CN110576179A - 变速箱链轮粉末冶金加工工艺 - Google Patents

变速箱链轮粉末冶金加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变速箱链轮粉末冶金加工工艺，包括成形、烧结、整形、热处理和机械加工工序，成形工序采用的成形模具包括成形上模和成形下模，整形工序采用的整形模具包括整形上模和整形下模，成形下模包括竖向延伸的成形中芯棒，在成形中芯棒上套设有下三冲，在下三冲上套设有下二冲，在下二冲上套设有下一冲，在下一冲上固套有成形阴模，成形上模包括上二冲和固套在上二冲上的上一冲，整形下模包括整形中芯棒，在整形中芯棒上套设有下冲，整形上模包括上冲。针对应用于变速箱的带有外花键轴的链轮，利用本模具能够一次压制成形，有效提高生产效率；能够对烧结后的链轮进行整形，纠正烧结过程中出现的微小变形，提高产品质量。

Description

变速箱链轮粉末冶金加工工艺
技术领域
本发明属于粉末冶金加工工艺领域，具体涉及一种变速箱链轮粉末冶金加工工艺。
背景技术
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
部分应用于变速箱的链轮具有外花键连接轴，这类外花键轴链轮的外壁同时具有链轮齿和花键齿，采用粉末冶金工艺制造这种类型的链轮时，需要在压制完成后再采用机械加工的方法对生胚加工花键，工序复杂，生产效率低，同时压制成形的生胚经过烧结后，会产生微小变形，影响产品质量。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种变速箱链轮粉末冶金加工工艺，能够将链轮直接加工成形，无需在压制后采用机械加工的方式加工外花键，减少了生产工序，有效提高生产效率，同时能够纠正链轮烧结后的微小变形，提高产品精度。
为此，本发明所采用的技术方案为：一种变速箱链轮粉末冶金加工工艺，包括成形、烧结、整形、热处理和机械加工工序，所述成形工序采用的成形模具包括相互匹配的成形上模和成形下模，所述整形工序采用的整形模具包括相互匹配的整形上模和整形下模，所述成形下模包括竖向延伸的成形中芯棒，在所述成形中芯棒上套设有下三冲，在所述下三冲上套设有下二冲，在所述下二冲上套设有下一冲，在所述下一冲上固套有成形阴模，所述成形阴模、成形中芯棒、下三冲、下二冲和下一冲均能在各自动力的驱动下上下滑动，所述下二冲内壁上设置有与链轮花键吻合的内齿，所述下三冲的外壁上设置有与下二冲相啮合的外齿，所述成形阴模的内壁上设置有与链轮齿形吻合的内齿，在所述下一冲外壁上设置有与成形阴模相啮合的外齿，所述成形上模包括上二冲和固套在上二冲上的上一冲，在所述上二冲中心设置有供成形中芯棒穿入的通孔，在所述上一冲的外壁上设置有与成形阴模相啮合的外齿；
所述整形下模包括整形中芯棒，在所述整形中芯棒上套设有下冲，在所述下冲上套设有整形阴模，所述整形中芯棒、下冲和整形阴模均能在各自动力的驱动下上下滑动，所述整形中芯棒的上端直径由下往上逐渐缩小，所述整形阴模的内壁上设置有与链轮花键吻合的内齿，所述下冲的外壁上设置有与整形阴模相啮合的外齿；所述整形上模包括上冲，所述上冲中心具有供整形中芯棒穿入的竖向通孔。
