CN109465460A - 一种偏心棘轮的制造方法 - Google Patents

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杨建�
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Abstract

一种偏心棘轮的制造方法，包括制造该偏心棘轮的模具，以金属粉末为原料所述模具中压制成型，所述压制的压力为6～7吨，脱模保护压强为0.1～0.2MPa；采用具有超高韧性和高强度的特性的特殊的UNIMAX模具钢，采用特殊的具有超级压制性能的ABC100.30的Fe金属粉末，采用具有明显减小在压制时金属粉末与金属粉末之间、金属粉末与模具表面之间的摩擦力的超级的SUP型润滑剂，在常温下能够一次性压制成型高密度偏心棘轮并达到密度7.35～7.45克每立方厘米。原料配方由C：0.5～0.75％，Cu：0.5～1.2％，Ni：3.25～4.35％，Mo：0.35～0.65％，润滑剂：0.25～0.35％，余量为Fe组成。

Description

一种偏心棘轮的制造方法
技术领域
本发明涉及一种偏心棘轮，具体涉及一种偏心棘轮的制造方法。
背景技术
目前,传统的单向卡滞功能的偏心棘轮的制造方法是分别制作偏心棘轮与拨销，拨销是以不锈钢棒材为原料，经过车加工(车削一端面)－车加工(车削、外圆)－车加工(车削另一端面)－表面处理(去毛刺)－磨外圆等多道工序加工制得机加工拨销，再将制得的机加工拨销一件一件的分别铆接到不带拨销的偏心棘轮上。
采用这种传统方式制造的单向卡滞功能的偏心棘轮，加工工序多，拨销的机加工的不锈钢材料利用率为55％，造成大量的材料资源浪费；致使加工周期长，造成设备、能源、人力资源的极大浪费；且加工质量差，合格率低，尺寸精度一致性差；生产效率低，费时费工费材料费刀具费设备费能源，生产成本高。特别是机加工拨销需要一件一件的分别铆接到不带拨销的铁基粉末冶金偏心棘轮上，制作生产效率极低。所以，提出了一种偏心棘轮的制造方法。
发明内容
一、解决的技术问题
本发明针对现有技术的不足，提出一种完全不需要加工工且生产效率高的偏心棘轮的制造方法，制得的偏心棘轮产品一次成型、减少机加工和铆接工序、大量节约材料、节约设备、减少加工工序、大大降低制造成本、尺寸精度高、生产效率高、合格率高、尺寸精度高、一致性好、使用性能好，使偏心棘轮产品的市场竞争力大大增强。
二、具体技术方案
一种偏心棘轮的制造方法，其关键在于：包括制造该偏心棘轮的模具，以金属粉末为原料所述模具中压制成型，所述压制的压力为6～7吨，脱模保护压强为0.1～0.2MPa；原料由C：0.5～0.75％，Cu：0.5～1.2％，Ni：3.25～4.35％，Mo：0.35～0.65％，润滑剂：0.25～0.35％，余量为Fe组成。
实现原理：本发明的制造工艺流程为：充填→压制→脱模。
作为优选：所述偏心棘轮的制造方法中采用的模具为：包括外侧面设有凸台的阴模、上冲、下一冲、下二冲和芯棒，所述阴模的中部开设有贯穿该阴模的模孔，所述上冲设置在所述阴模上方且该上冲的输出端设置在所述模孔的正上方；所述下一冲穿设在所述模孔内，且该下一冲的上端面低于所述模孔上端面；所述下二冲穿设在所述下一冲内，且该下二冲的上端面低于所述下一冲的上端面；所述芯棒穿设在所述下一冲内，且该芯棒与所述下二冲平行设置，所述芯棒的上端面与所述模孔的上端面齐平；所述上冲内对应开设有用于所述芯棒滑动的通槽；所述模孔的内壁上开设有与偏心棘轮棘齿部分对应的齿槽，通过所述模孔的内壁，下一冲和下二冲的上端面以及芯棒的柱体的外表面在所述阴模中构成用于制造偏心棘轮的模腔；将配制好的金属粉末填充到由阴模的内腔表面、下一冲的上端表面、下二冲的上端表面、芯棒外圆表面所组成的模腔内，通过压制一体成型。
