张京，蒋炳炎

（中南大学 机电工程学院，长沙 410083）

0 引言

压制成形是硬质合金刀片生产工艺中一个重要环节，它是将粉末在成型机上压制成具有一定尺寸、形状、密度和强度的待烧压坯体［1］。另外，压制工艺与模具设计对产品尺寸精度的影响最大，目前产品加工工艺和模具设计仍然采用的是比较传统的经验设计法，往往耗时、耗力、耗财地进行重复性设计［2］，通过这样不断试验与改进优化来达到产品的尺寸精度，无疑造成了很大的浪费，拖延了产品设计生产周期。粉末压制成型过程的计算机仿真模拟技术基于有限元法、图形学和塑性力学等技术，对粉末压制过程进行仿真模拟［3］。同时，粉末成形是一个集材料、几何和边界条件的组合非线性过程［4］，Msc.Marc 以其强大的非线性功能模拟出粉末成形过程中应力分布、粉末相对密度分布以及显示粉末颗粒流动规律等，了解压制成形过程中出现的问题以及问题所处的部位，从而做到了早期评价，可优化工艺参数。由于压制工艺参数能改变压坯坯体的密度分布，其密度分布影响毛坯经烧结后的变形趋势。因此，如能通过理论研究完全了解压坯密度变化分布于趋势，这不但能提高产品质量，减少人力物力，同时对工艺技术的改进也具有指导作用。

1 粉末成形过程模拟

1.1 本构模型简述

式中系数q 和b 通过单轴压缩试验和三向压缩试验得到。

1.2 模型建立

图1 压制仿真模型图

1.3 其他仿真条件设置

在求解时，冲头和顶出器施加位移约束，模体施加固定约束的边界条件，由于此压制过程属于冷压成型工艺，所以未考虑温度的影响。……