作为优选，所述成形中芯棒的下端同轴连接有成形中芯棒连接杆，所述成形中芯棒连接杆、下三冲、下二冲和下一冲各自的下端分别连接有第一压垫，所述成形中芯棒连接杆的第一压垫、下三冲的第一压垫、下二冲的第一压垫和下一冲的第一压垫从下到上依次分布，所述下三冲的第一压垫、下二冲的第一压垫、下一冲的第一压垫均呈倒扣的盆状结构，且各自的下端分别连接有环形的第一压圈，所述下三冲的第一压垫的最大直径、下二冲的第一压垫的最大直径、下一冲的第一压垫的最大直径依次增大。采用以上结构，结构布置合理，便于成形中芯棒、下三冲、下二冲、下一冲分别与各自的驱动机构相连，第一压垫为盆状结构，能够减少冲量，使下三冲、下二冲、下一冲受力更为均匀，不易变形。
作为优选，所述成形中芯棒连接杆、下三冲、下二冲、下一冲的下端分别设置有一圈下部直径大于上部直径的“凸”形台阶，所述成形中芯棒连接杆、下三冲、下二冲、下一冲分别通过第一压盖与各自的第一压垫上端相连，各所述第一压盖的中心均设置有对应的下大上小的台阶孔，各所述第一压盖套设在对应的成形中芯棒连接杆、下三冲、下二冲、下一冲的“凸”形台阶上，各所述第一压盖和对应的第一压垫通过螺栓连接。采用以上结构，下三冲、下二冲、下一冲与对应的第一压垫之间连接结构稳定可靠，不易松动脱落，且便于安装拆卸。
作为优选，上二冲和上一冲的上端分别连接有所述第一压垫，所述上二冲和上一冲的第一压垫呈开口向上的盆状结构，且所述上二冲的第一压垫的最大直径小于上一冲的第一压垫的最大直径。便于上二冲和上一冲与驱动机构相连，第一压垫采用盆状结构能够减小冲量，使上二冲和上一冲受力更为均匀，不易变形。
作为优选，所述上二冲和上一冲的上端分别设置有一圈下部直径小于上部直径的“凸”形台阶，上二冲和上一冲分别通过所述第一压盖与各自的第一压垫下端相连，各所述第一压盖的中心均设置有对应的下小上大的台阶孔，各所述第一压盖套设在对应的上二冲、上一冲的“凸”形台阶上，且通过螺栓与对应的第一压垫相连。采用以上结构，上二冲和上一冲与对应的第一压垫之间连接结构稳定可靠，不易松动脱落，且便于安装拆卸。
作为优选，所述整形中芯棒下端同轴连接有整形中芯棒连接杆，所述整形中芯棒连接杆的下端、下冲的下端、上冲的上端分别连接有第二压垫，所述整形中芯棒连接杆的第二压垫下端、下冲的第二压垫下端、上冲的第二压垫上端分别连接有环形的第二压圈。采用以上结构，第二压垫和第二压圈便于整形中芯棒、下冲、上冲分别与对应的驱动机构相连，使整形中芯棒、下冲、上冲受力均匀。
作为优选，所述整形中芯棒中心设置有螺栓沉孔，所述整形中芯棒连接杆的上端设置有与螺栓沉孔匹配的螺纹孔。采用以上结构，便于整形中芯棒与整形中芯棒连接杆的螺纹连接，且连接结构稳定可靠。
作为优选，所述下冲的第二压垫外缘设置有用于与第二压圈相连的倒角，且所述下冲的第二压垫直径大于整形中芯棒连接杆的第二压垫直径。采用以上结构，倒角的设置能够减轻对下冲的冲量，使下冲受力均匀，不易变形；第二压垫直径的变化使结构布置更为合理，便于下冲和整形中芯棒连接杆与各自驱动机构的连接。
作为优选，所述整形中芯棒连接杆、下冲和上冲分别通过第二压盖与对应的第二压垫相连，所述整形中芯棒连接杆的下端和下冲的下端分别设置有上部直径小于下部直径的“凸”形台阶，所述整形中芯棒连接杆的第二压盖和下冲的第二压盖中心分别设置有对应的上小下大的台阶孔，所述上冲的上端设置有上部直径大于下部直径的“凸”形台阶，所述上冲的第二压盖中心设置有对应的上大下小的台阶孔，各所述第二压盖套设在对应的整形中芯棒连接杆、下冲和上冲的“凸”形台阶上，且通过螺栓与对应的第二压垫相连。采用以上结构，第二压盖的台阶孔对对应的整形中芯棒连接杆、下冲和上冲的台阶结构限位，能够有效防止脱落。
