汽车链轮的粉末冶金加工工艺分析
【摘要】本文选取本人在企业米吧（中国）精密零件有限公司实践过程中的链轮为加工对象，对链轮的加工过程逐步进行加工工艺分析，首先从开始步骤压制开始分析，分析这个压制工艺对产品的作用，以及在生产加工过程中会出现的一系列质量问题，同时压制过的产品测量要求也进行简单的分析，除此之外也涉及到压制机械压制力类型的选择。遂后又对烧结的设备，烧结生产要求，和烧结产品会出现的问题和原因作了简单的概括，对于烧结的生产要求作了详细的介绍，对于烧结链轮质量问题也进行了一一简述，同时大致概括了该问题产生的主要原因。对于整形主要写了它的机械设备系统以及生产过程中会出现的问题及原因，与压制，整形不同的是，对淬火以及回火进行工艺分析时，简单的分析了链轮在经过这两个步骤时的物理化学变化，和回火对于链轮的作用，和经过回火工艺的目的。与此同时也涉及到工艺原理，工艺选择，工艺的要求，等一系列知识。
目录
引言 1
一、链轮图纸分析 2
二、压制工艺 3
（一）压制的定义 3
（二）压制工艺机械设备 3
（三）压制工艺产品工艺问题及其原因 3
（四）压制工艺测量要求 4
（五）压制模架的选择 4
三、烧结工艺 5
（一）烧结的定义 5
（二）烧结设备 5
（三）烧结生产要求 6
（四）烧结产品生产问题及其原因 6
（四）烧结技术参数 7
四、整形工艺 8
（一）整形的机械设备 8
（二）整形工艺的生产问题及其原因 8
（三）整形的尺寸要求 9
（四）整形技术参数 9
五、高频淬火工艺 10
（一）高频淬火的原理 10
（二）高频淬火的机械设备 10
（三）高频淬火的作用和过程 10
（四）高频淬火的方式 10
六、回火工艺 11
（一）回火的原理 11
（二）回火机械设备 11<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
br /> （三）回火的目的 11
总结 12
参考文献 13
致谢 14
引言
链轮是日常生活中比较常见的一种化工产品。其应用较为广泛，主要应用于化工，纺织机械，食品加工，仪表仪器，石油等行业的机械传动。从链轮产品的发展情况来看，目前我国的链轮产品已不能满足国内和国外市场发展的需求，其主要原因为目前国内的链轮生产技术水品相对于外国比较低，同时没有较为先进的生产机械。所以我国就链轮的发展还需要一个漫长的时期。链轮在机械中作用为：在一个不相链接的轴之间传递，变换扭矩、转速，传递功率，并能做到不失转（即不丢速）。链轮的有4种常用的链轮结构，小直径链轮一般做成整体式，中等直径链轮多做成辐板式，为便于搬运、装卡和减重，在辐板上开孔，大直径链轮可做成组合式，同时齿圈与轮芯可用不同材料制造!例如HTI50，HT200，ZG310等材料。链轮的生产方式各种各样，产品种类也较为复杂。本次所所写的生产链轮方式为粉末冶金压制成型，粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末与非金属粉末的混合物作为原料，经过成型和烧结，制造金属材料、复合材料、以及各种类型制品的工艺技术。目前，粉末冶金技术已经被广泛应用于交通，机械，电子，航天，等领域，该技术具备显著节能，省材，性能优异，产品精度高等一系列优点，因此备受工业界的重视。在米吧公司粉末冶金同样备受重视，同时以粉末冶金为生产方式的产品占大部分，而此次加工的链轮就是其中一种。链轮的加工顺序为压制烧结整形高频淬火回火。
（一）链轮图纸分析 我在论文中讨论的链轮是米吧公司为大众（中国长春）有限公司生产，其产品编号为13.503.生产识别号为3012，生产过程中使用的铸造材料为HTI50， 在米吧属于VVT生产线， 其主要用于汽车发动机上，通过齿之间的咬合，转动，来进行力的传递，正时链轮的作用就是当发动机运转时，活塞的行程（上下的运动）气门的开启与关闭（时间）点火的顺序（时间），在“正时”的连接作用下，时刻要保持“同步”运转。汽车发动机工作过程中，在汽缸内不断发生进气、压缩、爆炸、排气四个过程，并且，每个步骤的时机都要与活塞的运动状态和位置相配合，使进气与排气及活塞升降相互协调起来，正时链轮在发动机里面扮演了一个“桥梁”的作用，在曲轴的带动下将力量传递给相应机件。如下图11即为链轮的正面图。
