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设计说明书1、工艺流程本产品属于亚共析钢合金(Fe-0.6C/60钢)，其具体生产工艺流程如下：Fe矿石→还原熔化（去脉石、杂质和氧）→氧化精炼（脱C、Si、P等）→球磨→铁粉+C粉+适量硬脂酸锌2、压坯设计2.1产品零件分析该产品采用Fe-0.6C（60钢），属于铁基制品，其制品密度依靠较高的压坯密度来达到，因此，在压制成形时需要采用较高的单位压力（一般在400-500MPa）。
由于该产品零件形状比较简单，带一个外台阶，采用简单的单上双下模冲即可成形，并使其密度分布均匀。
有配合、定位、相对运动要求的零部件，产品尺寸精度和形位精度及表面粗糙度要求较高，因此，该产品的的尺寸精度定义为IT8、形位精度如图所示为7级，表面粗糙度精度要求为7级。
2.2压坯精度设计由模具设计任务书的零件成品图可得知该产品压坯同轴度需控制在0.08mm，相当于IT10级；压坯垂直度控制为0.1mm，相当于IT11级；压坯侧面平行度为0.15mm，相当于IT12级。
2.3压坯密度和单重的确定由于已知压坯密度ρ=6.6g/cm3，因此压坯单重W=ρ×V ，由成品图给数据计算其压坯体V=h×S,算的V=166.8cm3 ，所以求的压坯单重W=6.6×166.8=1100.8g。
3、压机与压制方式选择3.1压机压力选择铁基制品一般采用固相烧结，其制品密度除了依靠烧结温度、保温时间之外，在一定程度上还依靠较高的压坯密度来达到，因此该产品采用500MPa的单位压力。
根据任务书要求，截面积S=74.0cm2 ，所以F=P×S=5×74=370t脱模压力，根据实际生产经验，铁基压坯的脱模压力P脱模≈0.13P=0.13×500MPa=65MPa3.2压制类型的选择年生产量为50万件，假设每年的工作时间为300天，每天工作时间为8小时，则p=500000/300/8/60=3.47=4件/min，所以选择自动压制。
粉末冶金模具设计说明书姓名：学号：班级：粉末冶金模具设计说明书一、产品分析生产一批圆环状钢制模坯，内径40mm，外径80mm，高度40mm二、压坯设计1.产品分析该产品采用（60钢），属于铁基制品，在压制成型时需要采用较高的单位压力（一般在400~500MPa）。
该产品零件形状比较简单，采用上下模冲压制成型。
2.松装密度和压坯密度的确定采用水雾化铁粉压制，松装密度为：ρ=cm3松压坯密度为：ρ=cm3压三、压机与压制方式选择1.压制压力选择采用400MPa的单位压力，且压坯截面积为：S=则压制压力为：F=P×S=400MPa×=502KN2.压制类型选择因为采用大批量生产，故使用自动压制。
3.压制方式选择采用双向压制。
4.装粉高度、压缩比的确定查表B-2，可得压缩比K=，又压坯高度H 坯=40mm ，则装粉高度为：H 粉=H 坯×K=40×=94mm四、成型设备与压制工具系统 1.装粉方式选择该产品压坯高度一致，粉料组元之间密度差别不大，模腔形状简单不易产生成分偏析，粉末易于填充，因此采用落下式方法正常装粉。
2.模架选择查表4-26，模架选用上-下一式A 型模架。
3.压机类型选择H 受力=H 坯（K-1）H 受力=S max =（K-1）H 坯/=360mm根据最大压制压力和最大装粉高度要求选择液压式压机。
五、压模主要零件结构设计 1.结构组成模具由阴模、上冲模、芯棒、下冲模组成。
2.尺寸计算① 阴模高度：由松装粉末高度、下模冲定位高度、上模冲压缩粉末进入阴模前的高度确定：H 阴=H 粉+H 下+H 上=94+20+20=134mm 。
② 阴模内径：D 阴内=80mm③ 阴模外径：查表知当压坯密度为cm 3时，m=D/d ≈～，因此D 阴外=200mm 。
④ 上模冲高度：94-40=54mm 。
⑤ 下模冲高度：134+14=148mm 。
⑥ 芯棒直径：40mm 。
粉末冶金齿轮设计指南（二）引言概述：粉末冶金齿轮作为现代工业中常用的传动装置，具有结构复杂、性能稳定、生产成本低等优点。
本文将重点阐述粉末冶金齿轮设计的相关指南，帮助读者更好地了解和应用该技术。
正文内容：一、材料选择1.1 粉末冶金齿轮常用的材料种类，如铁基、铜基和锌基1.2 材料的熔点、硬度、韧性等物理性质对齿轮性能的影响1.3 材料的成本、可加工性以及环境适应性的考虑二、设计参数2.1 齿轮模数、压力角和齿数的选择和计算方法2.2 齿轮轮廓的优化设计，如曲线齿轮和渐开线齿轮2.3 啮合啮合体积、啮合角以及啮合系数的计算2.4 粉末冶金齿轮中的主动端和被动端设计要点2.5 加工余量和公差的考虑，如啮合修形系数和齿轮间隙的控制三、制造工艺3.1 粉末冶金齿轮的成型方法，如冷压成型和热压成型3.2 成型过程中的模具设计和模具材料的选择3.3 烧结工艺及烧结温度、时间对材料性能的影响3.4 粉末冶金齿轮的后续热处理工艺3.5 表面处理工艺选用及其效果评价四、性能测试与分析4.1 粉末冶金齿轮的力学性能测试方法，如强度和韧性测试4.2 粉末冶金材料的疲劳寿命和耐磨性能测试4.3 齿轮啮合特性的仿真模拟及分析4.4 脱落和磨损机理研究4.5 齿轮传动系统的振动和噪声测试与分析五、优化和改进5.1 齿形修正技术和齿尖强化处理的应用5.2 材料和工艺的改进以提高齿轮的性能5.3 粉末冶金齿轮设计的新技术趋势5.4 齿轮设计中的可靠性和寿命评估5.5 粉末冶金齿轮制造过程的质量控制方法和标准总结：粉末冶金齿轮设计是一项复杂而又重要的工作，本文从材料选择、设计参数、制造工艺、性能测试和分析、优化和改进等方面进行了详细的阐述。