作为优选：所述模具还包括上冲座、下一冲座、下二冲座和芯棒座，所述上冲与所述上冲座连接，所述下一冲、下二冲、芯棒分别与下一冲座、下二冲座、芯棒座连接；采用上述结构，便于本装置能够更加方便的与压机相连接。
作为优选：所述上冲的上部通过上冲压盖与所述上冲座连接，所述下一冲的底部、下二冲的底部、芯棒的底部分别通过下一冲压盖、下二冲压盖、芯棒压盖与所述下一冲座、下二冲座、芯棒座连接；采用上述结构，便于本装置能够更加方便的与压机相连接。
作为优选：压制的偏心棘轮密度：7.35～7.45g/cm3；使得偏心棘轮更为稳定。
作为优选：所述下一冲滑动设置在所述模孔内，且在所述下一冲座上连接有用于带动所述下一冲在所述阴模内上下滑动的第一电机；通过第一电机对下一冲座实现上下滑动，下一冲座带动下一冲上下滑动，有利于加工与脱模，使加工后的偏心棘轮尺寸精度一致，提高了生产效率。
作为优选：所述下二冲滑动设置在所述下一冲内，且在所述下二冲座连接有用于带动所述下二冲在所述下一冲内上下滑动的第二电机；通过第二电机对下二冲座实现上下滑动，下二冲座带动下二冲上下滑动，有利于加工与脱模，使加工后的偏心棘轮尺寸精度一致，提高了生产效率。
作为优选：所述芯棒滑动设置在所述下一冲内，且在所述芯棒座一连接有用于带动所述芯棒在所述下一冲内上下滑动的第三电机；通过第三电机对芯棒座一实现上下滑动，芯棒座一带动芯棒上下滑动，有利于有利于偏心棘轮上主轴孔的形成与脱模，使加工后的偏心棘轮尺寸精度一致，提高了生产效率。
本发明的有益效果为：采用本发明结构，能够实现对带拨销的偏心棘轮一次性压制成型的性能，由于压制高密度偏心棘轮所产生的侧压力非常大，需要下一冲的内表面需要承受一次性压制达到7.35～7.45克每立方厘米的高密度的极大侧压力，采用UNIMAX模具钢具有超高韧性和高强度的特性，使其在压制成型偏心棘轮的拨销部分时，能够承受住非常大的侧压力而不致于破裂，由于金属粉末在受到压制成型的压力会产生较大摩擦阻力和金属粉末自身弹性力，采用ABC100.30的Fe金属粉末使其在成型压制时，在常温下能够一次性压制成型高密度偏心棘轮并达到密度7.35～7.45克每立方厘米，采用SUP型的润滑剂减小了在压制时金属粉末与金属粉末之间、金属粉末与模具表面之间的摩擦力，在同样压力的情况下，使压制成型的密度更高，大大提高了偏心棘轮的致密度，并使已压制成型的偏心棘轮脱模过程中与模具的摩擦力更小，呈现出极佳的在常温下一次成型性能。
附图说明
图1为本发明的模具结构示意图；
图2为本发明的模具装粉前状态结构示意图；
图3为本发明所加工成型的带拨销的偏心棘轮的结构示意图；
图4为图3的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至4所示：一种偏心棘轮的制造方法，由制造该偏心棘轮的模具组成，以金属粉末为原料所述模具中压制成型，所述压制的压力为6～7吨，脱模保护压强为0.1～0.2MPa；原料由C：0.5～0.75％，Cu：0.5～1.2％，Ni：3.25～4.35％，Mo：0.35～0.65％，润滑剂：0.25～0.35％，余量为Fe组成，所述偏心棘轮的制造方法中采用的模具为：包括外侧面设有凸台的阴模1、上冲2、下一冲3、下二冲4和芯棒5，所述阴模1的中部开设有贯穿该阴模1的模孔6，所述上冲2设置在所述阴模1上方且该上冲2的输出端设置在所述模孔6的正上方；所述下一冲3穿设在所述模孔6内，且该下一冲