704齿轮的粉末冶金制造
【摘要】本论文的撰写的是根据粉末冶金制作齿轮的特殊固态成形工艺，第一部分是选取一定比例的金属与非金属混合粉末，进行压制成型工艺，使金属非金属混合物粉末在模具型腔中经压力机施压成型，成为脆弱的金属毛坯。第二部分通过烧结工艺，将脆弱毛坯料转移至烧结炉传送带，经由13米烧结炉的多次高温烧结去除制件中的杂质及粘合物制得成品。第三部分整形工艺，是将烧结得到的毛坯料放入模具型腔中，在整形油的润滑作用下加压制件，使制件的尺寸达到一定精度并使得表面在模具挤压作用下光滑。论文主要阐述了齿轮的粉末冶金制作过程，其中主要包括模具的设计工艺及结构、分型面的选定、烧结的主要效果、整形的尺寸精度等方面。随时代发展趋势，模具的使用的普及，快速成型工艺已经成为现代必不可少的技术，此项技术涉及从产品设计到模具的设计直至最终的产品的批量生产，这也是本论文的主要内容。本论文根据给定的资料，通过对原始数据的分析，结合工作实践在老师指导下独立完成。
目录
引言 1
一、粉末冶金工艺背景简介 2
二、704齿轮零件分析 2
三、制定加工工艺路线 2
四、压制工艺分析 3
（一）压制工艺过程 3
（二）分型面的选择 3
（三）开模行程的校核计算分析 5
（四）合模导向机构及工艺分析 7
（五）脱模机构的选择及工艺分析 8
六、烧结工艺 8
（一）烧结工艺介绍 8
（二）烧结工艺注意事项 9
七、整形工艺 9
（一）整形工艺介绍 9
（二）整形生产注意事项 9
八、成品包装 9
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
对于科技水平来说，中国是名副其实的工业大国但不是真正的工业强国，中国的工业生产水平处于起步的发展中，这就使得一些发达国家在工业制造中存在最基础的价格优势。在这科技与价格优势的双重压力下国内的很多企业不堪重负随着潮流淘汰掉。中国的模具行业是一个巨大的挑战。印度、泰国和东欧国家，工业模具发展非常迅速，中国的模具行业中，成本和价格的优势减弱并最终消失。积极引进国外先进模具制造
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
技术，提高高端产品的研发科研能力，对产品的形状外观、产品的性能、模具的结构、模具的寿命等方面进行逐步调整，才能在市场上形成强有力的竞争力，这样模具行业才能稳步发展。随着国民生活水平的提高，汽车已走进普通家庭，面对人口众多的中国，市场去求量不可谓不大，在此背后的潜要求就是汽车的组成元素零部件的大量需求。在零部件的大量需求外形成的强大竞争力下零部件的质量水平要求越来越高，这就要求成型零件的模具设计及制造技术的精湛水平要大幅度提升。在这个生产制造业竞争激烈的时代，不断地追求创新才是这个时代的主题。怎样低成本、低能耗、快速便捷的生产制造出我们需要的零件产品这成为越来越多的人追求研究的一大方向。在此背景下一项项快速成型技术脱颖而出文对汽车单一方面——传统中的齿轮制品的制造工艺过程进行阐述。 一、粉末冶金工艺背景简介
粉末冶金技术是近年才形成的，此项技术是由塑料注塑成型技术拓宽延伸而得到的一项新型粉末冶金成型技术。它的基本工艺过程是：首先是将所需要的金属粉末与特殊的金属有机粘合剂制成粉末混合物，制备后直接注入模腔内经压制机器强压、保压后固化成形，成为强度硬度都极其脆弱的毛坯，取出制件后用物理方法或化学方法去除其中的粘合剂部分获得完整的金属产品，再由烧结工艺得到完整的产品。相比较其他工艺所得的产品具有高强的硬度、极高的精度、优异的性能、良好的兼容性、结构组织均匀、成本低、生产能耗少等特点，其产品广泛应用于机械制造业、化工业、汽车、五金、医用医疗器械、钟表、体育器材、武器研发、航空航天、船舶制造等工业领域。