通过合理的设计和优化，能够提高粉末冶金齿轮的性能和可靠性，满足不同工业领域的传动需求。
未来，随着技术的不断创新，粉末冶金齿轮设计将迎来更广阔的发展前景。
中南大学粉末冶金研究院模具设计说明书班级：姓名：学号：指导老师：模具设计说明书一、工艺流程设计采用的零件材质为Fe-0.6C，压坯密度为6.4g/cm3，原料粉末的松装密度为2.5g/cm3，年产量为50万件。
用一般粉末冶金方法即可实现生产，其具体生产工艺流程如下：说明：由于零件为薄壁件，因此不予精整。
表面光洁度以及倒角要求由后续磨削加工达到。
二、压坯设计1.产品零件分析1）材质为铁基材料，非等高压坯，带一个外台阶和一个内台阶，共有3个螺栓孔。
2）为了简化模具结构，保证产品压坯顺利脱模，同时又由于螺栓孔不易在压制中成型，所以压坯设计中，该处设计为整体台阶，把螺栓孔除去，留在后续机加工中成形。
那么，该压坯大致为带一个外台阶和一个内台阶的压坯。
3）从零件精度分析，所给零件粗糙度要求为6.3及25较低，也无平行度、径向跳动、同轴度等形状精度的要求。
2. 压坯形状的设计：基本原则：尽可能使压坯形状与产品零件形状相同或相近——近净成形，同时考虑产品质量要求、压制成形过程要求及压模结构、零件强度等。
1）从裝粉和压制密度均匀性考虑：所给零件比较规则，无装粉困难。
2）从压坯脱模角度考虑：成品中没有不利于脱模的结构和因素。
3.压坯尺寸计算1）烧结压制中各参数选取如下：径向弹性后效：0.2%，轴向弹性后效：1.4%径向烧结收缩：0.5%，轴向烧结收缩：2%为满足表面粗糙度要求，在粗糙度要求为6.3的面预留0.05mm磨削加工余量2）压缩比：k=d压/d粉=6.4/2.5=2.563）压坯相对密度：d Fe=7.874g/cm3d C=2.25g/cm3则压坯理论密度dm=100/（99.4/7.874+0.6/2.25）=7.76g/cm3相对密度ρ=d压/dm=6.4/7.76=0.8254）轴向尺寸：压坯主体总高H1=10*（1-1.4%+2%）+0.05=10.11mm压坯台阶高度H2=5*（1-1.4%+2%）+0.05=5.08mm5）径向尺寸：长径D1=54*（1-0.2%+0.5%）=54.16mm短径D2=518（1-0.2%+0.5%）=51.15mm壁内径D3=28*（1-0.2%+0.5%）=28.08mm壁外径D4=35*（1-0.2%+0.5%）+2*0.05=35.21mm所设计压坯如图所示：三、压制方式1）零件高径比：H/D=10.11/54.162=0.187，零件总高径比很小，可考虑采用单向压制和非同时双向压制结合的压制方式。
粉末冶金齿轮设计简介作者：REVER为帮助客户理解粉末冶金齿轮的特点，加深双方之间理解，便于双方沟通，特作如下介绍：齿轮种类很多，目前广泛使用的是渐开线齿轮，所以以渐开线齿轮为例作简单介绍。
一．粉末冶金齿轮材料：1．粉末冶金齿轮的材料适合于粉末冶金材料标准，粉末冶金材料有多种材料标准，多数国家和部分大公司都有自己的标准，由于日本和美国在粉末冶金的研究方面走在世界前列，所以目前广泛采用的材料标准是JIS(日本)，MPIF(美国)两种标准。
2．齿轮通常对强度都有一定的要求，故其选用材料的性能要好，目前齿轮使用较广泛的材料是Fe-Cu-C-Ni的材料，(其符合JIS SMF5030，SMF5040标准 ；符合MPIF FN-0205，FN-0205-80HT标准)；也有厂家选择Cu，Fe-Cu-C材料。
★ 在图纸材料一栏中要注明材料等级：如 JIS SMF5030。
注：在材料标准中包含了推荐的相应密度和硬度范围。
二．粉末冶金齿轮密度确定：由于齿轮用于传动，对齿轮的强度要求较高，故要求产品的密度也较高(通常是齿轮密度越高则齿抗越高，强度越好)：1．常温压制成形齿轮密度通常控制在6.60g/cm3 min OR 6.80g/cm3 min。
2．温压压制成形齿轮密度通常控制在7.00g/cm3 min。
★在图纸密度一栏中注明密度等级：如 6.6g/cm3 min。
三．粉末冶金齿轮硬度确定：齿轮硬度与产品的材料、密度等级及后处理密切相关。
以材料Fe-Cu-C-Ni为例，其相应的硬度建议为：1．密度6.6g/cm3 min 时：1)．烧结态硬度控制在 HRB 40min；（FN-0205-20 烧结态硬度典型值为 HRB 44）2)．水蒸汽处理硬度控制在 HRB 50min；3)．渗碳处理硬度控制在HRC 20min；（FN-0205-80HT 渗碳处理硬度典型值为 HRC 23）2．密度6.8g/cm3 min 时：1)．烧结态硬度控制在 HRB55min；（FN-0205-25 烧结态硬度典型值为 59HRB）2)．水蒸汽处理硬度控制在 HRB70min；3)．渗碳处理硬度控制在HRC25min；（FN-0205-105HT 渗碳处理硬度典型值为 HRC 29）3．密度7.0g/cm3 min 时：1)．烧结态硬度控制在 HRB 65min；（FN-0205-30 烧结态硬度典型值为 HRB 69）2)．渗碳处理硬度控制在HRC 30min；（FN-0205-130HT 渗碳处理硬度典型值为 HRC 33）★在图纸硬度一栏中注明硬度范围：如 HRB 40 min。
￥毕业设计论文题目：粉末冶金铁基锥齿轮模具设计。
学院：物理科学与工程技术学院专业：机械设计制造及其自动化年级： 05级姓名：指导教师：职称：助教[（2009年5月）宜春学院教务处制目录1、毕业设计任务书2、毕业设计开题报告3、资格审查表`4、学士学位论文原创性申明5、论文版权使用授权书6、毕业设计说明书7、外文资料译文8、外文资料原文?；宜春学院@毕业设计任务书题目：粉末冶金铁基锥齿轮模具设计-学院：物理科学与工程技术学院教研室：机电工程专业：机械设计制造及其自动化班级： 05 机制（1）学号： 03姓名：张丽起止日期：—指导教师：陈鹏职称：助教教研室主任：陈敏^审核日期：^说明1.毕业论文任务书由指导教师填写，并经教研室审定，下达到学生。
