工业装备技术水平直接决定着制品的产品结构、精度和生产成本.粉末成形设备及模架的落后制约着中国粉末冶金行业的发展.该课题的研究目的是为粉末冶金精密成形压机设计和制造一套先进的控制系统,以及一套结构合理的模架,以便能够加工复杂的高质量粉末冶金零件.分析、吸收国内外先进粉末成形模架的技术优势,设计、制造了一套与粉末冶金精密成形压机相匹配的上二下三台面的粉末成形模架.多台面粉末成形骨架的特点在于模架由模冲、模冲连接座、模板、模板驱动杆、集成油缸、阴模、导柱等组成.模冲经模冲压圈和模冲连接座与模板相连,由模板带动.模冲采用闭环控制,对每个模冲的速度、位移以及压力进行闭环控制,提高运动精度和压制质量.三层下模板分别利用均布的4个模架用油缸驱动,保证模板受力平衡,12个模架用油缸构成集成油缸.两层上模板分别由设备的上缸和滑块的内置油缸驱动.装粉时各模冲的运动,能够使粉末重排,合理安排各个压制面的粉末量;压制时协调各模冲运动,可以保证压制时密度分布的均一性;脱模时合理安排模冲的脱模顺序,可以有效防止脱模后压制口在压制力消失后回弹产生裂缝.设计过程中,不但使用常规的强度和刚度校核的方法,而且利用有限元分析方法,分析了模架的静特性和动特性,求出模架在额定工作状态的最大应力和最大变形,以及模架的固有频率和振型,改变机械结构系统由经验、类比和静成设计方法为动态、优化设计方法.比较国内外相关设备的控制系统,提出粉末冶金精密成形压机控制系统要求:实现模冲位置和压制压力的闭环控制;大屏幕触摸彩显中英文显示操作面板;使用光栅、限位开关进行位置控制;4路温度控制;12路比例阀控制输出,用于控制系统压力及流量;输入、输出及比例伺服阀线路测试功能;所有动作的压力及速度斜坡均可独立调节,确保整机动作平稳;生产过程统计管理功能等.根据所提出的系统要求,最终选定西门子公司S7-100系统,并以此为基础,设计出整套设备的电器原理图.集成油缸驱动多层模板粉末压制成形模板已申请国家发明专利一项.