本发明的有益效果是：针对应用于变速箱的带有外花键轴的链轮，利用本模具能够一次压制成形，无需后期再采用机械加工的方法对生胚加工花键，减少了工序，节约能源，有效提高生产效率；能够对烧结后的链轮进行整形，纠正烧结过程中出现的微小变形，提高产品质量；整形中芯棒的上端直径由下往上逐渐缩小，便于链轮的放置，并能有效保证链轮放置后的水平度。
附图说明
图1为成形模具的结构示意图；
图2为图1中A部放大图；
图3为图1中B部放大图；
图4为下二冲的俯视图；
图5为下三冲的俯视图；
图6为成形阴模的俯视图；
图7为下一冲的俯视图；
图8为上一冲的俯视图；
图9为整形模具的结构示意图；
图10为整形阴模的结构示意图；
图11为下冲的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：
如图1至图11所示，一种变速箱链轮粉末冶金加工工艺，主要由成形、烧结、整形、热处理和机械加工工序组成，其中成形工序为采用压机将金属粉末在成形模具内一次压制成形，整形工序为采用压机将压制成形的胚体通过整形模具进行整形，纠正烧结过程中出现的微小变形，提高产品质量。
如图1至图8所示，成形工序采用的成形模具包括相互匹配的成形上模和成形下模，成形下模包括竖向延伸的成形中芯棒1，成形中芯棒1的横截面为圆形，在成形中芯棒1上套设有下三冲3，在下三冲3上套设有下二冲4，在下二冲4上套设有下一冲5，在下一冲5上固套有成形阴模6，成形阴模6、成形中芯棒1、下三冲3、下二冲4和下一冲5均能在各自动力的驱动下上下滑动，下三冲3、下二冲4和下一冲5均为圆筒结构，下二冲4内壁上设置有与链轮花键吻合的内齿，压制过程中用于形成链轮的花键齿，下三冲5的外壁上设置有与下二冲4相啮合的外齿，成形阴模6的内壁上设置有与链轮齿形吻合的内齿，压制过程中用于形成链轮的链轮齿，在下一冲5外壁上设置有与成形阴模6相啮合的外齿，成形上模包括上二冲7和固套在上二冲7上的上一冲8，在上二冲7中心设置有供成形中芯棒1穿入的通孔，上一冲8为圆筒结构，在上一冲8的外壁上设置有与成形阴模6相啮合的外齿，参见图1中成形下模的结构示意图，右侧为冲压前成形阴模6、成形中芯棒1、下三冲3、下二冲4和下一冲5的相对位置示意图，左侧为冲压后成形阴模6、成形中芯棒1、下三冲3、下二冲4和下一冲5的相对位置示意图，成形阴模6、成形中芯棒1、下三冲3、下二冲4和下一冲5分别通过油缸驱动，冲压前，先将金属粉末放入成形中芯棒1与下三冲3、下二冲4、下一冲5和成形阴模6之间的空隙内，冲压过程中，上二冲7和上一冲8在冲压机的驱使下向下移动，成形阴模6、成形中芯棒1、下三冲3、下二冲4和下一冲5分别在油缸的驱动下按设定位移移动，完成压制，最后下三冲3、下二冲4和下一冲5在油缸的驱动下向上移动，使压制成形的链轮脱模。
