粉末冶金模具設計手冊（第3版）

第3版前言第1章  粉末冶金零件制造工藝概述  1．1  粉末冶金工藝簡介  1．1．1  可制取多組元材料  1．1．2  可制取多孔材料  1．1．3  可制取硬質(zhì)合金和難熔金屬材料  1．1．4  可高效率地制造形狀復雜的精密零件  1．2  粉末冶金零件制造工藝基礎  1．2．1  原料粉末  1．2．2  粉末冶金零件常規(guī)制造工藝  1．2．3  粉末冶金零件其他成形工藝  1．2．4  幾種粉末冶金成形工藝的比較與選取  1．3  粉末冶金零件材料技術性能特點簡介  1．3．1  粉末冶金零件材料與孔隙相關的材料特性  1．3．2  粉末冶金零件材料的力學性能特征  1．3．3  粉末冶金零件材料的工藝性能特征  1．4  粉末冶金零件制造工藝與常規(guī)金屬成形工藝的比較  1．4．1  粉末冶金工藝和鑄造工藝比較  1．4．2  粉末冶金工藝和熱模鍛及板料沖裁工藝比較  1．4．3  粉末冶金工藝和金屬切削加工比較第2章  粉末冶金壓坯設計  2．1  燒結(jié)零件材料和密度的確定  2．1．1  燒結(jié)金屬含油軸承及其相關標準  2．1．2  燒結(jié)鋼和燒結(jié)不銹鋼結(jié)構零件的密度、材料及其相關標準  2．1．3  燒結(jié)有色金屬零件密度、材料及其相關標準  2．1．4  燒結(jié)磁性材料和電工合金  2．1．5  金屬注射成形(MIM)零件材料及其相關標準  2．1．6  粉末鍛造（P/F）零件材料及其相關標準  2．2  壓坯密度分布及其均勻性分析  2．2．1  壓坯的密度分布  2．2．2  壓坯的壁厚與密度分布  2．2．3  用凸凹狀模沖成形的壓坯密度分布  2．2．4  用陰模內(nèi)腔帶臺階面成形的壓坯密度分布  2．2．5  用組合模沖成形的壓坯密度分布  2．3  壓坯形狀的確定  2．3．1  壓坯形狀分類  2．3．2  壓坯形狀設計  2．3．3  特殊形狀零件的成形  2．3．4  利用組合成形法簡化壓坯的復雜形狀  2．3．5  壓坯尺寸限制  2．4  燒結(jié)制品尺寸精度和位置精度的確定  2．4．1  燒結(jié)制品的尺寸精度  2．4．2  燒結(jié)制品的位置精度  2．4．3  燒結(jié)制品的表面粗糙度  2．5  燒結(jié)齒輪壓坯與凸輪、鏈輪等壓坯設計  2．5．1  燒結(jié)齒輪壓坯形狀的確定  2．5．2  燒結(jié)凸輪、鏈輪壓坯形狀的確定  2．5．3  燒結(jié)齒輪與鏈輪的尺寸精度、幾何公差和表面粗糙度  2．6  金屬注射成形(MIM)坯的形狀設計  2．6．1  金屬注射成形(MIM)零件設計要點  2．6．2  金屬注射成形(MIM)零件成形坯形狀設計第3章  粉末冶金模具設計原理  3．1  模架和模具的基本構造與動作  3．1．1  模架和模具的基本構造  3．1．2  模架和模具的基本動作  3．2  壓制成形過程和精整過程中力的分析  3．2．1  壓制成形壓力  3．2．2  側(cè)壓力和剩余側(cè)壓力  3．2．3  脫模壓力  3．2．4  精整壓力  3．2．5  壓力中心  3．3  等高(無臺階面)壓坯密度分布與壓制方式的關系  3．3．1  壓坯密度分布規(guī)律  3．3．2  無臺階面柱狀實體類壓坯的壓制方式與密度分布  3．3．3  帶孔無臺階面柱體類壓坯的壓制方式與密度分布  3．3．4  壓制方式的選擇  3．4  不等高(帶臺階面)壓坯成形模具的設計原理  3．4．1  粉末充填系數(shù)相同或相近  3．4．2  壓縮比相同或相近  3．4．3  壓制速率相同  3．5  組合模具設計原理  3．5．1  多臺階面壓坯的組合模沖設計  3．5．2  斜面壓坯的組合模沖設計  3．5．3  曲面壓坯的組合模沖設計  3．5．4  斜齒輪壓坯的壓模設計  3．6  粉末冶金模具尺寸設計原則  3．6．1  決定模具尺寸的步驟  3．6．2  對模具變形量的考慮第4章  粉末成形壓力機的選擇  4．1  粉末成形壓力機的選擇依據(jù)  4．1．