、技術(shù)進(jìn)展溫壓用粉末壓機(jī)溫壓可利用傳統(tǒng)的壓制成形壓機(jī)和大部分粉末材料系統(tǒng)，但是需要將原料粉末和一些模具部件加熱到溫度100150范圍。圖4-7槽式加熱器示意圖第20頁/共41頁4.1成形壓機(jī)3.壓機(jī)技術(shù)進(jìn)展溫壓用粉末壓機(jī)圖4-8溫壓用裝粉靴第21頁/共41頁4.1成形壓機(jī)3.壓機(jī)技術(shù)進(jìn)展溫壓用粉末壓機(jī)溫壓用Densmix粉的溫壓作業(yè)溫度設(shè)定是，粉末為130 和模具為150。 圖4-9溫壓用模架的加熱、冷卻與絕緣A+C=130150 ，B=125130 第22頁/共41頁4.1成形壓機(jī)3.壓機(jī)技術(shù)進(jìn)展溫壓用粉末壓機(jī)圖4-10簡易模架的冷卻系統(tǒng)圖4-11簡易模架的加熱系統(tǒng)第23頁/共41頁4.1成形

13、壓機(jī)3.壓機(jī)技術(shù)進(jìn)展溫壓用粉末壓機(jī)l一水冷卻或一油冷卻系統(tǒng)集成必須用實(shí)際試驗(yàn)確定；2一水冷卻或一油冷卻系統(tǒng)是需要的；3一絕緣墊圖4-12多層模架的冷卻系統(tǒng)圖4-13多層板模架的加熱系統(tǒng)第24頁/共41頁4.2成形模架1.模架的功能 模架是用于安裝粉末冶金模具的機(jī)架。由陰模支承板、模沖支承板和芯棒支承板等模板，加上導(dǎo)柱、導(dǎo)套、拉桿、斜楔機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)桿等組成。根據(jù)模板的多少分為上一下一、上一下二、上一下三、上二下二、上二下三等。 根據(jù)零件的情況，選擇相應(yīng)的模架。實(shí)際生產(chǎn)中，模架不需要更換。模具隨需要更換。 與壓機(jī)連接、傳遞壓力及各動作（進(jìn)行粉末移送、控制可動 模沖的壓制速度及使陰模、模沖與芯棒分別保

14、持在適當(dāng)?shù)南嚓P(guān)位置），并使模具主要零件完成粉末成形（精整）要求。第25頁/共41頁4.2成形模架2.模架的特點(diǎn)（）上模沖板及下缸連接板要有可與壓機(jī)快速聯(lián)接的機(jī)構(gòu)，便于模架的快速裝卸，減少壓機(jī)停機(jī)時(shí)間，提高工效。（）為提高定位精度，上模板與陰模板之間有導(dǎo)柱導(dǎo)向。（）為確保各模沖之間、模沖與陰模、模沖與芯棒之間在工作時(shí)能順暢運(yùn)行，各層安裝模板均應(yīng)有導(dǎo)柱導(dǎo)向。在成形時(shí)，各模板承受壓制載荷作用，模板應(yīng)有剛度與強(qiáng)度要求。（）為滿足模架整體工作精度要求，模板與導(dǎo)柱的配合間隙不得大于H7/g6，各模板之間的平行度不得大于0.02mm。（）根據(jù)模架的功能，在模架的相關(guān)部位設(shè)置有氣缸、液壓缸及彈簧，以便實(shí)現(xiàn)粉末

15、移送和可動模沖的速度控制；還應(yīng)具備各可動模具零件的調(diào)節(jié)和限位機(jī)構(gòu)。（）模架設(shè)計(jì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，有利于模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，減少模具設(shè)計(jì)的工作量。 第26頁/共41頁4.2成形模架3.構(gòu)成關(guān)系圖4-14 帶臺階襯套壓坯成形模架4.基本動作第27頁/共41頁4.2成形模架5.分類圖4-15 粉末冶金成形模架分類第28頁/共41頁4.2成形模架6.常見模架沖床圖4-16 封閉式模架圖4-17開放式模架第29頁/共41頁4.2成形模架圖4-18 拉桿式模架圖4-19 頂桿式模架普通四柱壓機(jī)第30頁/共41頁4.2成形模架專用液壓機(jī)圖4-20等高類壓坯的模架圖4-21臺階類坯的模架第31頁/共41

16、頁4.2成形模架機(jī)械壓機(jī)圖4-22拉下式模架圖4-23頂出式模架第32頁/共41頁4.2成形模架7.模架中的粉末移送機(jī)構(gòu)和模沖速度控制系統(tǒng)圖4-24拉下式壓機(jī)模架的粉末移送系統(tǒng)第33頁/共41頁4.2成形模架3.模架中的粉末移送機(jī)構(gòu)和模沖速度控制系統(tǒng)圖4-25模沖速度控制系統(tǒng)第34頁/共41頁4.2成形模架4.多層板模架機(jī)械壓機(jī)圖4-36機(jī)械式壓機(jī)（低中噸位）用液壓控制的多層板模架示意圖第35頁/共41頁4.2成形模架4.多層板模架液壓機(jī)圖4-37液壓式壓機(jī)用液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)的多層板模架示意圖第36頁/共41頁4.2成形模架4.多層板模架機(jī)械壓機(jī)圖4-38 4500KN機(jī)械式壓力機(jī)的帶液壓系統(tǒng)的多層板模架示意圖l一第一上模沖(機(jī)械的) 2、3一第二、第三上模沖(液壓的)4一陰模臺板(機(jī)械的) 5一裝第一下模沖的可進(jìn)行模沖回彈補(bǔ)償?shù)陌?機(jī)械的或液壓的)6一裝第二下模沖的可下拉的板(可機(jī)械拉下，也可通過液壓缸上升至裝粉位置) 7一裝第三下模沖的板(機(jī)械的或液壓的) 8一液壓芯棒第37頁/共41頁4.2成形模架4.多層板模架機(jī)械壓機(jī)圖4-39 4500KN機(jī)械式壓力機(jī)的帶液