二、704齿轮零件分析
704齿轮零件三维模型如图21所示，零件图如图22所示，齿数：40，压力角：20。模数：3mm。
图21 三维模型图 图22 零件工程图
三、制定加工工艺路线
就粉末冶金的整个工艺的工序进行整体的目录简介图，见表31。
表31 零件加工工艺路线
工序
工序名称
工序内容
注意事项
设备代号
1
压制
压制工艺是所有工序的开始，也是最重要的一步，一个零件从铁粉到成型只要三步，分别是粉料充填、压制成形、脱模取料。
压制的工作环境是在常温常压下进行，压制出来的生坯一般在5.87.0之间，分子间隙较大，产生碰撞时易碎裂。
CP250B
2
烧结
在1250℃高温烧结脱出粘合剂得到强度和硬度都得到强化的毛坯
在烧结产品出炉时，取料一定要带防烫伤的保护手套，因刚出炉产品温度会在60~~70℃，徒手会烫伤。
SF500A
3
整形
利用模具在整形机强压下得到精确尺寸的成品
压力值有上限，超上限会孙华零件，压力不够达不到整形效果。
SP500A
4
包装
防锈包装工作
四、压制工艺分析
（一）压制工艺过程
压制工艺是所有工序的开始，也是最重要的一步。压制模具简单是由上冲、中模、下冲、芯棒四个部分组成，一个零件从铁粉到成型只要三步，分别是粉料充填、压制成形、脱模取料。压制的工作环境是在常温常压下进行，压制出来的生坯一般在5.87.0之间，分子间隙较大，产生碰撞时易碎裂。
（二）分型面的选择
1.分型位置优缺点分析。如图41平直分型面图.图42倾斜分型面图.图43阶梯分型面图 .图44曲面分型面图.
图41 平直分型面图 图42倾斜分型面图
图43 阶梯分型面图 图44 曲面分型面图
分型面的确定是模具设计中的第一个程序。将模具适当的分成两个或两个以上分离的主要部分，在模具打开时能够无阻碍的取出制件保证制件不受损，成型时又必须紧密接触不留缝隙保证制件的外观尺寸要求，这样的接触表面称为模具的分型面。
根据制件形状对分型面进行划分，可分为：倾斜分型面、平直分型面、曲面分型面、阶梯分型面。平直分型面多用于对称的简单零件，方向都是水平或竖直，结构简单，分型快捷方便。倾斜分型面不对称，结构简单，适用于一些壁厚类简单零件。阶梯分型面相比较相对复杂，适用于形状复杂多倒角类零件。曲面分型面多适用于简单
目录
引言 1
一、粉末冶金工艺背景简介 2
二、704齿轮零件分析 2
三、制定加工工艺路线 2
四、压制工艺分析 3
（一）压制工艺过程 3
（二）分型面的选择 3
（三）开模行程的校核计算分析 5
（四）合模导向机构及工艺分析 7
（五）脱模机构的选择及工艺分析 8
六、烧结工艺 8
（一）烧结工艺介绍 8
（二）烧结工艺注意事项 9
七、整形工艺 9
（一）整形工艺介绍 9
（二）整形生产注意事项 9
八、成品包装 9
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
对于科技水平来说，中国是名副其实的工业大国但不是真正的工业强国，中国的工业生产水平处于起步的发展中，这就使得一些发达国家在工业制造中存在最基础的价格优势。在这科技与价格优势的双重压力下国内的很多企业不堪重负随着潮流淘汰掉。中国的模具行业是一个巨大的挑战。印度、泰国和东欧国家，工业模具发展非常迅速，中国的模具行业中，成本和价格的优势减弱并最终消失。积极引进国外先进模具制造