1  對成形壓力機的基本要求  4．1．2  成形壓力機的選擇依據(jù)  4．2  成形壓力機簡介  4．2．1  機械式粉末成形壓力機  4．2．2  液壓式粉末成形壓力機  4．2．3  機械式與液壓式粉末成形壓力機的比較  4．3  精整壓力機簡介  4．3．1  全自動機械式精整壓力機  4．3．2  臥式全自動液壓精整壓力機  4．4  常用壓力機的規(guī)格與技術參數(shù)  4．4．1  國內(nèi)常見粉末成形壓力機規(guī)格及技術參數(shù)  4．4．2  國外常見粉末成形壓力機規(guī)格及技術參數(shù)  4．5  普通可傾式壓力機(沖床)自動化改造  4．5．1  凸輪機構  4．5．2  拉桿(鉤)機構  4．5．3  送粉機構  4．6  溫壓用成形壓力機簡介  4．6．1  粉末加熱器  4．6．2  裝粉靴  4．6．3  模架的加熱、冷卻和絕緣  4．6．4  常見故障的排除第5章  壓制成形模架  5．1  粉末成形模架基本類型  5．2  普通壓力機用的成形模架  5．2．1  可傾式壓力機（沖床）用成形模架  5．2．2  普通液壓機用成形模架  5．3  專用粉末成形機用成形模架  5．3．1  粉末成形液壓機用等高類壓坯的拉下式成形模架  5．3．2  粉末成形液壓機用帶臺階類壓坯的成形模架  5．3．3  機械式粉末成形機用“上一下一”式成形模架  5．3．4  機械式粉末成形機用“上一下二”式成形模架  5．3．5  機械式粉末成形機用“上二下三”式成形模架  5．3．6  帶液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)的多層成形模架  5．4  精整模架示例  5．4．1  可傾式機械壓力機用精整模架  5．4．2  粉末成形液壓機用精整模架  5．4．3  機械式粉末精整壓力機用“上二下一”式精整模架  5．4．4  機械式粉末精整壓力機用“上一下二”式精整模架第6章  成形模結(jié)構設計  6．1  壓坯形狀分類及補償裝粉  6．1．1  壓坯形狀分類  6．1．2  補償裝粉  6．2  成形模結(jié)構方案  6．2．1  常見成形模結(jié)構  6．2．2  特殊動作的成形模結(jié)構  6．3  成形模主要零件連接方式  6．3．1  陰模的連接  6．3．2  上模沖的連接  6．3．3  下模沖的連接  6．3．4  芯棒的連接  6．3．5  導柱與模板的連接  6．4  模具浮動結(jié)構  6．4．1  彈簧浮動  6．4．2  氣壓浮動  6．4．3  液壓浮動  6．5  輔助機構  6．5．1  脫模復位結(jié)構  6．5．2  調(diào)節(jié)裝粉結(jié)構第7章  精整模具結(jié)構設計  7．1  精整方式的選擇  7．2  精整模具常見結(jié)構示例  7．3  送料機構  7．3．1  裝料機構(料斗)  7．3．2  貯料機構(料倉)  7．3．3  供料機構第8章  模具結(jié)構示例  8．1  成形模具結(jié)構示例  8．1．1  Ⅰ類零件壓坯的成形模具  8．1．2  Ⅱ類零件壓坯的成形模具  8．1．3  Ⅲ類零件壓坯的成形模具  8．1．4  Ⅳ類零件壓坯的成形模具  8．1．5  Ⅴ類零件壓坯的成形模具  8．1．6  特殊形狀類零件壓坯的成形模具  8．2  精整模具結(jié)構示例  8．2．1  通過式精整模具  8．2．2  全精整式精整模具第9章  模具零件的設計  9．1  模具主要零件的設計  9．1．1  對模具主要零件的一般要求  9．1．2  成形陰模的形式及技術要求  9．1．3  成形芯棒的形式及技術要求  9．1．4  成形模沖和精整模沖的形式及技術要求  9．1．5  精整陰模的形式及技術要求  9．1．6  精整芯棒的形式及技術要求  9．2  輔助零件的設計  9．2．1  輔助零件的結(jié)構形式和技術要求  9．2．2  斜楔機構的形式及其設計  9．2．3  模板的形式及其設計  9．3  模具零件的通用化  9．3．1  模板類零件  9．3．