发动机曲轴链轮的粉末冶金成型工艺与数控加工

本篇论文主要是研究曲轴链轮的生产流程,从粉末冶金压制成型工艺,再到CNC车加工切割,再到后来的滚齿高频淬火等一系列的曲轴链轮生产过程中的注意事项与主要步骤,着重强调产品的硬度与耐磨性,并且要求产品百分百全检,尺寸要求精度较低但是一定要确保曲轴链轮的产品合格,良品性。
引言 1
一、零件 1
(一)零件简介 1
(二)图形尺寸分析 2
二、曲轴链轮的粉末冶金成型工艺 3
(一)粉末冶金简介 3
(二)曲轴链轮的压制 3
(三)烧结 4
(四)整形 4
三、曲轴链轮的CNC车加工过程及程序 5
四、曲轴链轮的滚齿 8
五、曲轴链轮的高频淬火 10
六、曲轴链轮的终检包装 11
(一)曲轴链轮的检查包装 11
(二)曲轴链轮的分类编号发货 11
总结 12
参考文献 14
谢辞 15
引言
本篇论文主要研究曲轴链轮这个产品如何制作与生产,对于曲轴链轮的加工要求与技术要求做出了一定的声明,曲轴链轮是采用粉末冶金成型技术与数控加工技术相结合下的产品,它主要利用粉末冶金快速成型,做出毛坯件,然后在毛坯件上利用CNC车床在进行割槽,之后经过一系列的后处理做出合格的产品,曲轴链轮首先要在生产前期选择好材料,进行预期的流程规划,然后在进行每道工艺的时候,按照规定的操作方法与生产要求进行生产。
曲轴链轮的主要工艺分为粉末冶金成型工艺与CNC车加工工艺相结合,再加上曲轴链轮的后处理工作,简单的分为三大类,其中产品工艺的流程大概是压制烧结整形车加工高频淬火,尤为重要的就是对于产品的压制,对于曲轴链轮,需要230T(吨)左右的压力去压制毛坯件,上冲与下冲双压上冲大约是160T的压力去双压产品,烧结产品大约用1300°的炉子烧结20分钟,整形机选择合适的压力对产品进行二次整压,CNC车加工时,要选用对的程序号,产品进行测量时发现波动较大时一定要及时改刀补,做首件一定
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要报废,高频淬火时要检查零件的表面清洁度,防止淬火后发现曲轴链轮一系列不良的现象。
本篇论文主要研究发动机零部件曲轴链轮的生产工艺分析、粉末冶金的成型工艺、CNC车加工的加工方法还有曲轴链轮的后处理工作。 一、零件
(一)零件简介
该课题的选材为曲轴链轮是大众途观L发动机内部的一个传动零部件,曲轴链轮上主要是有着四个台阶,上面有俩个台阶分别有2个齿,最底部有48个齿,每层齿轮都有相应的链条相配合,用链条带动齿轮进行传动运动,有一个通孔,方便与发动机中的曲轴进行装夹配合。见图21。

图11曲轴链轮图
(二)图形尺寸分析

图12曲轴链轮图纸
零件图如图23所示,该零件主要由圆柱面、内沟槽、凹槽、齿、台阶、倒角等轮廓组成,零件的大齿外径是84.8mm(0.030/0.020),中齿与顶齿半径18.5mm(0.02/0.025),总高是44.9mm(0.04/0.045),齿间距是8.35mm(0.10/0.10),2个内槽半径为35mm(0.10/0.10),大齿离底部有1.9mm,所有的基准都以大齿底部为基准,粗糙度一般都是3.2,所有的未注倒角是R1.5mm,内通孔半径为R8mm(0.020/0.025),该零件的尺寸未标注完整,只是简单的标注了生产时的测量尺寸,零件的材料是混合材料粉材,需要利用多道工序来共同完成,分别是压制烧结整形CNC车加工高频,这一系列淬火包装发货流程
二、曲轴链轮的粉末冶金成型工艺。
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。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方,二者均属于粉末烧结技术,因此,一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点,这种新型技术已成为解决新材料问题的钥匙,在新材料的发展中起着至关重要的作用。
(一)曲轴链轮的压制
1.备模
曲轴链轮多用于发动机内部,属于高精度零件,用于齿轮链传动,高速度摩擦,在保持其硬度的情况下,还要考虑其耐磨性,所以在选模具这一关很重要,公司一般内部会有模具部专门为本公司打造模具,所以在接到定单之后,公司会根据客户的交货日期来选择给机器备模。
2:选粉材
由于零件的要求,在要求达到合格的要求下,选材尤其重要,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,在要求极其搞得硬度之下,所以我们选用合金材料的IRON powder最早的弥散强化镍基合金是ThO2(2%)强化镍(TDNi)。一般用共沉淀法制得。用湿法制得的还有用Th02强化的NiMo、NiCo、NiCrAl等合金。机械合金化法出现之后,又发展了一系列镍基、铁基和钴基合金。已经使用的有10多种。弥散相一般为ThO2和Y203。表中列出了几个典型的合金。MA754的性质优于ThO2NiCr,已成功地用作喷气发动机叶片。MA956E是以FeCrAl为基的材料,有优越的抗氧化性和抗腐蚀性。MA6000E合金,1000h的断裂应力在800OC以上远优于TDNi和IN792。1100℃时,TDNi和IN792的1000h断裂应力只有20~30MPa,而MA6000E还有160MPa。因此MA6000E是一种好的摩擦抗震材料。要按照一定的比例向粉末里面添加粘合剂,以便于压缩快速成型与金属粉末颗粒间的粘合更加紧密,但是在一定的范围之内是粘合剂与粘合程度成正比,超出一定范围之外,粘合剂就相当于杂质一样影响粉末间的粘合。(压制机器图见11)

图21压制机器图
3:压制曲轴链轮
利用机械手臂,自动向模具里面填充一定剂量的金属粉末,利用大约230~250吨的压力进行上下冲压,将粉末真空压缩,快速成型,形成产品的毛坯,此时曲轴链轮的精度比较低,硬度比较低,很脆,易碎,仅仅利用人力就可以掰碎。压制后的曲轴链轮放在规定的栈板或者是箱子中,并标注工单的FIFO号(每个FIFO约365个曲轴链轮压制成品),运到指定的位置,方便待流转到下一道工序使用。产品见图12。

图22 曲轴链轮压制图
注意事项:因为烧结过程员工与粉材接触频繁,而且机器噪音较大,所以每名sinter必须佩戴曲面口罩跟耳塞来保护自己的人生安全。
(二)烧结
因为压制出来的产品脆性高,易碎,所以要求在指定的温度下进行烧结一定的时间,
提高齿轮的硬度与韧性,但是烧结的时候不可以将曲轴链轮直接放在烧结炉的传送带上,否则曲轴链轮会粘在烧结网上,不仅会影响生产还会对设备安全造成一定的隐患,所以公司里会在烧结产品时配备陶瓷垫圈,机器设备还配备了ABB机械手臂,配备俩位工作人员,一名工人在前面放压制后的曲轴链轮,另外一名工人则在后面收烧结后的曲轴链轮。收完的曲轴链轮必须放在栈板中并垫上纸板,按照规定每个FIFO多少70个/层多少个来摆放5层多几个,放在指定的货架上,待冷却后流转到下一道工序。(烧结机器见图13)

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