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技术，提高高端产品的研发科研能力，对产品的形状外观、产品的性能、模具的结构、模具的寿命等方面进行逐步调整，才能在市场上形成强有力的竞争力，这样模具行业才能稳步发展。随着国民生活水平的提高，汽车已走进普通家庭，面对人口众多的中国，市场去求量不可谓不大，在此背后的潜要求就是汽车的组成元素零部件的大量需求。在零部件的大量需求外形成的强大竞争力下零部件的质量水平要求越来越高，这就要求成型零件的模具设计及制造技术的精湛水平要大幅度提升。在这个生产制造业竞争激烈的时代，不断地追求创新才是这个时代的主题。怎样低成本、低能耗、快速便捷的生产制造出我们需要的零件产品这成为越来越多的人追求研究的一大方向。在此背景下一项项快速成型技术脱颖而出文对汽车单一方面——传统中的齿轮制品的制造工艺过程进行阐述。 一、粉末冶金工艺背景简介
粉末冶金技术是近年才形成的，此项技术是由塑料注塑成型技术拓宽延伸而得到的一项新型粉末冶金成型技术。它的基本工艺过程是：首先是将所需要的金属粉末与特殊的金属有机粘合剂制成粉末混合物，制备后直接注入模腔内经压制机器强压、保压后固化成形，成为强度硬度都极其脆弱的毛坯，取出制件后用物理方法或化学方法去除其中的粘合剂部分获得完整的金属产品，再由烧结工艺得到完整的产品。相比较其他工艺所得的产品具有高强的硬度、极高的精度、优异的性能、良好的兼容性、结构组织均匀、成本低、生产能耗少等特点，其产品广泛应用于机械制造业、化工业、汽车、五金、医用医疗器械、钟表、体育器材、武器研发、航空航天、船舶制造等工业领域。
二、704齿轮零件分析
704齿轮零件三维模型如图21所示，零件图如图22所示，齿数：40，压力角：20。模数：3mm。
图21 三维模型图 图22 零件工程图
三、制定加工工艺路线
就粉末冶金的整个工艺的工序进行整体的目录简介图，见表31。
表31 零件加工工艺路线
工序
工序名称
工序内容
注意事项
设备代号
1
压制
压制工艺是所有工序的开始，也是最重要的一步，一个零件从铁粉到成型只要三步，分别是粉料充填、压制成形、脱模取料。
压制的工作环境是在常温常压下进行，压制出来的生坯一般在5.87.0之间，分子间隙较大，产生碰撞时易碎裂。
CP250B
2
烧结
在1250℃高温烧结脱出粘合剂得到强度和硬度都得到强化的毛坯
在烧结产品出炉时，取料一定要带防烫伤的保护手套，因刚出炉产品温度会在60~~70℃，徒手会烫伤。
SF500A
3
整形
利用模具在整形机强压下得到精确尺寸的成品
压力值有上限，超上限会孙华零件，压力不够达不到整形效果。
SP500A
4
包装
防锈包装工作
四、压制工艺分析
（一）压制工艺过程
压制工艺是所有工序的开始，也是最重要的一步。压制模具简单是由上冲、中模、下冲、芯棒四个部分组成，一个零件从铁粉到成型只要三步，分别是粉料充填、压制成形、脱模取料。压制的工作环境是在常温常压下进行，压制出来的生坯一般在5.87.0之间，分子间隙较大，产生碰撞时易碎裂。
（二）分型面的选择
1.分型位置优缺点分析。如图41平直分型面图.图42倾斜分型面图.图43阶梯分型面图 .图44曲面分型面图.
图41 平直分型面图 图42倾斜分型面图
图43 阶梯分型面图 图44 曲面分型面图
分型面的确定是模具设计中的第一个程序。将模具适当的分成两个或两个以上分离的主要部分，在模具打开时能够无阻碍的取出制件保证制件不受损，成型时又必须紧密接触不留缝隙保证制件的外观尺寸要求，这样的接触表面称为模具的分型面。
根据制件形状对分型面进行划分，可分为：倾斜分型面、平直分型面、曲面分型面、阶梯分型面。平直分型面多用于对称的简单零件，方向都是水平或竖直，结构简单，分型快捷方便。倾斜分型面不对称，结构简单，适用于一些壁厚类简单零件。阶梯分型面相比较相对复杂，适用于形状复杂多倒角类零件。曲面分型面多适用于简单
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