2  導柱、導套類零件  9．3．3  壓蓋、壓墊類零件第10章  模具主要零件的尺寸計算  10．1  尺寸計算方法  10．1．1  徑向尺寸的計算  10．1．2  軸向尺寸的計算  10．2  與模具設計有關的工藝參數(shù)  10．2．1  金屬粉末的松裝密度及其影響因素  10．2．2  壓坯的回彈率及其影響因素  10．2．3  燒結(jié)收縮率及其影響因素  10．2．4  精整余量和回彈量及其影響因素  10．2．5  復壓裝模間隙和壓下率  10．3  陰模與模套的強度和剛性計算  10．3．1  強度計算  10．3．2  剛性計算  10．3．3  陰模和模套的強度計算示例  10．3．4  陰模壁厚推薦數(shù)據(jù)第11章  粉末冶金模具設計實例  11．1  氣門導管零件的模具設計示例  11．1．1  產(chǎn)品分析  11．1．2  制造工藝及模具設計和參數(shù)選擇  11．1．3  設計計算  11．1．4  模具結(jié)構設計及分析  11．2  活塞零件的模具設計示例  11．2．1  產(chǎn)品分析  11．2．2  制造工藝及模具設計參數(shù)選擇  11．2．3  設計計算  11．2．4  模具結(jié)構設計  11．3  齒輪零件的模具設計示例  11．3．1  汽車發(fā)動機分配泵傳動齒輪模具設計示例  11．3．2  電動工具傳動齒輪模具設計示例  11．4  連桿零件（無需精整）的模具設計示例  11．4．1  產(chǎn)品分析  11．4．2  設計計算  11．4．3  模具結(jié)構設計  11．5  同步器齒轂的模具設計示例  11．5．1  零件的工況調(diào)查及其材料牌號選擇  11．5．2  確定壓坯的形狀、精度和制造工藝  11．5．3  成形設備的選擇  11．5．4  模具設計參數(shù)的選擇  11．5．5  模具主要零件徑向尺寸計算  11．5．6  成形模具結(jié)構設計及壓坯裂紋的剖析與對策第12章  金屬注射成形（MIM）模具設計  12．1  金屬注射成形模具設計簡介  12．1．1  金屬注射料的特點  12．1．2  金屬注射成形模具的基本結(jié)構與形式  12．1．3  模具設計  12．2  帶外側(cè)凹制品的模具設計  12．2．1  瓣合模  12．2．2  側(cè)向抽芯模具  12．3  帶內(nèi)側(cè)凹制品的模具設計  12．3．1  頂桿驅(qū)動方式  12．3．2  鑲拼型芯驅(qū)動方式  12．3．3  滑塊（型芯）驅(qū)動方式  12．3．4  熔芯成形法  12．4  金屬注射成形模具的材料選擇與設計實例  12．4．1  金屬注射成形模具的材料選擇  12．4．2  金屬注射成形模具的設計實例  12．5  金屬注射成形新工藝及其模具技術簡介  12．5．1  金屬微注射成形技術(μ?MIM)  12．5．2  氣(液)體輔助成形技術  12．5．3  多組分材料復合注射成形技術  12．5．4  注射毛坯的加工裝配技術  12．5．5  熱流道技術  12．5．6  快速模具技術  12．5．7  熔芯成形技術第13章  粉末冶金模具的材料選擇和制造  13．1  模具材料的選擇和熱處理  13．1．1  模具制造的一般要求  13．1．2  模具材料的選擇  13．1．3  模具材料的熱處理  13．2  模具主要零件的制造  13．2．1  模具加工基準的確定  13．2．2  模具零件的加工工藝流程  13．2．3  模具零件加工的關鍵工藝  13．2．4  模具、模架裝配及其維修  13．3  模具零件的典型加工工藝舉例第14章  模具常見問題和損傷及壓坯缺陷分析  14．1  模具常見損壞的原因和改進措施  14．2  壓坯裂紋形成的原因與對策  14．2．1  粉末混合料中潤滑劑含量對裂紋形成的影響  14．2．2  模具設計、制造和安裝對壓坯裂紋形成的影響  14．2．3  在壓制過程中可能產(chǎn)生的壓坯裂紋等缺陷及對策  14．3  粉末移送機構和模沖加壓速度對壓坯缺陷的影響  14．3．