如图1所示，成形中芯棒1的下端同轴连接有成形中芯棒连接杆2，成形中芯棒连接杆2、下三冲3、下二冲4和下一冲5各自的下端分别连接有第一压垫9，且成形中芯棒连接杆2的第一压垫9、下三冲3的第一压垫9、下二冲4的第一压垫9和下一冲5的第一压垫9从下到上依次分布，成形中芯棒连接杆2的第一压垫9为圆柱体结构，下三冲3的第一压垫9、下二冲4的第一压垫9、下一冲5的第一压垫9均呈倒扣的盆状结构，且各自的下端分别连接有环形的第一压圈10，第一压圈10具有一定的变形量，起到缓冲的作用，下三冲3的第一压垫9的最大直径、下二冲4的第一压垫9的最大直径、下一冲5的第一压垫9的最大直径依次增大。
如图1所示，成形中芯棒连接杆2、下三冲3、下二冲4、下一冲5的下端外壁分别设置有一圈下部直径大于上部直径的“凸”形台阶，成形中芯棒连接杆2、下三冲3、下二冲4、下一冲5分别通过第一压盖11与各自的第一压垫9上端相连，各第一压盖11的中心均设置有对应的下大上小的台阶孔，各第一压盖11套设在对应的成形中芯棒连接杆2、下三冲3、下二冲4、下一冲5的“凸”形台阶上，能够有效防止脱落，各第一压盖11和对应的第一压垫9通过螺栓连接。
如图1所示，上二冲7和上一冲8的上端分别连接有第一压垫9，上二冲7和上一冲8的第一压垫9呈开口向上的盆状结构，且上二冲7的第一压垫9的最大直径小于上一冲8的第一压垫9的最大直径。
如图1所示，上二冲7和上一冲8的上端分别设置有一圈下部直径小于上部直径的“凸”形台阶，上二冲7和上一冲8分别通过第一压盖11与各自的第一压垫9下端相连，各第一压盖11的中心均设置有对应的下小上大的台阶孔，各第一压盖11套设在对应的上二冲7、上一冲8的“凸”形台阶上，且通过螺栓与对应的第一压垫9相连。
如图9、图10、图11所示，整形工序采用的整形模具包括相互匹配的整形上模和整形下模，整形下模包括整形中芯棒12，在整形中芯棒12上套设有下冲14，在下冲14上套设有整形阴模19，整形中芯棒12、下冲14和整形阴模19均能在各自动力的驱动下上下滑动，整形中芯棒12的上端直径由下往上逐渐缩小，整形阴模19的内壁上设置有与链轮花键吻合的内齿，下冲14的外壁上设置有与整形阴模19相啮合的外齿；整形上模包括上冲15，上冲15中心具有供整形中芯棒12穿入的竖向通孔。参见图9中整形下模的结构示意图，右侧为整形前整形中芯棒12、整形阴模19和下冲14的位置示意图，左侧为整形中芯棒12、整形阴模19和下冲14的位置示意图，整形前，先将链轮从整形中芯棒12上端套在整形中芯棒12上，同时链轮下部的花键正好嵌入整形阴模19内，然后启动冲压机，上冲15向下移动，进行整形，整形过程中，整形中芯棒12、整形阴模19和下冲14在各自油缸的驱动下按设定的位移从右侧相对位置移动为左侧相对位置，完成整形。
如图9所示，整形中芯棒12下端同轴连接有整形中芯棒连接杆13，整形中芯棒连接杆13便于整形中芯棒12与油缸的连接，整形中芯棒连接杆13的下端、下冲14的下端、上冲15的上端分别连接有第二压垫16，整形中芯棒连接杆13的第二压垫16下端、下冲14的第二压垫16下端、上冲15的第二压垫16上端分别连接有环形的第二压圈17，第二压垫16和第二压圈17的设置便于整形中芯棒连接杆13、下冲14、上冲15与各自油缸的连接，使受力更为均匀，第二压圈17具有一定的变形量，起到缓冲的作用。
如图9所示，整形中芯棒12中心设置有螺栓沉孔12a，整形中芯棒连接杆13的上端设置有与螺栓沉孔12a匹配的螺纹孔，整形中芯棒12和整形中芯棒连接杆13通过螺栓相连，连接结构稳定可靠。
