壓力機的受力系統(tǒng)

沖壓件的變形阻力全部傳遞到設(shè)備的機身上，形成一個封閉的受力系統(tǒng)。壓力機運行時，除本身重量對地基產(chǎn)生壓力外，無其他壓力作用(不考慮傳動系統(tǒng)的不平衡對地基的振動造成的壓力)。2100433B

根據(jù)粉末成形特性，粉末成形壓力機一般應(yīng)滿足壓制力（上模沖裝置）、送料系統(tǒng)（裝料機構(gòu)）、成形和脫出行程、脫出力（下模沖及芯棒動作裝置）等因素對沒備的要求，模具設(shè)計者應(yīng)了解這些因素（裝置），以便確定模具結(jié)構(gòu)。粉末成形壓力機的各種基本裝置的說明見表4-1。

上模沖動作裝置：1.單動作時（單模沖），直接由上工作臺傳遞壓力機額定壓力，根據(jù)成形需要應(yīng)可調(diào)整

加壓、成形、后壓，保壓等動作。2.多動作時（多模沖），可以通過增設(shè)的氣缸（液壓缸），進行驅(qū)動多個上沖頭，以達到不同形狀壓胚成形要求。3.在加壓過程中，為防止粉末中空氣引起的壓坯裂紋及變形，應(yīng)有排除粉末中空氣的裝置。

裝料機構(gòu)：1.供料系統(tǒng)。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。2.過量裝料機構(gòu)?？梢员日?guī)填充量多填充一些粉末，壓制前能夠充填到模腔的各個部分。3.欠料裝料機構(gòu)。送料靴加料完畢退后，使陰模略微上升，防止開始加壓時模腔內(nèi)粉末泄漏影響壓坯密度。

陰模裝置：1.預(yù)壓裝置。用控制器控制陰模正確動作，加上預(yù)壓以（克服自身重量）阻攔空動。2.保持裝置。在加壓過程中，上模沖下壓時，使陰模在承受規(guī)定壓力之前不下降（稱壓坯上下密度調(diào)整裝置）。3.調(diào)節(jié)加壓裝置。上模沖下壓時，陰?？勺魍瑯酉赂幼鳌．斝枰獣r，可令陰模按需比例下降，并同時上，下加壓，以保證壓坯各部分密度均勻。

下模沖動作裝置：1.單模沖時，由下缸傳遞壓力機穩(wěn)定脫模壓力，確保壓坯脫模。2.多模沖時，由氣缸（或液壓缸），斜楔機構(gòu)來確保壓制多臺階面壓坯的成形及脫模。

芯棒動作裝置：1、通過氣缸（或液壓缸）來保證芯棒裝料后到位（對薄壁件時），以使模腔裝粉均勻。2、通過氣缸（或液壓缸）來保證芯棒浮動，使壓坯內(nèi)部密度均勻。3.通過氣缸（或液壓缸）來保證脫模時，芯棒后脫（或先脫）以防止壓坯裂紋。

對于粉末冶金常用的液壓式和機械式壓力機，都要考慮壓制壓力、頂出力、脫模方式、工作臺面尺寸、行程、壓制方式、裝粉、生產(chǎn)效率等諸因素。

1．壓制壓力

1）在選用專用粉末成形壓力機時，必須使壓力機的額定壓力大于壓坯所需要的壓制力。一般來說，壓制力為壓力機額定壓力的60%～85%較為合適（特別是對液壓式壓力機）二若使用額定醫(yī)力過高的壓力機，一方面末充分發(fā)揮設(shè)備的潛力，另外壓力控制的準確性也降低。若使用額定壓力過低的壓力機，對延長壓力機壽命不利。