2.进度表分前、中、后三期由学生填写，每期填写后交指导教师签署审查意见，并作为毕业论文工作检查的主要依据。
3.学生根据指导教师下达的任务书独立完成开题报告，3周内提交给指导教师批阅。
4.本任务书在毕业论文完成后，与论文一起交指导教师，作为论文评阅和毕业论文答辩的主要档案资料，是学士学位论文成册的主要内容之一。
宜春学院毕业设计（论文）开题报告题目：粉末冶金铁基锥齿轮模具设计学院：物理科学与工程技术学院教研室：机电工程专业：机械设计制造及其自动化班级： 05机制（1）学号： 03姓名：张丽指导教师：陈鹏填表日期： 2009 年 01 月 22 日一、选题的依据及意义：金属基复合材料的发展与现代科学技术和高新产业的发展密切相关。
特别是航空、航天、电子、汽车以及先进武器系统的迅速发展，对材料提出了更高的性能要求。
除了要求材料具有一些特殊性能之外，还要求有良好的综合性能，如强度、刚度、耐磨、耐热、吸收振动、低摩擦等性能。
由金属基粉体材料制备的零部件如齿轮、链轮、轴套等，在工业上需求量日益增加，这也使金属基粉体材料成形的模具设计越来越受到重视，国家也加强了对这方面模具研究的投入与开发。
在金属与非金属材料成形加工工程中，模具逐渐成为一种必不可少的工艺装备。
模具是实现粉体材料成形的关键工艺装备。
采用模具生产毛坯或成品零件是材料成形的重要方式之一，与切削加工相比，具有材料利用率高、能耗低、产品性能好、生产效率高和成本低等显著特点。
通过对粉体成形模具的设计，能够更深层次了解粉末冶金制备工业零件的过程。
积累丰富的模具设计经验，为以后从事机械行业工作打下坚实的基础。
二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：1.我国模具发展现状80年代以来，中国模具工业发展十分迅速。
国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。
这些年来，中国模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。
在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。
改革开放以来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。
除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。
例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。
在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入，例如科龙、美的、康佳和威力等集团都建立了自己的模具制造中心。
中外合资和外商独资的模具企业多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。
例如，江苏无锡的微研有限公司为一日本独资企业，员工有200余人，拥有精密数控模具加工设备60余台，1998年其模具产值超过2亿元。
中国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。
目前，国内已能生产精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命1～2亿次。
在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视的塑壳模具、ｇ大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。
在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。
在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。
在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。
其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。
虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。
例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，cad/cae/cam技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。
特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。
2.我国模具技术的进步和发展前景在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。
许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。
此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。
