硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片成型工序尺寸精度控制

冉龍姣 龔一龍 王力 簡元霞

摘要：闡述影響硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片成型尺寸精度的四方面，討論壓制參數(shù)的計算中的一些注意點并列出參數(shù)計算和修正中的一些公式。

關(guān)鍵詞：硬質(zhì)合金;壓制參數(shù);尺寸精度

前言

對成型工序進行控制和選擇合理的壓制參數(shù)，能控制產(chǎn)品尺寸精度，減少制品燒結(jié)后的機械研磨量，提高經(jīng)濟效益。本文結(jié)合前輩們的研究成果和在實際生產(chǎn)中的經(jīng)驗，對硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片精密壓制工藝做一些較為詳細的闡述和討論。

1.影響壓制成型尺寸精度四方面

影響壓制成型的四個方面是：混合料質(zhì)量、壓制成型工藝、模具和壓機精度。

（1）混合料質(zhì)量：自動壓制采用容積法控制裝料量，混合料裝模特性的穩(wěn)定對壓坯單重的穩(wěn)定至關(guān)重要?；旌狭辖?jīng)球磨、干燥、插篩、制粒而得到。保證顆粒均勻，流動性好，在壓制時順利填充模腔。

（2）壓制成型工藝：壓制成型工藝影響壓制品毛坯精度，工藝設(shè)計上要控制壓坯單重減少波動、選擇適當(dāng)?shù)难b料方式使各部分壓縮比大致相等、選擇適當(dāng)?shù)募訅悍绞绞姑芏确植己侠硪詼p少燒結(jié)毛坯變形。

（3）模具精度：可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片要求模具單邊配合間隙0.015～0.002mm，工作面粗糙度Ra0.2。新模具在投入生產(chǎn)前，需按圖紙對模具進行檢查。合格的模具需進行試壓，其目的有：檢查模具是否合格和確定該套模具的壓制參數(shù)。

（4）壓機精度：壓機精度直接影響產(chǎn)品的壓制精度。TPA類DORST壓機是一種下拉模式凸輪機械自動壓力機，可實現(xiàn)復(fù)合壓制，生產(chǎn)帶孔或多個臺階的制品，是單向壓制較為完善的改進，具有雙向壓制的性質(zhì)。C35160全自動干粉壓力機就屬于這類壓機，它精度高、工作平穩(wěn)、效率高，壓出的產(chǎn)品密度均勻、尺寸準(zhǔn)確。

2.壓制工藝參數(shù)計算

2.1工藝參數(shù)計算必備條件：產(chǎn)品圖紙?zhí)峁┊a(chǎn)品厚度（h）和體積（V）;檢驗部門提供混合料粒料數(shù)據(jù) K料、d0、dm、t、C1。

K料--粒料收縮率;

d0--粉末充填密度（g/cm3）;

dm--致密合金密度（g/cm3）;

t--粉末流動速率（s）

2.2壓制工藝參數(shù)計算

（1）m一壓坯單重 （g）：即單個壓坯重量。據(jù)產(chǎn)品公差計算出三個理論體積（上下偏差體積V上和V下、名義體積V）。按公式（1）計算出產(chǎn)品的三個m試（m上、m名義、m下），試壓燒結(jié)后測其外觀尺寸，檢驗試燒產(chǎn)品性能，選擇外觀尺寸與圖紙最為接近同時性能最好的產(chǎn)品單重作大批量生產(chǎn)的最后單重，如一次試壓試燒不合格，要修正單重再試壓試燒，直到合格。

（1）

m試--產(chǎn)品試壓單重（g）

ρ--粒料密度（g/cm3）

C1--粉末燒結(jié)損失率

（2）h?！獕簤K生坯厚度 （mm）：模具經(jīng)過多次試壓確定實際收縮系數(shù)為K1，壓塊生坯高度計算公式（2）。

（2）

h --產(chǎn)品圖紙厚度（mm）

（3）PV一壓制行程 L（mm）：壓制行程表示壓制產(chǎn)品成型時的位置。對正型刀片影響大， L值調(diào)大，要保證壓塊厚度不變，則產(chǎn)品底部會出現(xiàn)臺面，刃口毛刺小，上沖頭容易頂?shù)侥Ｇ坏男泵娌糠郑瑢?dǎo)致上沖頭損壞;L值調(diào)小，產(chǎn)品的直邊變厚，底部毛刺大，刃口產(chǎn)生容易產(chǎn)生負倒棱。