图11链轮503正面图
从图11中我们可以看到链轮是外部由23个齿构成，中心由不完整的中心圆柱加一个矩形连接构成，链轮的作用为，通过齿与齿的咬合，来进行力的传递，减少力的损失。链轮生产测量要求为;
图12 链轮503总图纸 图13链轮503齿部图纸
中心圆柱的工艺要求为(1)直径Ф200±0.021mm, (2)总高为16mm (3)HUB为8mm,(4)齿高为6±005mm，所有测量范围需在产品测量要求范围内，才能达到生产要求。
二、压制工艺
（一）压制的定义
压制工艺是链轮503生产的第一个步骤也是最关键的一个环节，因为它的生产将影响后面的一系列工序。其定义为：将金属粉末通过压制机在模腔内成型的工艺。
（二）压制工艺机械设备
压制设备的选择一般选择压制力为压机额定压力的60%~80%较为合适，则F压机=F总/（0.6~0.8）=109~160T =，而在米吧公司压力机最小的机械为压制140T,简称CP140B，该机械产于日本上泷公司，如图21为压制机正面图
图21压制机正面图
（三）压制工艺产品问题及其原因
压制工艺是对产品质量影响最大的一环，它间接的影响到产品的质量，和下面生产与否。在生产链轮503的过程中主要会产生的质量问题有： 1.产品质量不达标
其主要原因主要有： （1）称重平台有粉尘。 （2）天平校准过程有偏差。 （3）供粉的粉管角度或长度不合适。 （4）模板调节机构磨损断裂或松动。 （5）旋转气缸IPG 参数不准确，以及参数位置不合理。 2.产品总高不在要求生产范围 其主要原因主要有： （1）压制的位置编码器位置显示与实际位置不一致。 （2）机械限位有油污。 3.产品段差 其主要原因有： （1）模板位置的连接件螺丝是否断裂或松动。 （2）模板调节机构磨损断裂或松动。 （3）加粉过程中的移粉速度不合理 。 4.产品在链轮齿部容易产生裂纹 其主要原因有： （1）设备下T反弹，上T动作异常。 （2）自动化夹紧气压不稳定。 （3）保压压力设定出现偏差。 （4）模板0位置设定错误。 5.产品标记面平行度超上限 其主要原因有： （1）模架精度低。 （2）模架上有粉尘。 （3）模架有油污。 6.在齿部或者圆柱形环内容易产生拉伤 其主要原因有： （1）机械手夹伤产品。 （2）气压异常。 （3）自动化托盘器缓冲器磨损。
目录
引言 1
一、链轮图纸分析 2
二、压制工艺 3
（一）压制的定义 3
（二）压制工艺机械设备 3
（三）压制工艺产品工艺问题及其原因 3
（四）压制工艺测量要求 4
（五）压制模架的选择 4
三、烧结工艺 5
（一）烧结的定义 5
（二）烧结设备 5
（三）烧结生产要求 6
（四）烧结产品生产问题及其原因 6
（四）烧结技术参数 7
四、整形工艺 8
（一）整形的机械设备 8
（二）整形工艺的生产问题及其原因 8
（三）整形的尺寸要求 9
（四）整形技术参数 9
五、高频淬火工艺 10
（一）高频淬火的原理 10
（二）高频淬火的机械设备 10
（三）高频淬火的作用和过程 10
（四）高频淬火的方式 10
六、回火工艺 11
（一）回火的原理 11
（二）回火机械设备 11<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
br /> （三）回火的目的 11
总结 12
参考文献 13
致谢 14
引言