如图9所示，下冲14的第二压垫16外缘设置有用于与第二压圈17相连的倒角，且下冲14的第二压垫16直径大于整形中芯棒连接杆13的第二压垫16直径。
如图9所示，整形中芯棒连接杆13、下冲14和上冲15分别通过第二压盖18与对应的第二压垫16相连，整形中芯棒连接杆13的下端和下冲14的下端分别设置有上部直径小于下部直径的“凸”形台阶，整形中芯棒连接杆13的第二压盖18和下冲14的第二压盖18中心分别设置有对应的上小下大的台阶孔，上冲15的上端设置有上部直径大于下部直径的“凸”形台阶，上冲15的第二压盖18中心设置有对应的上大下小的台阶孔，各第二压盖18套设在对应的整形中芯棒连接杆13、下冲14和上冲15的“凸”形台阶上，能够有效防止脱落，各第二压盖18通过螺栓与对应的第二压垫16相连，连接结构稳定可靠，且便于拆卸和安装。

Claims (9)

1.一种变速箱链轮粉末冶金加工工艺，包括成形、烧结、整形、热处理和机械加工工序，所述成形工序采用的成形模具包括相互匹配的成形上模和成形下模，所述整形工序采用的整形模具包括相互匹配的整形上模和整形下模，其特征在于：所述成形下模包括竖向延伸的成形中芯棒(1)，在所述成形中芯棒(1)上套设有下三冲(3)，在所述下三冲(3)上套设有下二冲(4)，在所述下二冲(4)上套设有下一冲(5)，在所述下一冲(5)上固套有成形阴模(6)，所述成形阴模(6)、成形中芯棒(1)、下三冲(3)、下二冲(4)和下一冲(5)均能在各自动力的驱动下上下滑动，所述下二冲(4)内壁上设置有与链轮花键吻合的内齿，所述下三冲(5)的外壁上设置有与下二冲(4)相啮合的外齿，所述成形阴模(6)的内壁上设置有与链轮齿形吻合的内齿，在所述下一冲(5)外壁上设置有与成形阴模(6)相啮合的外齿，所述成形上模包括上二冲(7)和固套在上二冲(7)上的上一冲(8)，在所述上二冲(7)中心设置有供成形中芯棒(1)穿入的通孔，在所述上一冲(8)的外壁上设置有与成形阴模(6)相啮合的外齿；
所述整形下模包括整形中芯棒(12)，在所述整形中芯棒(12)上套设有下冲(14)，在所述下冲(14)上套设有整形阴模(19)，所述整形中芯棒(12)、下冲(14)和整形阴模(19)均能在各自动力的驱动下上下滑动，所述整形中芯棒(12)的上端直径由下往上逐渐缩小，所述整形阴模(19)的内壁上设置有与链轮花键吻合的内齿，所述下冲(14)的外壁上设置有与整形阴模(19)相啮合的外齿；所述整形上模包括上冲(15)，所述上冲(15)中心具有供整形中芯棒(12)穿入的竖向通孔。
2.根据权利要求1所述的变速箱链轮粉末冶金加工工艺，其特征在于：所述成形中芯棒(1)的下端同轴连接有成形中芯棒连接杆(2)，所述成形中芯棒连接杆(2)、下三冲(3)、下二冲(4)和下一冲(5)各自的下端分别连接有第一压垫(9)，所述成形中芯棒连接杆(2)的第一压垫(9)、下三冲(3)的第一压垫(9)、下二冲(4)的第一压垫(9)和下一冲(5)的第一压垫(9)从下到上依次分布，所述下三冲(3)的第一压垫(9)、下二冲(4)的第一压垫(9)、下一冲(5)的第一压垫(9)均呈倒扣的盆状结构，且各自的下端分别连接有环形的第一压圈(10)，所述下三冲(3)的第一压垫(9)的最大直径、下二冲(4)的第一压垫(9)的最大直径、下一冲(5)的第一压垫(9)的最大直径依次增大。
