粉末冶金模具中常用機構的設計

粉末冶金模具(簡稱粉冶模具)由于對裝料比與壓制坯件的結構及密度的均勻性等有所要求，因而除了模具的型腔設計外，在整體模具與模架的設計中，必然會使用到機械設計或模具設計中相關結構，它們與壓機和模具成型件、連接件相結合，達到粉末冶金模具的成型要求。

1 粉冶模具中的抽芯機構

粉末冶金成型壓機一般為立式壓機結構，若將粉冶模具的壓制方向稱為軸向，則與之垂直的方向為徑向，—般情況下粉冶模具壓制的坯件常常只有軸向孔而不設計徑向孔。這樣，由于壓制方向與抽芯方向在同一軸線上，只有方向相同或相反，所以軸向抽芯動作一般由壓機和模架均能順利完成，只需在型芯上成型軸向孔的部位設計適當的脫模斜度，就完全可以實現軸向孔的裝粉、壓制與脫模，這種常見的抽芯機構方式如圖1所示。

1模柄　2上托板　3 13 19內六方螺釘　4上凸模　5上墊板　6上模固定板　7料盤　8凹模　9料盤螺釘　10凹模套　11沉頭螺釘　12凹模壓板　14導柱　15下凸模　16型芯　17下模壓板　18下墊板　20導套　21底座　22裝料調整螺柱　23鎖緊螺母　24型芯壓板　25連接螺釘　26型芯墊板　27下托板　28墊圏　29螺母

在圖1所示結構中，型芯16與型腔(凹模)8通過導桿14及凹模套10、底座21、下托板27連接成一體，通過下缸動作，就能順利完成抽芯。這種拉下式的抽芯脫模結構形式，雖沒有摩擦芯桿的成型優勢，但對結構簡單的環型類產品，還是比較實用可靠。

2 滑塊斜楔機構

粉冶模具中的滑塊斜楔機構類似于注射模和壓鑄模的側向分型與抽芯機構，只是兩者的作用不同，前者是為了解決粉冶產品密度的一致性和沿軸向的不等高尺寸而在裝粉時采用的仿形裝粉法，此時滑塊處于閉合狀態如圖2a所示，在完成壓制時形成坯件高度的各相應尺寸如圖2b所示，需要脫模時，斜楔將軸向移動通過斜面產生徑向移動打開滑塊，相關仿形的部分產生軸向移動而脫模，如圖2c所示。后者是相當于塑件或壓鑄件帶有側凹槽或側向孔(即徑向孔)時，模具就必須帶有側向分型抽芯機構，如圖3所示，這種結構的作用在于開模推出塑(鑄)件之前，必須先把成型塑(鑄)件側向凹槽的模塊或側(徑)向孔的型芯從塑(鑄)件上脫開或抽出，然后塑(鑄)件才能沿軸向(即注塑或壓鑄方向)完成脫模。

1送料器蓋　2上凸模墊板　3外下凸模　4固定板　5上凸模　6凹模　7斜楔　8內下凸模　9滑塊　10脫模板　11還件

1動模板　2限位擋塊　3彈簧　4側抽芯滑塊　5斜導柱　6楔緊塊　7定模板　8定模板座

粉冶模具中的滑塊斜楔機構，其設計要點有3點：(①斜楔滑塊裝配完成后，滑塊滾輪的水平軸線應位于斜楔垂直軸線的外面，一般兩軸線之間有2-3mm的距離，即圖2a中的c=2-3mm，以保證斜楔斜面推動滑塊滾輪時順利打開滑塊；②當壓制完成時，滑塊保證了壓制坯件軸向尺寸的要求后，斜楔斜面與滾輪表面的最小距離h-2-5~如圖2b，以保證壓制時，滑塊在軸向的良好制擋作用；③滑塊在脫模打開時，應保證滑塊的打開距離s大于它在制擋時的壓墊寬度P。一般S-P=2-4mm，即圖2c中的α=(2-4)mm。這樣叫避免脫模時滑塊與滑塊墊座之間的運動干涉。關于圖2中的幾個參數有如下的關系：

R＝c+(φ/2-b)=P+σ=S

其中　R－滑塊滾輪半徑,mm
φ－斜楔直徑,mm
b－在斜楔圓柱外側削去的弓形圓柱的弓高,mm
S－圖中沒有表示出來，它是滑塊向左右打開距離的一半,mm
其它P、a、h見圖示與上面敘述中的文字說明。

3 壓制時的浮動裝置

粉末冶金模具中，為了獲取壓制坯件密度的一致性，往往采用雙向壓制的方法。但日前的各種十粉壓機，還未能完全提供出雙向壓制的動作要求，所以，往往在模架、模具卜通過一定的手段來實現非同口4的雙向壓制。

圖4是用壓力彈簧10和30來實現活動型芯26和凹、摸25在壓制當中的浮動，使得凹模25、活動型芯26獲得上壓力，也就是在承受上壓力的同時也獲得不同大小的下壓力，從而改善其成型相應部位的坯什密度。但是，彈簧浮動效果較差，其原因在于幾件彈簧的彈力很難做到一致，并且各件彈簧的彈力變化不能隨壓制需要而調整，彈簧彈力有限，彈簧易于失效失去彈力。

1 5 24螺母及鎖緊螺母　2下托板　3推桿　4墊鐵　6底座　7中心導套　8下墊板　9限位板　10中心彈簧　11凹模板　12上導套　13凹模壓環　14 28壓力調整螺母　15鎖緊螺母　16上導柱　17上托板　18上墊板　19可調中心柱　20上凸模定位套　21中心桿　22上凸模　23料盤　25凹模　26活動型芯　27下凸模　29中導套　30凹模浮動彈簧　31彈簧柱　32中導柱

圖5是用橡皮彈力來浮動凹模，因為橡皮的壓縮量有限，所以浮動力不大，更容易老化失效而喪失浮動的彈力。

現在較好的浮動裝置是氣壓或液壓，該浮動方式浮動力平穩一致，浮動過程可以控制與調節，㈠浮動力較大。但氣、液壓浮動結構比彈簧、橡皮浮動結構復雜的多。氣壓與液壓浮動對比而言，液壓浮動能力更強，但液壓密封比氣壓密封要求嚴格，若液壓浮動密封不好，容易造成泄露，不但影響浮動能力，也容易造成成型工作環境的污染。至于氣壓與液壓的缸體、管路與控制原理基本相似，圖6就是—全自動干粉壓機中模具的液壓浮動示意圖。

4 有齒輪與螺紋機構

粉末冶金模具由于被壓制的對象足粉體，隨著粉料成分、制粉工藝的變化在成型壓制過程當中，往往需要對不同裝料高度在模具上的裝粉尺寸進行調整。在自動于粉壓制中，通常采用螺紋的旋轉而完成壓制方向尺寸的變化。要達到螺紋的機外調整，需要通過齒輪蝸桿機構來實現。