1問題提出粉末冶金成型芯棒是保證制品的內(nèi)孔成形的模具零件，其表面承受較大的壓應(yīng)力，并受到粉末的反復(fù)摩擦，當(dāng)粉末填充不均勻時(shí)，還承受大的彎曲應(yīng)力，因而要求有高的抗變強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性。芯棒大多數(shù)為長(zhǎng)桿件，在壓制和脫模時(shí)，其下部連接部分反復(fù)承受拉、壓應(yīng)力作用，要求有好的性和高的疲勞強(qiáng)度，為此芯棒工作部分要求硬度大于60HRC，其余部分硬度35~45HRC.合金工具鋼有良好的使用性能和加工性能，加之原料充足，成本低廉，因而它是粉末冶金模具運(yùn)用最廣的一類材料，本例所用芯棒材料選用GCr15.在加工芯棒過程中，芯棒的成品率只有10%主要反映在芯棒的尺寸公差及形位公差超差，另外芯棒的使用壽命低。制約了粉末冶金制品的批量生產(chǎn)。
2問題分析2.1芯棒傳統(tǒng)加工工藝下料―熱處理車加工熱處理磨加工―鉗工研磨熱處理：球化退火使碳化物呈粒狀分布，改善切削加工性能，并為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。
車加工：偏面車總長(zhǎng)120mm，兩頭鉆D1mm中心孔、米用一夾一頂?shù)难b夾方式加工，將直徑d3-0.005mm車熱處理：將芯棒緩慢預(yù)熱600快速加熱至830~860t，油淬，150~200t回火。
磨加工：將中心孔研磨好，采用雞心夾頭，兩頂磨外園d研磨量。
鉗工研磨：研磨d3-0.005mm外圓到圖樣要求。
2.2芯棒傳統(tǒng)加工工藝分析在加工過程中，芯棒直徑d3-0.005mm、圓柱度和垂直度很難保證，合格率大約10%.在使用過程中，芯棒容易斷，降低硬度后，又容易磨損或變形，連接部易拉斷，另外壓形制品的內(nèi)外同軸度或外圓跳動(dòng)無法保證，長(zhǎng)期以來一直制約著粉末冶金制品的批量生產(chǎn)。根據(jù)上述現(xiàn)象，仔細(xì)分析，主要有以下幾個(gè)原因。
工難度，尺寸精度及形位公差不易保證。
與模沖配合部分過長(zhǎng)，導(dǎo)致芯棒與模沖的配合精度反而降低，另外臺(tái)階連接處為壓緊連接，因模具的配合間隙及裝粉均勻性的影響，使芯棒在工作過程中，受一定的彎曲應(yīng)力作用，出現(xiàn)較大的變形，導(dǎo)致壓形產(chǎn)品同軸度超差，無法獲得合格的壓坯。
芯棒連接部分容易脆斷，是此處硬度過高所致。
熱處理變形大，臺(tái)階連接處容易出現(xiàn)熱處理裂紋。由于淬火冷卻時(shí)產(chǎn)生的淬火應(yīng)力（組織應(yīng)力及熱應(yīng)力），使芯棒的尺寸、形狀發(fā)生了較大的變化，導(dǎo)致磨削加工無法達(dá)到需要的尺寸精度及形位公差。芯棒的臺(tái)階處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，此處的淬火應(yīng)力更大，當(dāng)超過斷裂強(qiáng)度時(shí)，將形成裂紋。
細(xì)長(zhǎng)芯棒車削和磨削加工時(shí)容易產(chǎn)生變形，尺寸公差及形位公差難以控制，車削加工的成品率大約80%，磨削加工的成品率低于10%. 3采用改進(jìn)方法3.1芯棒改進(jìn)后的加工工藝度，表面粗糙度Ra3.2.平磨：平磨兩端面，保證長(zhǎng)度（120線切割：在GCr15直徑d38mm的材料上線切割為d 3+.3mm的芯棒毛坯。
毛坯磨削成直徑d3+0：015mm長(zhǎng)度（120±0.1）mm芯棒半成品。
起來，焊接后用生石灰保溫8小時(shí)。
精加工：將保溫后的芯棒精車，臺(tái)階外圓d8-.。1、長(zhǎng)度6：mm，打頂針孔。保證d3-.。5mm外圓長(zhǎng)度L，其余外圓磨至d3-01. -0.005mm外圓到圖樣要求。
3.2芯棒改進(jìn)后的加工工藝分析選用直徑d38mm的GCr15棒料直接進(jìn)行熱處理，可以避免細(xì)芯棒因?yàn)闊崽幚硭斐傻谋砻嫜趸c脫碳、冷卻畸變與開裂、軟點(diǎn)等缺陷。
線切割是利用移動(dòng)的金屬絲（鉬絲）作電極對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電腐蝕，實(shí)現(xiàn)切割成型的加工方法，可以解決車加工因芯棒較細(xì)，切削難度較大，各部尺寸不容易保證，零件合格率不足80%的問題。
用無芯磨取代外圓磨。無芯磨采用無心研削法，并不夾住工件的軸心，而施行磨削的方法，可以避免細(xì)芯棒在外圓磨加工時(shí)因裝夾、徑向磨削力作用產(chǎn)生變形，而導(dǎo)致報(bào)廢的情況。
焊接后用生石灰保溫，可以使芯棒緩冷，降低應(yīng)力，同時(shí)使芯棒的連接處硬度適當(dāng)降低，增加性，避免出現(xiàn)芯棒連接處的脆斷。
精加工臺(tái)階尺寸，保證臺(tái)階長(zhǎng)度6-.。1mm，保證芯棒裝配時(shí)，有一定的游動(dòng)量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)心。磨外圓至d3-0.2，使芯棒有合理的配合長(zhǎng)度，保證配合精度。從而模具有很好的安裝精度，保證壓形坯有很好的形位公差。
4結(jié)論通過對(duì)芯棒加工工藝的改進(jìn)，芯棒加工難度大大降低，芯棒加工精度得到保證，芯棒合格率由不足10%提高90%，可以有效的滿足生產(chǎn)線壓制產(chǎn)品時(shí)芯棒的損耗，提高了生產(chǎn)效率。
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