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     金屬粉末成型是粉末冶金最重要過程之一，它是將松散的粉末壓制成具有一定形狀并滿足一定要求的坯體，包括裝粉，壓片機壓制、脫模、推出等工序。其中，對產(chǎn)品質量影響最大的是粉末成型工藝和壓片機模具設計。目前，由于粉末成型工藝和壓片機模具設計主要靠歷史資料、經(jīng)驗和實驗，因而設計結果不具唯一性，設計質量受人為因素影響很大，設計精度不高。同時，新產(chǎn)品在設計階段結束后尚需要實驗對設計進行評價，對于多臺階復雜零件更是如此。這種評價實驗費工費時，大大延長了產(chǎn)品研制周期，因此，很有必要研制一套系統(tǒng)，利用計算機模擬技術對粉末成型工藝和壓片機模具設計進行評價。

    1 關鍵技術

    1.1建立模型和信息交流 為了便于敘述，本文借鑒SDRC公司的有關定義，將研究過程中各模塊共同研究的對象稱為主模型，將各模塊各自的研究對象稱為過程模型。 由于坯體零件的形位公差、材料、技術要求對模具和工藝設計有較大影響，因此，主模型除了應包括模具的結構、形狀、公差、材料、技術要求和壓制方向、各個沖頭速度、各個沖頭行程曲線等工藝參數(shù)外，還必須包括零件坯體的有關性能參數(shù)。同時，隨著分析研究的進行，主模型中還要加進分析過程中得到(各過程模型中輸出)的有用信息。 系統(tǒng)可直接讀人DXF和IGES等格式的幾何信息，粉末成型工藝和其他信息則要按要求進行輸入，這些初始信息并不能直接用于有限元分析和仿真，必須對這些信息進行修正、運算、組合，形成分析模型。分析模型輸出的信息也不能直接用于評價分析，必須對分析模型輸出的信息和主模型中部分信息進行整理、運算、組合，形成評價模型，系統(tǒng)中模型之間相互關系和信息流動。

    1.2運動與成形仿真 運動與成形仿真是根據(jù)由實驗、理論方法所得到的材料本構關系、摩擦定律及有關的力學原理和假定并作必要的簡化，對一個十分復雜問韙進行整體逼近，建立數(shù)學模型，用計算機對其進行求解并以適當?shù)姆椒▽⒔Y果表示出來。仿真系統(tǒng)的數(shù)值分析采用非線性有限元計算方法，在用有限元計算技術對粉末體進行分析時，采用修正的Shima金屬粉末壓制模型，用Lagrange坐標進行描述，并使用了網(wǎng)格的自適應技術進行網(wǎng)格重劃分。摩擦采用修正的Coulomb摩擦定律。

    2 系統(tǒng)介紹 評價活動共分為三個步驟：

    ①初始信息輸入與修正；

    ②運動與成形仿真；

    ③設計評價。使用時，首先輸入幾何、工藝、材料和其他信息，形成一個初始模型，然后對幾何工藝和其他信息進行修正，形成分析模型并提供給運動與成形仿真系統(tǒng)，進行運動與成形仿真。分析仿真結束后形成的數(shù)據(jù)文件還要由系統(tǒng)進行修正與整理并提供給評價系統(tǒng)，對設計方案進行評價，顯示評價結果并提出改進建議，同時，將結果反饋給輸入系統(tǒng)，對設計方案修改、修正后再進行仿真、評價，直到得到滿意的設計方案。 信息輸入與修正模塊。輸入模具、坯體的幾何信息、工藝信息、材料信息及其他信息，并對這些信息進行修正、運算、組合，建立分析模型； 有限元分析與仿真模塊?；谛拚腟hima金屬粉末壓制模型，采用非線性有限元計算方法進行分析，并對成形過程進行動態(tài)仿真； 評價系統(tǒng)模塊。分自動評價和交互式評價)和知識庫三部分，自動評價可根據(jù)知識庫中知識、標準和規(guī)則對設計方案進行自動評價。交互式評價可根據(jù)用戶要求對方案進行評價。知識庫存放有關設計標準、專家知識和規(guī)則；

    3 結束語 金屬粉末成形工藝和模具設計評價系統(tǒng)是使用VB語言編成的集成系統(tǒng)，系統(tǒng)模塊之間通過利用主模型信息生成過程模型進行信息交換，運動與成形仿真是基于非線性有限元的計算分析方法進行，設計的評價利用人工智能技術進行。該系統(tǒng)解決了粉末冶金新產(chǎn)品設計階段結束后尚需要評價實驗的難題，具有較強的實用價值。