3的上端面低于所述模孔6上端面；所述下二冲4穿设在所述下一冲3内，且该下二冲4的上端面低于所述下一冲3的上端面；所述芯棒5穿设在所述下一冲3内，且该芯棒5与所述下二冲4平行设置，所述芯棒5的上端面与所述模孔6的上端面齐平；所述上冲2内对应开设有用于所述芯棒5滑动的通槽7；所述模孔6的内壁上开设有与偏心棘轮棘齿部分对应的齿槽，通过所述模孔6的内壁，下一冲3和下二冲4的上端面以及芯棒5的柱体的外表面在所述阴模1中构成用于制造偏心棘轮的模腔19，所述模具还包括上冲座8、下一冲座10、下二冲座11和芯棒座12，所述上冲2与所述上冲座8连接，所述下一冲3、下二冲4、芯棒5分别与下一冲座10、下二冲座11、芯棒座12连接，所述上冲2的上部通过上冲压盖14与所述上冲座8连接，所述下一冲3的底部、下二冲4的底部、芯棒5的底部分别通过下一冲压盖16、下二冲压盖17、芯棒压盖18与所述下一冲座10、下二冲座11、芯棒座12连接，压制的偏心棘轮密度：7.35～7.45g/cm3，所述下一冲3的材料采用UNIMAX模具钢，所述Fe粉末采用ABC100.30，所述润滑剂采用SUP；所述下一冲3滑动设置在所述模孔6内，且在所述下一冲座10上连接有用于带动所述下一冲3在所述阴模1内上下滑动的第一气缸；所述下二冲4滑动设置在所述下一冲3内，且在所述下二冲座11连接有用于带动所述下二冲4在所述下一冲3内上下滑动的第二气缸；所述芯棒5滑动设置在所述下一冲3内，且在所述芯棒座一12连接有用于带动所述芯棒5在所述下一冲3内上下滑动的第三气缸。
工作原理：本发明的制造工艺流程为：充填→压制→脱模，将配置好的金属粉末填充到由阴模1的内腔表面、下一冲3的上端表面及齿槽、下二冲4的上端表面、芯棒5的外圆表面所组成的模腔内后，开始压制，上冲2向下运行，压入阴模1的同时，阴模1和下一冲3也随即向下浮动，直到阴模1和下一冲3被挡块挡住，上冲2向下压制到下止点时，将填充到模腔19里的金属粉末压制成偏心棘轮的轮廓形状，在常温下，一次性压制偏心棘轮的密度达到7.35～7.45克每立方厘米，完成压制过程，脱模时，上冲2向上运行，阴模1向下运行，在上冲2向上运行和阴模1向下运行的同时，在已压制成型的偏心棘轮脱出阴模模腔的过程中，给上冲2施加压强为0.1～0.2MPa的保压压强，以保证已压制成型的偏心棘轮不被脱模时摩擦力拉出裂纹，在已压制成型的偏心棘轮的棘齿部分脱出阴模后，下一冲3向下运行，使已压制成型的偏心棘轮的拨销部分脱出下一冲3，上冲2再继续向上运行，完成脱模过程；其中，通过第一气缸对下一冲3座实现上下滑动，下一冲3座带动下一冲3上下滑动，有利于加工与脱模，使加工后的偏心棘轮尺寸精度一致，提高了生产效率；下二冲4座连接有用于带动下二冲4在下一冲3内上下滑动的第二气缸；通过第二气缸对下二冲4座实现上下滑动，下二冲4座带动下二冲4上下滑动，有利于加工与脱模，使加工后的偏心棘轮尺寸精度一致，提高了生产效率；芯棒5座一连接有用于带动芯棒5在下一冲3内上下滑动的第三气缸；通过第三气缸对芯棒5座一实现上下滑动，芯棒5座一带动芯棒5上下滑动，有利于有利于偏心棘轮上主轴孔的形成与脱模，使加工后的偏心棘轮尺寸精度一致，提高了生产效率，由于压制高密度偏心棘轮所产生的侧压力非常大，需要下一冲的内表面需要承受一次性压制达到7.35～7.45克每立方厘米的高密度的极大侧压力，采用UNIMAX模具钢具有超高韧性和高强度的特性，使其在压制成型偏心棘轮的拨销部分时，能够承受住非常大的侧压力而不致于破裂，由于金属粉末在受到压制成型的压力会产生较大摩擦阻力和金属粉末自身弹性力，采用ABC100.30的Fe金属粉末使其在成型压制时，在常温下能够一次性压制成型高密度偏心棘轮并达到密度7.35～7.45克每立方厘米，采用SUP型的润滑剂减小了在压制时金属粉末与金属粉末之间、金属粉末与模具表面之间的摩擦力，在同样压力的情况下，使压制成型的密度更高，大大提高了偏心棘轮的致密度，并使已压制成型的偏心棘轮脱模过程中与模具的摩擦力更小，呈现出极佳的在常温下一次成型性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求限定为准。

