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发动机变速箱转子的粉末冶金成型工艺

2021-03-23 13:00编辑: www.jxszl.com景先生毕设
本课题来源本人在米巴(中国)精密制造零部件有限公司的实践成果。论文以发动机变速箱内部零件-转子为分析对象,该产品属于轴传动零部件。本文重点分析转子的成型工艺。从粉末压制成型,到生坯打孔,再到整形等一系列的生产过程中的主要步骤与注意事项。产品着重要求其硬度和耐磨与精度及良品性。
目录
引言 1
一、零件图样分析 2
(一)零件简介 2
(二)零件尺寸分析 2
二、确定产品工艺流程与设备选用 4
(一)确定工艺流程 4
(二)选用设备 4
三、转子的粉末冶金成型工艺 4
(一)转子的压制 4
(二)生坯打孔 5
(三)烧结 6
(四)整形 8
四、不良品的处理 10
五、转子的终检包装 11
(一)转子的检查包装 11
(二)转子的分类编号发货 11
总结 12
参考文献 13
引言
本文主要研究转子产品的成型工艺,对于转子的加工过程中的技术要求和工艺要求做出分析,转子是粉末冶金的产品,属于一次成型工艺,主要是利用模具快速成型,压制出没有油孔的毛坯件,然后在毛坯件上打出油孔,之后经过打孔、烧结、整形使得产品达到客户要求的标准,转子首先要选择合适的原料铁粉,再进行合理的工艺流程规划,要注意的是,要依照公司规定的操作方法去生产。
转子的生产工艺只有粉末冶金成型工艺一种,转子的粉末冶金成型工艺的流程为压制打孔烧结整形。其中第一道工序即压制工序最为重要,因为压制产品合格之后才可以进行下一步的操作。生坯打孔时,需要每隔半个小时测量一次产品,当发现尺寸超出误差范围时就要调整尺寸程序,打孔后的产品一定要仔细检查外观是否有掉粉及裂纹等不良,烧结产品时在烧结区域烧大概二十分钟,整形就是对产品进行第二次的压制,所有的工序所做的首件都要报废。
本篇论文主要研究发动机变速箱零部件转子的粉末冶金的成型工艺分析。一、零件图样分析
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零件简介
该课题写的转子是发动机变速箱内的一个轴传动零部件,转子上周边有四个侧翼,其中有三只是一样的,还有一只大一点的侧翼,产品一周被侧翼分为四个部分,每个部分都有两个油孔,其中大翼上面还有一个尺寸小一点的油孔,便于变速箱内的油的循环流动,产品中间是通孔,便于和传动轴相连接。转子实物零件见图11,图12和图13。
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图11转子零件正 图12转子零件反 图13转子零件侧
(二)零件尺寸分析
零件图如图24所示,转子主要由凸台面、内沟槽、锁孔、油孔、台阶面、倒角等部分共同组成,产品重量为188克,油孔1357到B基准面(正面幅板)高度为1.42(偏差为2正负13丝),油孔2468到B基准面高度为2.87(偏差为正负8丝),孔1至8号与翅膀角度为4.5º。孔9到B基准面高度为0.7(偏差为正负7丝),孔1至8号直径为3.01,孔9的直径为Ø2.51。产品总高为15.95,翅膀平行度为0.025,正面幅板到正面翅膀高度为5.59,幅板到中心高度为5.56,翅膀到中心高度为0.015。所有的基准都以凸台面上表面为基准,表面粗糙度3.2,倒角是R1.5mm,中部通孔的半径是R8mm(偏差为0.020,+0.025),该零件由于生产过程中都是用统一的模具及刀具,所以未标注尺寸,零件需要利用多道工序来共同完成,生产流程是压制生坯打孔烧结
整形浸油流程。
/图14 转子零件图
二、确定产品工艺流程与设备选用
(一)确定工艺流程
根据转子(公司内部代号1.529)的工作性能要求与精度要求,再结合粉末冶金工艺的特性制定工艺流程如下所示:转子压制—生坯打孔—烧结—整形。
其中压制工序包含粉材选择、备模、压制转子整形工序包含转子整形、转子浸油。
(二)选用设备
成型设备:由于产品精度要求及重量要求,采用全自动粉末压机有利于操作及制品的重量密度统一
打孔设备:采用ABB旗下的sigmer打孔设备以保证产品生产效率和油孔的精度。
烧结设备:采用德国网带式烧结炉。
整形设备:采用统一的整形设备
工艺流程图如图21
图1
图21加工工艺流程图
三、转子的粉末冶金成型工艺
(一)转子的压制
1.备模
转子是发动机变速箱内部零件,是高精度零部件,用于保证油的循环和传动,高速摩擦,所以要保证耐磨性。因为第一道压制工序关系到后面工序的尺寸精度,所以,在选用模具这一环节至关重要。
2.选粉材
由于零件硬度和耐磨程度较高,所以选材就显得很重要,这个关乎零件是否能正常使用,还要保证其工作的安全性与实用性,在要求其硬度之下,所以我们选用合金材料的FA289I。
该合金为铁基合金粉。一般用共沉淀法制得。该粉里面包含铁粉,石蜡,润滑油,碳粉及钴,镍等微量元素。其中铁粉碳粉和其他微量元素经过高温烧结之后可以形成硬度及耐磨性达标的合金产品。而润滑油可以保证压制机的模具顺利脱离压制出的产品,不会拉伤产品,因为金属粉末流动性相对于金属液较差所以会加入一定量的石蜡以增加粉末流动性使得各元素能够充分混合均匀。同时还要再原料粉末中加入一定比例的粘合剂,以便能够让金属粉末之间粘合的更为紧密,但是必须要把握好比例,低了效果差,高了便会成为影响粘合的杂质。
3.压制转子
利用机械管道向阴模里面加入同产品重量相同的原料粉末,利用上模下行的压力进行凸凹模冲压,将原料粉末压缩成转子粗坯,形成产品的生坯。压制时候都由上模下压使得产品成型,然后再由阴模上行,将产品顶出来。之后再由机械手将产品夹送到传送带上,由收料人员将其收入栈板中。压制流程图见31
由于粉末真空压缩所以会释放热量,所以刚压制出来的生坯都是热的,且生坯硬度很低,很脆,易碎,稍微碰一下就可能出现缺损后裂纹。所以刚压制出来的转子必须放在规定的栈板中,摆放位置及数量都有统一要求,每层放置78片十层为一个FIFO并标注产品工单号与FIFO号(每个FIFO均为780片压制成品)以防混料,转入下道工序的指定货架。压制产品见图32。
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图31压制成型的基本步骤示意图 图32转子压制图
(二)生坯打孔
生坯打孔就是在压制材的产品上进一步加工打出油孔。由于转子上的油孔均分布在侧壁及侧翼上面,压制机器无法一次成型,所以便需要进一步加工,打出产品所需要的油孔。所以生坯打孔这道工序是转子的粉末冶金工艺上必须要有的一道工序。

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