1  粉末移送機構對壓坯缺陷的影響  14．3．2  模沖加壓速度不當引發(fā)壓坯中的裂紋  14．3．3  拉下式壓力機模架系統(tǒng)的設計  14．4  常見壓坯、精整件的缺陷  14．4．1  常見的壓坯缺陷及改進措施  14．4．2  壓制過程中壓坯裂紋分析  14．4．3  常見精整件的缺陷分析及改進措施第15章  粉末冶金模具計算機輔助設計／制造(CAD／CAM)技術  15．1  CAD／CAM技術簡介  15．1．1  CAD／CAM基本概念  15．1．2  CAD／CAM系統(tǒng)硬件及軟件  15．2  粉末冶金模具CAD／CAM系統(tǒng)簡介  15．2．1  模具CAD／CAM系統(tǒng)的結(jié)構與功能  15．2．2  粉末冶金產(chǎn)品圖形輸入  15．2．3  根據(jù)產(chǎn)品工藝性進行壓坯設計  15．2．4  結(jié)合工藝方案的選擇進行成形工藝參數(shù)計算  15．2．5  壓力機的選擇  15．2．6  模具結(jié)構設計與優(yōu)化  15．2．7  裝配圖的生成  15．2．8  圖形的輸出  15．2．9  CAD／CAM一體化附錄  附錄A  粉末冶金燒結(jié)金屬材料性能標準  附錄B  粉末冶金材料性能測試方法標準介紹  B．1  可滲性燒結(jié)金屬材料密度的測定  B．2  可滲性燒結(jié)金屬材料開孔率的測定  B．3  可滲性燒結(jié)金屬材料含油率的測定  B．4  燒結(jié)金屬襯套徑向壓潰強度測定方法  B．5  燒結(jié)金屬材料(不包括硬質(zhì)合金)拉伸試樣  B．6  燒結(jié)金屬材料和硬質(zhì)合金彈性模量的測定  B．7  燒結(jié)金屬材料(不包括硬質(zhì)合金)橫向斷裂強度的測定方法  B．8  致密燒結(jié)金屬材料與硬質(zhì)合金密度的測定方法  B．9  可滲性燒結(jié)金屬材料氣泡試驗孔徑的測定  B．10  可滲性燒結(jié)金屬材料流體滲透性的測定  B．11  燒結(jié)金屬材料(不包括硬質(zhì)合金)表觀硬度和顯微硬度的測定  B．12  滲碳、碳氮共滲的燒結(jié)鐵基材料表面硬化層深度的測定（顯微硬度法)  B．13  燒結(jié)金屬材料(不包括硬質(zhì)合金)無缺口沖擊試樣  附錄C  粉末冶金零件用原、輔材料的技術條件及相關標準  C．1  鐵粉  C．2  合金鋼粉與不銹鋼粉  C．3  銅粉  C．4  鎳粉  C．5  石墨  C．6  其他輔助材料  附錄D  部分金屬粉末性能測試方法國際標準  D．1  金屬粉末松裝密度的測定第1部分：漏斗法  D．2  金屬粉末松裝密度的測定第2部分：斯科特（Scott）容量計法  D．3  金屬粉末振實密度的測定  D．4  金屬粉末流動性的測定標準漏斗法(霍爾流量計法)  D．5  金屬粉末（不包括硬質(zhì)合金粉末）單軸向壓縮時壓縮性的測定  D．6  金屬粉末用矩形壓坯橫向斷裂測定壓坯強度  D．7  金屬粉末干篩分法測定粒度  D．8  金屬粉末粒度分布的測定（液體中重力沉降光衰減法)  D．9  金屬粉末在穩(wěn)態(tài)流動條件下粉末層的透氣性試驗外層表面區(qū)域的測定  D．10  金屬粉末用還原法測定氧含量第1部分：總則  D．11  金屬粉末用還原法測定氧含量第2部分：還原時的質(zhì)量損失(氫損)法  D．12  金屬粉末用還原法測定氧含量第3部分：可被氫還原氧  D．13  金屬粉末用還原法測定氧含量第4部分：還原提取法測定總氧含量  D．14  金屬粉末鐵、銅、錫和青銅粉末中酸不溶物含量的測定  D．15  含潤滑劑的金屬粉末混合物潤滑劑含量測定索格利特(Soxhlet)萃取法  附錄E  鐵基結(jié)構材料的密度、孔隙對照表和壓縮比計算表  附錄F  粉末冶金用壓力機術語中英文對照表  附錄G  模具設計與制造常用數(shù)據(jù)與資料  G．1  常用模具材料技術標準  G．2  黑色金屬硬度及強度換算值  G．3  常用面積、體積的計算方法  附錄H  常用法定計量單位及其換算