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粉末冶金正时的齿带轮额尔古纳

顺敏机械网 2022-09-03 23:47:56

粉末冶金正时的齿带轮

粉末冶金正时的齿带轮 2011: 【关键词】:粉末冶金;齿带轮【摘要】:论述了汽车用粉末冶金正时齿带轮的结构及性能特点、模具设计要点、材料选择及生产工艺和使用效果。实践证明:其模具结构合理,使用方便可靠,工艺简单。目前该产品已批量生产,质量稳定,替代了进口产品。1 前言粉末冶金作为一种独特的零件制造技术,因其制品少、无切削,成本低,效率高,越来越受到设计和制造人员的重视。特别是近几十年来,汽车工业的飞速发展,带动了铁基粉末冶金行业的快速发展。品种多、产量大、精度高、性能好是粉末冶金汽车零件的特点,使铁基结构件的生产达到了新水平。某公司生产的汽车系引进日本技术制造,我院为其配套生产了多种粉末冶金零件,以实现国产化。发动机上所用曲轴正时齿带轮(以下简称小带轮)和凸轮轴正时齿带轮(以下简称大带轮)就是其中的两种(实际上是两套,大小带轮成套使用。一套所用为方形齿槽,另一套所用为弧形齿槽,其他形状尺寸相近)。经分析,该件属于高精度、高强度、大型复杂的铁基粉末冶金结构件。根据产品结构和性能特点及我院模具制造设备和生产条件,大带轮使用630t四柱液压机上的半自动模架生产,小带轮在100t四柱液压机上使用手动模生产。本文仅就研制过程中模具设计思想、产品性能控制、工艺难点及解决方法、最后达到的结果、取得的经验等进行简要总结。2 零件结构和性能特点齿形应符合日本标准,为“RU”齿形,齿数分别为40和20,齿的单个周节误差均为±0025mm,累积周节误差分别为±013mm和±011mm(90°圆周上),齿向平行度003(对中心孔)。材料和性能应符合日本标准JMPAI-1970SMF4040。2.1 结构特点该大带轮属于高精度、高强度、大型复杂的多平行孔类铁基粉末冶金结构件,重710g,外径120mm,高度24mm,4个异形孔加中心孔。轮辐仅6mm厚,且上下面有多个台阶和凸台,棱角处有微小台阶,尺寸精度和形位精度要求均较高。内孔的圆度、直线度及尺寸公差仅002mm。外圆圆柱度003mm,对中心孔的圆跳动为016mm。轮毂对中心孔的垂直度为005mm。该零件经压制及烧结后变形较大且各方向变化不均匀。在不去除材料(否则影响齿形)的条件下。如何保证外圆的圆柱度、公差及径向跳动量是该零件的最大难度所在。小带轮是典型的多平行孔带齿类零件,重215g,外径60mm,厚20±015mm,10个圆孔加中心孔,棱角处有微小台阶,双面有定时孔,壁厚较均匀,尺寸精度和形位精度要求均较高。内孔的圆度、直线度及尺寸公差002mm。外圆圆柱度0.03mm,且对中心孔的圆跳动量小于0.16mm。两端面对中心孔的垂直度、平行度小于005mm。同样,外圆不能去除材料,既要保证外径又要保证圆柱度及径向跳动量。2.2 性能特点强度、硬度要求高,材质SMF4040,硬度HRB大于50。这就要求配制高性能的铁粉,并压制烧结成较高的密度。密度要求大于66gcm3,实际要大于67gcm3。压制压力,大带轮4000kN(400tf),小带轮1000kN(100tf)。并且装粉要均匀,保证密度均匀。烧结时加碳保护,防止脱碳降低硬度,并严格按工艺烧结。3 模具设计要点大带轮在6300kN(630tf)四柱液压机上用半自动模架压制。粉重710g,容积法装粉,压力4000kN(400tf),双向浮动压制,拉下式脱模。外圆留精整余量,内孔留出磨量。具有上下面台阶、凸台、凹坑、定时孔等,采用车及电火花加工模具,压制成形出来。为解决外圆各方面变形不均匀问题,在模具上预留出反变形量,这一点线切割编程可以实现。烧结后可达到较理想状态,满足后序加工要求。模具单侧配合间隙002~003mm,光洁度0.4 以上,各零件定位、联接要牢固可靠。模冲壁厚较小,不应因联接减小模冲的刚性。关键部位校核抗拉强度。  小带轮暂时用手动模压制。粉重215g,压力1000kN(100tf),双向压制。一次脱模,再次脱芯。外圆、内孔均留出精整余量。上下面的定时孔及小台阶,采用电火花加工模具,压制成形出来。在总结经验,充分考虑铁粉配方、弹性后效、烧结变形等因素的基础上,定出模具各部分尺寸。实践证明:模具结构合理,使用方便可靠。精密进口线切割机床为模具的精确加工提供了有利条件。4 材料与工艺过程原材料的选择及工艺过程的制定对产品的精度、性能有直接重要的影响。应选用强度高、变形小、质量稳定、成本低的配方。材料采用鞍山机械制造公司冶金粉材厂的FSY200·30A一级水雾化铁粉并添加适量铜粉、镍粉、石墨粉、硬脂酸锌粉及适量机油等均匀混合而成,经试验确定了以下配方。  大带轮生产工艺流程为:混粉→压制→烧结→去刺→

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