引言

　　粉末冶金同步器齒轂工藝優(yōu)勢在于能生產(chǎn)最終形狀零件，具有高效率、高精度;同時具備節(jié)材、省能的顯著特點(diǎn)，只要少量切削加工，大大減低生產(chǎn)成本。同時，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，同步器齒轂的形狀也越來越復(fù)要，精度要求越來越高。粉末冶金同步器齒轂的形狀和精度的保證，最主要的就是壓制模具的形狀和精度;生產(chǎn)過程的順暢，取決于壓制模具設(shè)計(jì)的合理性。

　　2 工藝分析

　　1) 如圖1所示為粉末冶金同步器齒轂產(chǎn)品簡圖，此產(chǎn)品為混合動力自動變速箱同步器齒轂，替代進(jìn)口;

　　采用粉末冶金D39原材料，壓制密度7.0g/cm3,燒結(jié)后硬度在HV300以上;外齒齒向公差Fβ0.02;齒形公差Ff0.025;齒距累積公差FP0.072，精度要求高。

產(chǎn)品圖 圖1

　　2) 根據(jù)產(chǎn)品的齒形精度、形狀和技術(shù)性能分析，確定生產(chǎn)工藝流程為壓制、燒結(jié)、精整、機(jī)械加工、淬火、清洗、包裝。

　　3) 粉末壓機(jī)選用和模架選用：先用creo三維軟件建模，查詢齒轂的壓制投影面積為72cm2，壓制毛坯質(zhì)量為430g。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算，壓制齒轂產(chǎn)品需要410T壓力;根據(jù)產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用上三下三模具壓制;故選取500T上三下三模架粉末油壓機(jī)。

　　3 模具設(shè)計(jì)分析

　　1) 粉末冶金齒轂?zāi)＞咴O(shè)計(jì)的工藝參數(shù)包括D39材料的松裝密度、壓坯的回彈率、燒結(jié)收縮率、精整余量和回彈量。同步器齒模設(shè)計(jì)難點(diǎn)是成品齒形精度和尺寸要求高，尺寸公差一般在0.08以內(nèi)，D39材料的松裝密度、壓坯的回彈率、燒結(jié)收縮率、精整余量和回彈量等都會直接影響到壓制模具設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

　　2) 根據(jù)長期的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品圖(圖2)中的三處異形鍵槽，在燒結(jié)后鍵寬會向內(nèi)收縮，預(yù)計(jì)15.2±0.05處收縮量為0.05;芯部高頻淬火后，也會引起鍵槽處收縮，預(yù)計(jì)收縮量為0.03。同時，外齒齒形也會向鍵槽方向變形，變形嚴(yán)重，如果不在壓制模具中加以修正，會引起同步器齒轂外齒精度嚴(yán)重超差，不能與相應(yīng)的同步器齒套配合，必須加以修正;修正方式為在壓制陰模上(外齒齒形)，從鍵槽側(cè)的第四個齒起，沿每個齒法線方向，向外移動0.01。

　　產(chǎn)品圖分析 圖2? ? ? ? 壓制下二沖模具圖分析 圖3

　　3) 在以前生產(chǎn)過程中，如圖1中鍵槽形狀，如按正常壓制模具上三下三制作，壓制陰模配合間隙0.02;在壓制生產(chǎn)過程中，壓制陰模鍵子處(7.2尺寸)開裂，壓制陰模損壞。更改壓制陰模與壓制下二沖鍵槽處配合間隙，如圖3，尺寸R11、R1.8，角度20°處配合間隙改為0.05，其余不變。

　　4 模具材料選擇

　　1) 常規(guī)壓制陰模選擇材質(zhì)為硬質(zhì)合金，耐磨性好，使用壽命長。圖1所示產(chǎn)品，陰模鍵子處為異形鍵槽，易開裂，不能采用硬質(zhì)合金材質(zhì)。選用鋼結(jié)硬質(zhì)合金，與高合金模具鋼相比，具有較高的彈性模量、耐磨性、抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度;與硬質(zhì)合金相比，具有較好的韌性和具有良好的自潤滑性、較低的摩擦系數(shù)、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。

　　2) 芯棒直徑較小，需要中間留出安裝螺孔，同時受產(chǎn)品的擠壓力作用，容易變形。芯棒材料采用硬質(zhì)合金材質(zhì)。

　　3) 上、下外沖外齒齒形復(fù)要，壁厚較薄，應(yīng)選用彈性好的冷作模具鋼，選用材料SLD，熱處理硬度56-58HRC.

　　4) 上、下二沖因?yàn)橛挟愋捂I槽與陰模配合，形狀較復(fù)雜，主要考濾因素為不能在鍵槽處開裂，應(yīng)選用韌性較好的材料。選用材料為CALDIE，熱處理硬度56-58HRC .

　　5) 上、下三沖形形狀沒有特殊，選用材料為SLD，熱處理硬度56-58HRC.

　　5 壓制模具設(shè)計(jì)

　　根據(jù)以上工藝分析、模具設(shè)計(jì)分析、模具材料選擇，制作出粉末冶金同步器齒轂?zāi)＞撸＞呦虏垦b配如圖4所示。壓制陰模具體修正部位見圖5。上、下二沖與陰模配合部位見圖6。

　　模具裝配示意圖 圖4? ? ? ?壓制陰模示意圖 圖5

　　壓制下二沖模具示意圖 圖6? ? ? 粉末冶金同步器齒轂 圖7

　　6 結(jié)束語

　　經(jīng)過使用同步器齒轂壓制模具進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，經(jīng)過齒輪檢測中心檢測，外齒齒向公差、齒形公差、齒距累積公差、同軸度等技術(shù)指標(biāo)，均達(dá)到了產(chǎn)品圖的要求;模具的使用壽命也達(dá)到了預(yù)期的時間。

　　本文通過對異形鍵槽的粉末冶金齒轂生產(chǎn)工藝過程的分析，從模具的選材、模具結(jié)構(gòu)、模具間隙、模具尺寸和以往經(jīng)驗(yàn)等方面，對同步器齒轂壓制模具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使模具具有較高使用壽命;同時，生產(chǎn)出來的同步器齒轂完全達(dá)到了產(chǎn)品圖要求。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，同步器齒轂產(chǎn)品設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，各種類型的同步器齒轂都可能遇到，本文對其他的粉末技術(shù)人員有具有一定的參考價值。