目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过50余家。
其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学cad国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。
经过多年的努力，在模具cad/cae/cam技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。
巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。
1999年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为330亿元，今后几年仍将以每年10%以上的速度增长。
对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。
随着中国经济的高速发展，来自民用需求的快速增长带动了包括粉末冶金模具行业在内的相关产业的高速发展；家电及相关产业配套的粉末冶金制品的配套量都有快速的增长，其中以冰箱与空调压缩机配套量的增长更为突出。
随着粉末冶金制品应用领域的不断拓展，其他与粉末冶金相关产业如缝纫机、通信、电动工具等多个领域中粉末冶金配套量的增长也不可忽视。
这就推动了粉末冶金模具技术的发展。
与发达国家相比，目前中国的轿车产量少、品牌杂，这使得中国的粉末冶金模具行业产品结构与发达国家有所不同。
目前，家电的冰箱和空调压缩机粉末冶金模具仍占有较大的比例。
今后随着粉末冶金模具技术水平的提高和主机用户对粉末冶金模具技术认知程度的提高，粉末冶金模具使用范围将得到扩大，使用比例也将提高，国际汽车零部件厂家在中国采购力度的加大，市场对粉末冶金模具的需求量将更大。
早在1989年，在国务院颂布的《关于当前产业政策要点的决定》中，模具被列为机械工业技术改造序列的首位。
1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》和《鼓励外商投资产业目录》。
经国务院批准，从1997年开始对部分模具企业实行了增值税返还70%的优惠政策。
所有这些国家对模具工业采取的优惠政策也将对其发展提供有力支持。
3.未来粉末冶金模具制造技术的发展趋势随着家电工业、摩托车工业、汽车工业的相继兴起与发展，中国的粉末冶金模具制造行业开始进入快速发展阶段。
在世界范围内，粉末冶金模具制造技术及模压制品成形技术仍处于成长期；而对中国来说，粉末冶金模具制造技术与模压制品成形技术处于导入期。
通过不断引进国外先进技术与自主开发创新相结合，中国粉末冶金模具产业和技术都呈现出高速发展的态势。
未来粉末冶金模具制造技术的发展趋势主要表现在：(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。
随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。
计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。
(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。
另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。
高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。
目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。
(3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。
有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。
模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。
(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。
国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。
预计这一技术将得到发展。
(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。
国外发达国家一般为80%左右。
(6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。
模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。
模具热处理的发展方向是采用真空热处理。
模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。
(7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。
(8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。
模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。
三、本课题研究内容：本课题研究的是粉末冶金铁基齿轮模具设计，包括阴模、模冲、芯杆、模套的设计，并根据该齿轮在实际应用的具体要求选用压制成形设备。