3.根据权利要求2所述的变速箱链轮粉末冶金加工工艺，其特征在于：所述成形中芯棒连接杆(2)、下三冲(3)、下二冲(4)、下一冲(5)的下端分别设置有一圈下部直径大于上部直径的“凸”形台阶，所述成形中芯棒连接杆(2)、下三冲(3)、下二冲(4)、下一冲(5)分别通过第一压盖(11)与各自的第一压垫(9)上端相连，各所述第一压盖(11)的中心均设置有对应的下大上小的台阶孔，各所述第一压盖(11)套设在对应的成形中芯棒连接杆(2)、下三冲(3)、下二冲(4)、下一冲(5)的“凸”形台阶上，各所述第一压盖(11)和对应的第一压垫(9)通过螺栓连接。
4.根据权利要求3所述的变速箱链轮粉末冶金加工工艺，其特征在于：上二冲(7)和上一冲(8)的上端分别连接有所述第一压垫(9)，所述上二冲(7)和上一冲(8)的第一压垫(9)呈开口向上的盆状结构，且所述上二冲(7)的第一压垫(9)的最大直径小于上一冲(8)的第一压垫(9)的最大直径。
5.根据权利要求4所述的变速箱链轮粉末冶金加工工艺，其特征在于：所述上二冲(7)和上一冲(8)的上端分别设置有一圈下部直径小于上部直径的“凸”形台阶，上二冲(7)和上一冲(8)分别通过所述第一压盖(11)与各自的第一压垫(9)下端相连，各所述第一压盖(11)的中心均设置有对应的下小上大的台阶孔，各所述第一压盖(11)套设在对应的上二冲(7)、上一冲(8)的“凸”形台阶上，且通过螺栓与对应的第一压垫(9)相连。
6.根据权利要求1所述的变速箱链轮粉末冶金加工工艺，其特征在于：所述整形中芯棒(12)下端同轴连接有整形中芯棒连接杆(13)，所述整形中芯棒连接杆(13)的下端、下冲(14)的下端、上冲(15)的上端分别连接有第二压垫(16)，所述整形中芯棒连接杆(13)的第二压垫(16)下端、下冲(14)的第二压垫(16)下端、上冲(15)的第二压垫(16)上端分别连接有环形的第二压圈(17)。
7.根据权利要求6所述的变速箱链轮粉末冶金加工工艺，其特征在于：所述整形中芯棒(12)中心设置有螺栓沉孔(12a)，所述整形中芯棒连接杆(13)的上端设置有与螺栓沉孔(12a)匹配的螺纹孔。
8.根据权利要求6所述的变速箱链轮粉末冶金加工工艺，其特征在于：所述下冲(14)的第二压垫(16)外缘设置有用于与第二压圈(17)相连的倒角，且所述下冲(14)的第二压垫(16)直径大于整形中芯棒连接杆(13)的第二压垫(16)直径。
9.根据权利要求6所述的变速箱链轮粉末冶金加工工艺，其特征在于：所述整形中芯棒连接杆(13)、下冲(14)和上冲(15)分别通过第二压盖(18)与对应的第二压垫(16)相连，所述整形中芯棒连接杆(13)的下端和下冲(14)的下端分别设置有上部直径小于下部直径的“凸”形台阶，所述整形中芯棒连接杆(13)的第二压盖(18)和下冲(14)的第二压盖(18)中心分别设置有对应的上小下大的台阶孔，所述上冲(15)的上端设置有上部直径大于下部直径的“凸”形台阶，所述上冲(15)的第二压盖(18)中心设置有对应的上大下小的台阶孔，各所述第二压盖(18)套设在对应的整形中芯棒连接杆(13)、下冲(14)和上冲(15)的“凸”形台阶上，且通过螺栓与对应的第二压垫(16)相连。
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