分析汽车发动机用机械齿轮零部件的性能及尺寸要求，选用混合铁粉作为原材料，并选择德国LAUFFER2500KN压制机及配套模具完成冲压成型。使用电烧结炉对冲压产品进行烧结处理以提高力学性能，优化的烧结工艺为烘干区温度不超过800摄氏度；烧结区1-4设置为900℃，5-6区设置为1135℃；冷却区水温为25-60℃。选择SP500E整形机及Multical T80整形油，采用全整形的方法，对烧结产品进行整形处理，使其满足成品图纸尺寸及性能要求。生产过程中随机取样，使用高度规或三坐标测量尺寸偏差。使用本文加工工艺生产出的齿轮零件，经外观及性能检验，合格率＞97%。
目 录
引言 1
一、原材料的选择 2
二、汽车发动机用机械齿轮零件的粉末冶金压制工艺分析 3
（一）二维零件图纸分析 3
（二）压制模具的选择 3
（三）压制机床的选择 4
（四）压制后的零件 4
三、粉末冶金烧结工艺 6
（一）烧结原理 6
（二）烧结炉及烧结参数的选择 6
四、粉末冶金整形工艺 8
（一）粉末整形的特点和作用 8
（二）整形零件图纸分析 8
（三）整形设备和模具的选择 8
（四）整形油的选择 10
（五）整形方法的选择 10
（六）机械手的应用 10
（七）整形成品及性能 12
五、检验 13
（一）线上检测 13
（二）质量部检测 14
总 结 16
参考文献 17
致谢 18
引言
齿轮，作为中华民族最古老的发明之一，在2200多年前，已经有了一些最基本的运用。如：四大发明之一的指南针、利用河流进行水磨的水车、里程碑等。到了二十一世纪，齿轮的设计和制造有了更大的进步，被广泛应用于汽车、船舶、军事化大型武器、航天航空和机械设备等多个领域【1】。
随着齿轮的广泛应用，一些问题逐渐暴露出来例如：齿圈径向跳动超差、齿数和齿形不正确、出现吃面缺陷等【2】。解决这些问题，如果利用传统的加工工艺难度很大，费时 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
费材。所以科研人员研发出了新的加工工艺粉末冶金加工方法【1】。
本文将阐述利用粉末冶金方法生产汽车发动机用机械齿轮零件，主要包括以下几方面的内容：
（1）粉末冶金原材料的选择
（2）汽车发动机用机械齿轮零件的粉末冶金压制工艺分析
（3）汽车发动机用机械齿轮零件的粉末冶金烧结工艺分析
（4）汽车发动机用机械齿轮零件的粉末冶金整形工艺分析
（5）汽车发动机用机械齿轮零件的过程检验。
一、原材料的选择
原材料采用混合铁粉，主要由基粉和辅粉组成，如图11所示。


图11铁基粉末
通常基粉生产过程中控制外来异物含量，相对比较纯净，并且采用雾化法生产出球形颗粒形貌，呈现最紧密堆积，对粉末冶金零件的压制成型更好，所以是压制的最好原料。
原材料中还含有少量为辅粉，例如其中的Cu、Ni、Mn质量百分含量为0.5%4%，可以提高加工过程中的淬透性。石墨（碳）含量约为0.2%0.9%，可以在后续加工过程中形成各种微观结构，调控钢的综合性能。
通常粉末冶金零件的特点和机械性能如下【3】：
1、多孔结构。多孔结构是粉末冶金零件的特性之一，对其加工性能有较大的影响，比如许多结构粉末冶金零件的孔隙率达15%20%；过滤装置的粉末冶金零件孔隙率达50%；锻造粉末冶金零件的孔隙率为1%左右。增加材料的孔隙率可以提高零件的隔音性能，但是也给加工带来很大难题，孔隙率导致刀具切削刃容易疲劳，造成磨损加快，甚至出现崩刃。
2、热导率低。粉末冶金材质的孔隙率高会降低粉末冶金零件的热导率，由于切削温度非常高，易导致刀具磨损甚至变形，需要频繁换刀，或者引起零件报废。
3、硬度高。粉末冶金零件热处理后变得更硬、更坚固。它即使测得的宏观硬度在HRC20度左右，构成零件的颗粒硬度可能会高达HRC60度，这些硬度会导致严重的磨损。
二、汽车发动机用机械齿轮零件的粉末冶金压制工艺分析
（一）二维零件图纸分析
二维零件图纸如图21所示，零件总高为21.86±0.06mm，齿高为10.55±0.06mm，外径直径为φ82.71±0.1mm，内径直径分别为φ66.82±0.5mm、φ63.2+0.07 +0.04mm、φ55.82±0.2mm。销由两个半径为R0.15±0.2mm和两个半径为R0.3±0.2mm构成。由局部视图可知，内腔台阶高分别为1.12±0.2mm和13.31±0.056mm，内腔台阶高的图例分别为50∶1和2∶1。该零件的中心销的弧度分别为400。以该零件的上表面为基准А，内壁为基准В。该零件的下端面到基准А的平行度为0.08mm，该零件的左端面到基准В的径向圆跳动为0.08mm。该零件图的其余图例为1∶1【4、8】。后续这些尺寸在生产过程中将通过线上测量和质量部测量核实（如：三坐标测量）。


图21 二维零件图纸
（二）压制模具的选择
模具决定了要加工零件的形状和尺寸精度（如图22所示），主要由上下冲头、中模和芯棒组成。模具材料一般选用高速硬质合金（HRA8794）【5】，使其具有良好的强度、较高的冲击韧性、化学性能稳定、较高的弹性、较低的摩擦系数、寿命长等优点。


图22压制模具
（三）压制机床的选择
压制设备选择CP250I加工机床（如图23所示）。该设备是一台德国LAUFFER压制机，通过液压控制的2500KN压制机，压力范围为35吨/cm2。通过压制设备，金属粉末被压成设计好的形状规格，并具有初步的力学性能。

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