Claims (8)

1.一种偏心棘轮的制造方法，其特征在于：包括制造该偏心棘轮的模具，以金属粉末为原料所述模具中压制成型，所述压制的压力为6～7吨，脱模保护压强为0.1～0.2MPa；原料由C：0.5～0.75％，Cu：0.5～1.2％，Ni：3.25～4.35％，Mo：0.35～0.65％，润滑剂：0.25～0.35％，余量为Fe组成。
2.根据权利要求1所述一种偏心棘轮的制造方法，其特征在于：所述模具包括外侧面设有凸台的阴模(1)、上冲(2)、下一冲(3)、下二冲(4)和芯棒(5)，所述阴模(1)的中部开设有贯穿该阴模(1)的模孔(6)，所述上冲(2)设置在所述阴模(1)上方且该上冲(2)的输出端设置在所述模孔(6)的正上方；所述下一冲(3)穿设在所述模孔(6)内，且该下一冲(3)的上端面低于所述模孔(6)上端面；所述下二冲(4)穿设在所述下一冲(3)内，且该下二冲(4)的上端面低于所述下一冲(3)的上端面；所述芯棒(5)穿设在所述下一冲(3)内，且该芯棒(5)与所述下二冲(4)平行设置，所述芯棒(5)的上端面与所述模孔(6)的上端面齐平；所述上冲(2)内对应开设有用于所述芯棒(5)滑动的通槽(7)；所述模孔(6)的内壁上开设有与偏心棘轮棘齿部分对应的齿槽，通过所述模孔(6)的内壁，下一冲(3)和下二冲(4)的上端面以及芯棒(5)的柱体的外表面在所述阴模(1)中构成用于制造偏心棘轮的模腔(19)。
3.根据权利要求2所述一种偏心棘轮的制造方法，其特征在于：所述模具还包括上冲座(8)、下一冲座(10)、下二冲座(11)和芯棒座(12)，所述上冲(2)与所述上冲座(8)连接，所述下一冲(3)、下二冲(4)、芯棒(5)分别与下一冲座(10)、下二冲座(11)、芯棒座(12)连接。
4.根据权利要求3所述一种偏心棘轮的制造方法，其特征在于：所述上冲(2)的上部通过上冲压盖(14)与所述上冲座(8)连接，所述下一冲(3)的底部、下二冲(4)的底部、芯棒(5)的底部分别通过下一冲压盖(16)、下二冲压盖(17)、芯棒压盖(18)与所述下一冲座(10)、下二冲座(11)、芯棒座(12)连接。
5.根据权利要求4所述一种偏心棘轮的制造方法，其特征在于：所述下一冲(3)滑动设置在所述模孔(6)内，且在所述下一冲座(10)上连接有用于带动所述下一冲(3)在所述阴模(1)内上下滑动的第一气缸。
6.根据权利要求5所述一种偏心棘轮的制造方法，其特征在于：所述下二冲(4)滑动设置在所述下一冲(3)内，且在所述下二冲座(11)连接有用于带动所述下二冲(4)在所述下一冲(3)内上下滑动的第二气缸。
7.根据权利要求6所述一种偏心棘轮的制造方法，其特征在于：所述芯棒(5)滑动设置在所述下一冲(3)内，且在所述芯棒座一(12)连接有用于带动所述芯棒(5)在所述下一冲(3)内上下滑动的第三气缸。
8.根据权利要求1所述一种偏心棘轮的制造方法，其特征在于：压制的偏心棘轮密度：7.35～7.45g/cm3。
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