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，大大延長了產品研制周期，因此，很有必要研制一套系統，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外，還必須包括零件坯體的有關性能參數。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，建立數學模型，用計算機對其進行求解并以適當的方法將結果表示出來。仿真系統的數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，并使用了網格的自適應技術進行網格重劃分。摩擦采用修正的Coulomb摩擦定律。

    2 系統介紹 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，進行運動與成形仿真。分析仿真結束后形成的數據文件還要由系統進行修正與整理并提供給評價系統，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，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仿真； 評價系統模塊。分自動評價和交互式評價)和知識庫三部分，自動評價可根據知識庫中知識、標準和規則對設計方案進行自動評價。交互式評價可根據用戶要求對方案進行評價。知識庫存放有關設計標準、專家知識和規則；

    3 結束語 金屬粉末成形工藝和模具設計評價系統是使用VB語言編成的集成系統，系統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。該系統解決了粉末冶金新產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。