（4）oB—頂壓行程（mm）：C35160壓機具有頂壓功能，能實現(xiàn)雙向壓制。OB值對壓塊內(nèi)密度分布具有重要影響。合適的OB值能改善產(chǎn)品密度分布.減少產(chǎn)品燒結(jié)變形[1]。OB值通過三個不同的OB值試壓判斷燒結(jié)后的毛坯形狀來確定。鄭愛欽等[2]總結(jié)了對于不帶后角的負性刀片，頂壓行程與燒結(jié)坯的上、下外徑差值呈線性關(guān)系。帶后角的正型刀片，目前還沒有很好的規(guī)律可循，實際生產(chǎn)中仍然是試壓OB值，憑經(jīng)驗調(diào)整。

（5）AB—下拉行程（mm）：下拉行程AB即為脫模距離。它對壓制過程影響不大。

綜上產(chǎn)品單重、厚度和頂壓行程三個參數(shù)值是最為關(guān)鍵的。不同類型的產(chǎn)品有不同的計算方法，壓制參數(shù)經(jīng)計算、試壓和校正后可精確求得。

2.3產(chǎn)品試燒：對尺寸難以控制準(zhǔn)確的產(chǎn)品和新產(chǎn)品，采取產(chǎn)品試燒制度。壓制計算員下達試壓卡片壓制產(chǎn)品樣品。樣品經(jīng)燒結(jié)后送檢。檢測項目有磁力、磁飽和、密度、金相等。檢測合格后即可大批生產(chǎn)。

2.4壓制參數(shù)矯正：粉末壓制中由于難以控制模壁摩擦、填料與壓制深度之間的非恒定比率等因素對壓坯尺寸的影向，毛坯的最終尺寸多少與名義值不同。因此要進行參數(shù)矯正。如產(chǎn)品燒結(jié)后沒有出現(xiàn)明顯的變形，要矯正單重和壓制高度;如產(chǎn)品出現(xiàn)明顯的變形，還要校正定壓行程，其精確值通過試壓確定。

有內(nèi)切圓的刀片矯正公式：

單重修正： ? ? ? （3）

m --單重（g）

d --圖紙內(nèi)切圓直徑（mm）

d1、h1、m1 --試壓燒結(jié)后內(nèi)切圓直徑（mm）、厚度（mm）、單重（g）

厚度修正： ? ? ? ? ? ? ? ?（4）

h2--修正后生坯厚度;d2--生坯內(nèi)切圓無內(nèi)切圓四方體刀片的矯正公式：

單重修正： ? （5）

a、b--產(chǎn)品圖紙長、寬（mm）;

a1、b1--試壓產(chǎn)品燒結(jié)后長、寬（mm）

厚度修正：

（6）

3.結(jié)論

（1）硬質(zhì)合金成型工序壓制參數(shù)的合理選擇直接關(guān)系著產(chǎn)品的質(zhì)量。其中單重、厚度、頂壓行程三個參數(shù)值均為變量最為重要。在生產(chǎn)中要通過試壓試燒來確定。

（2）樣品燒結(jié)后不符合圖紙要求無大變型，修正單重和厚度。有大變形還需調(diào)整頂壓行程。

參考文獻：

[1]徐濤.硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片在成型工序的精度控制[J].硬質(zhì)合金，2000.17（3）：143-146.

[2]鄭愛欽，鄒伶俐等.硬質(zhì)合金刀片壓制工藝的頂壓行程[J].粉末冶金材料科學(xué)與工程，2010.15（6）：625-629

作者簡介：

冉龍姣，女，（（1987-），碩士研究生，主研究方向為刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計。

龔一龍（通信作者），男，（1958-），教授，碩士研究生導(dǎo)師，主研究方向為刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計。