金属粉末成型是粉末冶金最重要过程之一，它是将松散的粉末压制成具有一定形状并满足一定要求的坯体，包括装粉，压片机压制、脱模、推出等工序。其中，对产品质量影响最大的是粉末成型工艺和压片机模具设计。目前，由于粉末成型工艺和压片机模具设计主要靠历史资料、经验和实验，因而设计结果不具唯一性，设计质量受人为因素影响很大，设计精度不高。同时，新产品在设计阶段结束后尚需要实验对设计进行评价，对于多台阶复杂零件更是如此。这种评价实验费工费时，大大延长了产品研制周期，因此，很有必要研制一套系统，利用计算机模拟技术对粉末成型工艺和压片机模具设计进行评价。

    1 关键技术

    1.1建立模型和信息交流 为了便于叙述，本文借鉴SDRC公司的有关定义，将研究过程中各模块共同研究的对象称为主模型，将各模块各自的研究对象称为过程模型。 由于坯体零件的形位公差、材料、技术要求对模具和工艺设计有较大影响，因此，主模型除了应包括模具的结构、形状、公差、材料、技术要求和压制方向、各个冲头速度、各个冲头行程曲线等工艺参数外，还必须包括零件坯体的有关性能参数。同时，随着分析研究的进行，主模型中还要加进分析过程中得到(各过程模型中输出)的有用信息。 系统可直接读人DXF和IGES等格式的几何信息，粉末成型工艺和其他信息则要按要求进行输入，这些初始信息并不能直接用于有限元分析和仿真，必须对这些信息进行修正、运算、组合，形成分析模型。分析模型输出的信息也不能直接用于评价分析，必须对分析模型输出的信息和主模型中部分信息进行整理、运算、组合，形成评价模型，系统中模型之间相互关系和信息流动。

    1.2运动与成形仿真 运动与成形仿真是根据由实验、理论方法所得到的材料本构关系、摩擦定律及有关的力学原理和假定并作必要的简化，对一个十分复杂问韪进行整体逼近，建立数学模型，用计算机对其进行求解并以适当的方法将结果表示出来。仿真系统的数值分析采用非线性有限元计算方法，在用有限元计算技术对粉末体进行分析时，采用修正的Shima金属粉末压制模型，用Lagrange坐标进行描述，并使用了网格的自适应技术进行网格重划分。摩擦采用修正的Coulomb摩擦定律。

    2 系统介绍 评价活动共分为三个步骤：

    ①初始信息输入与修正；

    ②运动与成形仿真；

    ③设计评价。使用时，首先输入几何、工艺、材料和其他信息，形成一个初始模型，然后对几何工艺和其他信息进行修正，形成分析模型并提供给运动与成形仿真系统，进行运动与成形仿真。分析仿真结束后形成的数据文件还要由系统进行修正与整理并提供给评价系统，对设计方案进行评价，显示评价结果并提出改进建议，同时，将结果反馈给输入系统，对设计方案修改、修正后再进行仿真、评价，直到得到满意的设计方案。 信息输入与修正模块。输入模具、坯体的几何信息、工艺信息、材料信息及其他信息，并对这些信息进行修正、运算、组合，建立分析模型； 有限元分析与仿真模块。基于修正的Shima金属粉末压制模型，采用非线性有限元计算方法进行分析，并对成形过程进行动态仿真； 评价系统模块。分自动评价和交互式评价)和知识库三部分，自动评价可根据知识库中知识、标准和规则对设计方案进行自动评价。交互式评价可根据用户要求对方案进行评价。知识库存放有关设计标准、专家知识和规则；

    3 结束语 金属粉末成形工艺和模具设计评价系统是使用VB语言编成的集成系统，系统模块之间通过利用主模型信息生成过程模型进行信息交换，运动与成形仿真是基于非线性有限元的计算分析方法进行，设计的评价利用人工智能技术进行。该系统解决了粉末冶金新产品设计阶段结束后尚需要评价实验的难题，具有较强的实用价值。