压力机的受力系统

冲压件的变形阻力全部传递到设备的机身上，形成一个封闭的受力系统。压力机运行时，除本身重量对地基产生压力外，无其他压力作用(不考虑传动系统的不平衡对地基的振动造成的压力)。2100433B

根据粉末成形特性，粉末成形压力机一般应满足压制力（上模冲装置）、送料系统（装料机构）、成形和脱出行程、脱出力（下模冲及芯棒动作装置）等因素对没备的要求，模具设计者应了解这些因素（装置），以便确定模具结构。粉末成形压力机的各种基本装置的说明见表4-1。

上模冲动作装置：1.单动作时（单模冲），直接由上工作台传递压力机额定压力，根据成形需要应可调整

加压、成形、后压，保压等动作。2.多动作时（多模冲），可以通过增设的气缸（液压缸），进行驱动多个上冲头，以达到不同形状压胚成形要求。3.在加压过程中，为防止粉末中空气引起的压坯裂纹及变形，应有排除粉末中空气的装置。

装料机构：1.供料系统。一般由储存料仓、输送软管、送料靴及驱动与振动装置组成。2.过量装料机构。可以比正规填充量多填充一些粉末，压制前能够充填到模腔的各个部分。3.欠料装料机构。送料靴加料完毕退后，使阴模略微上升，防止开始加压时模腔内粉末泄漏影响压坯密度。

阴模装置：1.预压装置。用控制器控制阴模正确动作，加上预压以（克服自身重量）阻拦空动。2.保持装置。在加压过程中，上模冲下压时，使阴模在承受规定压力之前不下降（称压坯上下密度调整装置）。3.调节加压装置。上模冲下压时，阴模可作同样下浮动作。当需要时，可令阴模按需比例下降，并同时上，下加压，以保证压坯各部分密度均匀。

下模冲动作装置：1.单模冲时，由下缸传递压力机稳定脱模压力，确保压坯脱模。2.多模冲时，由气缸（或液压缸），斜楔机构来确保压制多台阶面压坯的成形及脱模。

芯棒动作装置：1、通过气缸（或液压缸）来保证芯棒装料后到位（对薄壁件时），以使模腔装粉均匀。2、通过气缸（或液压缸）来保证芯棒浮动，使压坯内部密度均匀。3.通过气缸（或液压缸）来保证脱模时，芯棒后脱（或先脱）以防止压坯裂纹。

对于粉末冶金常用的液压式和机械式压力机，都要考虑压制压力、顶出力、脱模方式、工作台面尺寸、行程、压制方式、装粉、生产效率等诸因素。

1．压制压力

1）在选用专用粉末成形压力机时，必须使压力机的额定压力大于压坯所需要的压制力。一般来说，压制力为压力机额定压力的60%～85%较为合适（特别是对液压式压力机）二若使用额定医力过高的压力机，一方面末充分发挥设备的潜力，另外压力控制的准确性也降低。若使用额定压力过低的压力机，对延长压力机寿命不利。

2）在选用普通可倾压力机时，需要结合压坯的高度来考虑压力机实际能达到的压力．由于常用的机械压力机（冲床）是为冷冲压而设计的，其受力行程小。例如630kN双柱可倾压力机，实际达到的压力P与滑块行程s有关（图1）。所谓630kN是指受力行程在8mm处的实际压力，过早受力时（受力行程大于8mm），则实际压力减小，而粉米冶金压制的受力行程大，开始压制时，所需要的压力很小，随着压制过程的进行，需要的压力急剧上升。在这个过程中，消耗了压力机一定量的动能，因而实际达到的压力要小于图1所示的曲线。压坯越高，实际压力下降得越多。因此，压坯的高度将受到限制。

2．脱出力及下模冲动作装置

（1）脱出力（顶出力）

脱出力是粉末成形压力机的一个重要参数。制造厂在其压力机的技术性能数据中列出额定顶出力（kN）。有些厂家将额定顶出力分成初始顶出力与持续顶出力。初始分离顶出力是将压坯从成形位置顶出一预定距离（通常为0.79～12.7mm）；持续顶出力一般为初始顶出力的25%～50%，以避免压坯脱模时裂纹的产生。压制所需脱出力取决于压坯与模冲、芯棒及阴模型腔侧壁的接触面积、模具材料、模具工作表面的表面粗糙度以及所用润滑剂的种类和数量等因素。

对于高密度、粉料中润滑剂少和侧面积大（如齿轮或高度大）的压坯，尤其要注意脱模力的问题。

（2）下模冲动作装置

1）压制直套类压坯时（单模冲），由下缸机构传递压力机脱模力，确保压坯脱模。

2）压制多台阶面类压坯时，有多个气（油）缸或可增设斜楔机构等，确保压坯的成形和脱模。

3．阴模及芯棒动作装置

对于多功能的粉末成形压力机，还具备多动作的阴模及芯棒动作装置，以满足复杂形状压坯成形及脱模要求。

（1）阴模动作装置

1）预压装置。用控制器控制阴模正确动作，加上预压（克服阴模自身重量）以阻止空动。

2）保持装置。在加压过程中，上模冲下压时，阴模在承受规定压力之前不下降，亦称为压坯上下密度调整装置。制造厂在其压力机的技术性能数据中列出了阴模浮动（挡块）能力（kN）。

3）调节加压装置。调节加压装置适用于压制多台阶面压坯。上模冲下压时，阴模可做同样下浮动作。当需要时，可令阴模按照所需比例下降，并同时上下加压，以保证压坯各部分密度均匀。

（2）芯棒动作装置

1）通过气缸来保证装料时芯棒后到位（对薄壁压件），以使模腔装粉均匀。

2）通过气缸来保证阴模浮动，使压坯（带内台阶面）内部密度均匀。

3）通过气缸来保证压坯脱模时，芯棒后脱（或先脱），以防止压坯产生裂纹。

3．其他因素

（1）生产效率

在保证压坯成形质量的前提下，机械式粉末成形压力机生产效率高，在两种压力机都能压制的情况下，中、小型规格的零件，采用机械式粉末成形压力机更合适。对大型复杂结构零件，采用机械式粉末成形压力机更合适。对要求密度均匀的大型复杂结构零件（各部位不允许有裂纹），宜采用液压式粉末成形压力机。

（2）安全装置

压力机制造厂应提供正规的安全作业规程，并保证压力机操作者在正常使用时不应受到伤害等危险。设备应配有保证人身安全的装置。比如光电感应装置，当压力机正常运行中，一旦操作者不慎将手进入模冲行程，压力机应立即停止，如图2所示。