链轮是日常生活中比较常见的一种化工产品。其应用较为广泛，主要应用于化工，纺织机械，食品加工，仪表仪器，石油等行业的机械传动。从链轮产品的发展情况来看，目前我国的链轮产品已不能满足国内和国外市场发展的需求，其主要原因为目前国内的链轮生产技术水品相对于外国比较低，同时没有较为先进的生产机械。所以我国就链轮的发展还需要一个漫长的时期。链轮在机械中作用为：在一个不相链接的轴之间传递，变换扭矩、转速，传递功率，并能做到不失转（即不丢速）。链轮的有4种常用的链轮结构，小直径链轮一般做成整体式，中等直径链轮多做成辐板式，为便于搬运、装卡和减重，在辐板上开孔，大直径链轮可做成组合式，同时齿圈与轮芯可用不同材料制造!例如HTI50，HT200，ZG310等材料。链轮的生产方式各种各样，产品种类也较为复杂。本次所所写的生产链轮方式为粉末冶金压制成型，粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末与非金属粉末的混合物作为原料，经过成型和烧结，制造金属材料、复合材料、以及各种类型制品的工艺技术。目前，粉末冶金技术已经被广泛应用于交通，机械，电子，航天，等领域，该技术具备显著节能，省材，性能优异，产品精度高等一系列优点，因此备受工业界的重视。在米吧公司粉末冶金同样备受重视，同时以粉末冶金为生产方式的产品占大部分，而此次加工的链轮就是其中一种。链轮的加工顺序为压制烧结整形高频淬火回火。
（一）链轮图纸分析 我在论文中讨论的链轮是米吧公司为大众（中国长春）有限公司生产，其产品编号为13.503.生产识别号为3012，生产过程中使用的铸造材料为HTI50， 在米吧属于VVT生产线， 其主要用于汽车发动机上，通过齿之间的咬合，转动，来进行力的传递，正时链轮的作用就是当发动机运转时，活塞的行程（上下的运动）气门的开启与关闭（时间）点火的顺序（时间），在“正时”的连接作用下，时刻要保持“同步”运转。汽车发动机工作过程中，在汽缸内不断发生进气、压缩、爆炸、排气四个过程，并且，每个步骤的时机都要与活塞的运动状态和位置相配合，使进气与排气及活塞升降相互协调起来，正时链轮在发动机里面扮演了一个“桥梁”的作用，在曲轴的带动下将力量传递给相应机件。如下图11即为链轮的正面图。
图11链轮503正面图
从图11中我们可以看到链轮是外部由23个齿构成，中心由不完整的中心圆柱加一个矩形连接构成，链轮的作用为，通过齿与齿的咬合，来进行力的传递，减少力的损失。链轮生产测量要求为;
图12 链轮503总图纸 图13链轮503齿部图纸
中心圆柱的工艺要求为(1)直径Ф200±0.021mm, (2)总高为16mm (3)HUB为8mm,(4)齿高为6±005mm，所有测量范围需在产品测量要求范围内，才能达到生产要求。
二、压制工艺
（一）压制的定义
压制工艺是链轮503生产的第一个步骤也是最关键的一个环节，因为它的生产将影响后面的一系列工序。其定义为：将金属粉末通过压制机在模腔内成型的工艺。
（二）压制工艺机械设备
压制设备的选择一般选择压制力为压机额定压力的60%~80%较为合适，则F压机=F总/（0.6~0.8）=109~160T =，而在米吧公司压力机最小的机械为压制140T,简称CP140B，该机械产于日本上泷公司，如图21为压制机正面图
图21压制机正面图
（三）压制工艺产品问题及其原因
压制工艺是对产品质量影响最大的一环，它间接的影响到产品的质量，和下面生产与否。在生产链轮503的过程中主要会产生的质量问题有： 1.产品质量不达标
其主要原因主要有： （1）称重平台有粉尘。 （2）天平校准过程有偏差。 （3）供粉的粉管角度或长度不合适。 （4）模板调节机构磨损断裂或松动。 （5）旋转气缸IPG 参数不准确，以及参数位置不合理。 2.产品总高不在要求生产范围 其主要原因主要有： （1）压制的位置编码器位置显示与实际位置不一致。 （2）机械限位有油污。 3.产品段差 其主要原因有： （1）模板位置的连接件螺丝是否断裂或松动。 （2）模板调节机构磨损断裂或松动。 （3）加粉过程中的移粉速度不合理 。 4.产品在链轮齿部容易产生裂纹 其主要原因有： （1）设备下T反弹，上T动作异常。 （2）自动化夹紧气压不稳定。 （3）保压压力设定出现偏差。 （4）模板0位置设定错误。 5.产品标记面平行度超上限 其主要原因有： （1）模架精度低。 （2）模架上有粉尘。 （3）模架有油污。 6.在齿部或者圆柱形环内容易产生拉伤 其主要原因有： （1）机械手夹伤产品。 （2）气压异常。 （3）自动化托盘器缓冲器磨损。
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