2）在選用普通可傾壓力機時，需要結(jié)合壓坯的高度來考慮壓力機實際能達到的壓力．由于常用的機械壓力機（沖床）是為冷沖壓而設(shè)計的，其受力行程小。例如630kN雙柱可傾壓力機，實際達到的壓力P與滑塊行程s有關(guān)（圖1）。所謂630kN是指受力行程在8mm處的實際壓力，過早受力時（受力行程大于8mm），則實際壓力減小，而粉米冶金壓制的受力行程大，開始壓制時，所需要的壓力很小，隨著壓制過程的進行，需要的壓力急劇上升。在這個過程中，消耗了壓力機一定量的動能，因而實際達到的壓力要小于圖1所示的曲線。壓坯越高，實際壓力下降得越多。因此，壓坯的高度將受到限制。

2．脫出力及下模沖動作裝置

（1）脫出力（頂出力）

脫出力是粉末成形壓力機的一個重要參數(shù)。制造廠在其壓力機的技術(shù)性能數(shù)據(jù)中列出額定頂出力（kN）。有些廠家將額定頂出力分成初始頂出力與持續(xù)頂出力。初始分離頂出力是將壓坯從成形位置頂出一預(yù)定距離（通常為0.79～12.7mm）；持續(xù)頂出力一般為初始頂出力的25%～50%，以避免壓坯脫模時裂紋的產(chǎn)生。壓制所需脫出力取決于壓坯與模沖、芯棒及陰模型腔側(cè)壁的接觸面積、模具材料、模具工作表面的表面粗糙度以及所用潤滑劑的種類和數(shù)量等因素。

對于高密度、粉料中潤滑劑少和側(cè)面積大（如齒輪或高度大）的壓坯，尤其要注意脫模力的問題。

（2）下模沖動作裝置

1）壓制直套類壓坯時（單模沖），由下缸機構(gòu)傳遞壓力機脫模力，確保壓坯脫模。

2）壓制多臺階面類壓坯時，有多個氣（油）缸或可增設(shè)斜楔機構(gòu)等，確保壓坯的成形和脫模。

3．陰模及芯棒動作裝置

對于多功能的粉末成形壓力機，還具備多動作的陰模及芯棒動作裝置，以滿足復(fù)雜形狀壓坯成形及脫模要求。

（1）陰模動作裝置

1）預(yù)壓裝置。用控制器控制陰模正確動作，加上預(yù)壓（克服陰模自身重量）以阻止空動。

2）保持裝置。在加壓過程中，上模沖下壓時，陰模在承受規(guī)定壓力之前不下降，亦稱為壓坯上下密度調(diào)整裝置。制造廠在其壓力機的技術(shù)性能數(shù)據(jù)中列出了陰模浮動（擋塊）能力（kN）。

3）調(diào)節(jié)加壓裝置。調(diào)節(jié)加壓裝置適用于壓制多臺階面壓坯。上模沖下壓時，陰?？勺鐾瑯酉赂幼?。當需要時，可令陰模按照所需比例下降，并同時上下加壓，以保證壓坯各部分密度均勻。

（2）芯棒動作裝置

1）通過氣缸來保證裝料時芯棒后到位（對薄壁壓件），以使模腔裝粉均勻。

2）通過氣缸來保證陰模浮動，使壓坯（帶內(nèi)臺階面）內(nèi)部密度均勻。

3）通過氣缸來保證壓坯脫模時，芯棒后脫（或先脫），以防止壓坯產(chǎn)生裂紋。

3．其他因素

（1）生產(chǎn)效率

在保證壓坯成形質(zhì)量的前提下，機械式粉末成形壓力機生產(chǎn)效率高，在兩種壓力機都能壓制的情況下，中、小型規(guī)格的零件，采用機械式粉末成形壓力機更合適。對大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件，采用機械式粉末成形壓力機更合適。對要求密度均勻的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件（各部位不允許有裂紋），宜采用液壓式粉末成形壓力機。

（2）安全裝置

壓力機制造廠應(yīng)提供正規(guī)的安全作業(yè)規(guī)程，并保證壓力機操作者在正常使用時不應(yīng)受到傷害等危險。設(shè)備應(yīng)配有保證人身安全的裝置。比如光電感應(yīng)裝置，當壓力機正常運行中，一旦操作者不慎將手進入模沖行程，壓力機應(yīng)立即停止，如圖2所示。