- •1. Проектирование геометрии прессованной заготовки.
- •1.1 Определение потребного давления прессования.
- •1.4 Усадка при спекании.
- •1.5 Выбор припусков под механическую обработку и калибровку.
- •1.6 Разработка чертежа заготовки изделия.
- •2. Прочностной и жесткостной расчет пресс-форм.
- •2.1 Основные элементы пресс-форм для холодного прессования металлических порошков.
- •2.2 Расчет матриц на прочность и жесткость.
- •2.3 Расчет пуансонов на сжатие и изгиб.
1.4 Усадка при спекании.
Полученное в результате прессования изделие проходит операцию спекания. Вследствие объемных деформаций материала при спекании происходит усадка или рост объема , в зависимости от химического состава порошка. Следует иметь в виду , что величина объемных деформаций и их распределение в изделии зависит от распределения плотности после прессования и схемы прессования. Неравномерность плотности является одной из основных причин коробления изделий после спекания.
1.5 Выбор припусков под механическую обработку и калибровку.
Наличие упругого последействия и усадки при спекании приводит к изменению размеров изделий в процессе их изготовления. Требования по точности и шероховатости поверхности к готовым изделиям в большинстве случаев более жесткие чем разброс этих параметров у спеченных изделий. В этом случае для их доработки используются дополнительные операции механической обработки некоторых поверхностей или калибровки. В том и другом случае должен быть предусмотрен специальный припуск на обработку ( слой материала, добавляемый на обрабатываемую поверхность). Для обработки резанием оставляется припуск 0,3- 0,5 мм на сторону для чистового точения за один проход. На калибровку - припуск 0,1 -0,2 мм на сторону. Во многих случаях припуск приходится оставлять из-за несоответствия шероховатости поверхности изделий из порошков после спекания, которая составляет Rz 20, а после калибровки Ra 2,5. Применение дополнительных операций обработки повышает трудоемкость изготовления изделий, в то же время в результате расширения поля допусков на размеры изделия после прессования и спекания снижается стоимость конструкции и изготовления инструмента.
1.6 Разработка чертежа заготовки изделия.
Чем сложнее геометрия изделия, тем сложнее должна быть пресс-форма для его прессования. В зависимости от конкретных условий производства и серийности выпуска изделия технолог должен принять решение: либо получить максимально точную заготовку с минимальными припусками ( или без них) , но при этом значительно усложнить конструкцию пресс-формы и трудоемкость процесса прессования, либо упростить конфигурацию прессуемого изделия за счет назначения припусков и упростить конструкцию пресс-формы. В этом случае речь идет о получении заготовки, из которой в последствии после дополнительной обработки будет получено готовое изделие.
Разработка чертежа заготовки изделия и проектирование технологии состоит из нескольких этапов:
- выбор порошкового материала и способа его подготовки для прессования;
- выбор способа и схемы прессования изделия с учетом необходимых дополнительных формообразующих операций, определение энергосиловых параметров процесса прессования, выбор оборудования;
- исходя из технологических возможностей выбранного способа и схемы прессования, назначить необходимые технологические напуски (упрощения формы заготовки вследствие технологических ограничений процесса прессования), припуски для механической обработки и калибровки (геометрия заготовки после спекания и после калибровки);
определить упругое последействие заготовки в результате прессования (номинальные размеры полости пресс-формы);
- по объему заготовки после прессования и плотности материала определить необходимый объем порошка;
на основании полученных результатов разработать чертеж заготовки с указанием припусков, размеров заготовки с допусками и размеров готовой детали (указываются в скобках ), в некоторых случаях выполняются также чертежи заготовок после спекания и после прессования для контроля качества после этих операций.
Таблица 1.Осноные технологические схемы получения порошковых изделий конструкционного назначения
Условия |
Класс |
Группа |
Малосерийное производство |
Средне- и массовое производство |
||
работы деталей |
точно-сти |
сложности |
Основные технологиче-ские операции |
Дополнитель-ные операции |
Основные технологиче-ские операции |
Дополнитель-ные операции |
Малонагруже-нные |
4 - 7 1 - 3 |
1 - 7 1 - 7 |
А А |
М, И, П М, И, П |
А А, Б |
К, И, П К, И, П |
Умеренно-нагруженные |
4 - 7 1 - 3 |
1 - 7 1 - 4 5, 7 |
Б, Е, Ж Б Б |
М, ТО, И, П М, ТО, И, П ТО, Д, И, П |
Б, Е, Ж Б Б |
И, П ТО, И, П ТО, Д, И, П |
Средненагру-женные |
4 - 7 1 - 3 |
1 - 7 1 - 7 |
Г, Е, Ж В, Г, Ж |
М, ТО, П ТО, Д, П |
Г, Е, Ж В, Г, Ж |
ТО, П ТО, Д, П |
Тяжелонагру-женные |
4 - 7 1 - 3 |
1 - 7 1 - 7 |
В, Г, Н В, Г, Н |
М, ТО, П ТО, Д, П |
В, Г, Н В, Г, Н |
ТО, П ТО, Д, П |
А- холодное прессование + спекание;
Б - двоиное прессование + спекание;
Г- холодное прессование + спекание + горячая штамповка + отжиг;
В - холодное прессование + спекание + холодная штамповка + отжиг;
Н - холодное прессование + спекание + горячая штамповка с истечение металла + отжиг;
Е - холодное прессование + пропитка легкоплавким металлом;
Ж - спекание порошка в форме + пропитка легкоплавким металлом;
К - калибровка;
И- пропитка кремнеорганической жидкостью и полимеризация;
М- механическая обработка;
ТО- термическая обработка;
П- нанесение покрытий;
Д- Шлифовка и доводка.
