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汽車(chē)ABS防抱死齒圈粉末冶金壓制模具設計

ABS齒圈是汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統的重要零件,如何生產(chǎn)出高精度、高質(zhì)量的粉末冶金ABS齒圈是一個(gè)非常重要的課題。本文通過(guò)對大直徑(Φ170)、多齒(80齒)的粉末冶金ABS齒圈生產(chǎn)工藝過(guò)程的分析,從模具的選材、模具結構(多齒分沖,階梯結構)、模具間隙、模具尺寸等方面,對ABS齒圈壓制模具進(jìn)行優(yōu)化設計,使壓制模具具有高使用壽命,產(chǎn)品齒部密度達到圖紙要求,后序的鍍鋅表面也達到了圖紙要求。

1引言

隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展,汽車(chē)安全性日益成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。ABS是己經(jīng)是汽車(chē)上的標配(汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統),ABS齒圈是汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統的重要零件,是整個(gè)系統唯一數據讀取硬件來(lái)源部件。粉末冶金ABS齒圈的優(yōu)勢在于能生產(chǎn)最終形狀零件,具有高效率、高精度;同時(shí)具備節材、省能的顯著(zhù)特點(diǎn),只要少量切削加工,大大減低生產(chǎn)成本。同時(shí),隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展,ABS齒圈的形狀也越來(lái)越復要,直徑、齒形分度和齒數要求越來(lái)越高。粉末冶金ABS齒圈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(guò)程的順暢,取決于壓制模具設計的合理性。

2 工藝分析

1) 如圖1所示為粉末冶金ABS齒圈產(chǎn)品簡(jiǎn)圖。

image.png

2) ABS齒圈內孔公差為0.035,直徑大,內孔與端面垂直度為0.04,要求精度高,整形不能達到產(chǎn)品要求,必須要后序機械加工。由分析確定生產(chǎn)工藝流程為壓制、燒結、精整、機械加工、鍍彩鋅、包裝。

3) 粉末壓機選用和模架選用:先用creo三維軟件建模,查詢(xún)ABS齒圈的壓制投影面積為78cm2,壓制毛坯質(zhì)量為800g。根據經(jīng)驗計算,壓制齒轂產(chǎn)品需要390T壓力;根據產(chǎn)品形狀結構和公司現有粉末壓機的情況,選取500T上二下三模架粉末油壓機。

3 模具設計分析

1) 粉末冶金ABS齒圈模具設計的工藝參數包括材料的松裝密度、壓坯的回彈率、燒結收縮率、精整余量和回彈量等。材料松裝密度可以測量粉材獲得;其它模具設計參數可以用原有的相近的模具,用實(shí)驗的方法獲得準確的相關(guān)參數,用以開(kāi)新模具使用。

2) 本文ABS齒圈齒數為80齒,齒深2.5,齒槽寬為3,總厚為15;背部為斜面圓滑過(guò)渡。

齒部成形可以有兩種方式,一種是齒部做成一個(gè)帶全齒的齒形沖,模具制作簡(jiǎn)單,但估計齒部密度低,同時(shí)脫模困難;另一是齒形分沖,齒形按常規分沖模式(以齒形齒面分沖,做直沖,齒形沖高度過(guò)高),齒形部位沖的高度過(guò)高,做沖的難度太高;第三種是做成階梯結構,此種方式?jīng)_齒部高度可以降低,做沖難度大大降低,但此前粉末冶金模具中沒(méi)有類(lèi)似分沖的先例,外齒沖強度待驗證。一個(gè)沖。

背部為斜面圓滑過(guò)渡,成形可以有兩種方式,一是斜面處分沖,做成兩個(gè)沖,壓制后產(chǎn)品分沖部位會(huì )有接點(diǎn),需后序車(chē)加工;另一種是下面做成一個(gè)沖,斜面做在壓制陰模上,陰模做成帶臺階的,過(guò)渡圓滑,但可能斜面過(guò)大,斜面處產(chǎn)生滑移。

根據以上分析,確定采用兩種壓制模具方式試驗。第一種試驗是齒部做成帶齒的齒形沖,背部為提高齒部密度,在下R角部位分沖;第二種試驗是齒部分沖,做成階梯結構沖,下面做成一個(gè)沖,斜面做在壓制陰模上,陰模做成帶臺階的,過(guò)渡圓滑。

4 模具材料選擇

壓制陰模選擇材質(zhì)為硬質(zhì)合金,耐磨性好,使用壽命長(cháng)。齒形沖選用彈性好的冷作模具鋼,選用材料SLD,熱處理硬度56-58HRC 。背部沖形狀較簡(jiǎn)單,選用DC53材料,熱處理硬度56-58HRC。

5 壓制模具設計

根據以上工藝分析、模具設計分析、模具材料選擇,制作出粉末冶金同步器齒轂模具,模具裝配圖如圖所示。

關(guān)鍵模具圖結構

image.png

6 ABS齒圈試制

用第一種模具壓制,齒部密度低于產(chǎn)品圖要求,背部斜面圓滑過(guò)渡部份有接痕,還需要車(chē)加工才能保證產(chǎn)品要求。后序鍍彩鋅時(shí),齒部鍍鋅層不能防銹,5天時(shí)間就上銹了。

用第二種模具壓制,齒部密度完全達到產(chǎn)品圖要求,外齒沖(做成階梯結構)強度模具強度經(jīng)過(guò)連續3天壓制的考驗,完全能適應批量壓制。背部斜面處無(wú)明顯滑移,可以達到產(chǎn)品外觀(guān)要求。后序鍍彩鋅時(shí),齒部鍍鋅層能防銹,經(jīng)過(guò)48小時(shí)鹽霧實(shí)驗,無(wú)上銹現象。

產(chǎn)品成品圖

粉末冶金大件齒輪.jpg

結束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)優(yōu)化設計的第二種ABS齒圈壓制模具,進(jìn)行ABS齒圈產(chǎn)品生產(chǎn),生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)詳細檢測,齒圈齒部分度、齒部密度、整體密度、鍍鋅表面的鍍層等技術(shù)指標,均達到了產(chǎn)品圖的要求;模具的使用壽命也達到了預期的時(shí)間。

本文通過(guò)對粉末冶金ABS齒圈的生產(chǎn)工藝過(guò)程的分析,從模具的選材、模具結構(多齒分沖,階梯結構)、模具間隙、模具尺寸和以往經(jīng)驗等方面,對ABS齒圈壓制模具進(jìn)行優(yōu)化設計,使模具具有較高使用壽命;同時(shí),產(chǎn)品齒部密度達到圖紙要求,后序的鍍鋅表面也達到了圖紙要求。隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展,ABS齒圈在汽車(chē)的防抱死制動(dòng)系統中成為標配,各種類(lèi)型的ABS齒圈都可能遇到,希望本文對其他的粉末技術(shù)人員有具有一定的參考價(jià)值。


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