粉末冶金高密度斜齿轮模具设计+烧结温度对齿形精度研究

司宗甲 王林

摘要：目前市面上的斜齿轮大部分都是采用钢件加工的方式，但粉末冶金斜齿轮经过多年的发展，也取得了长足的进步。粉末冶金斜齿轮的优点：成本低、生产效率高、少或无切削加工，缺点：斜齿轮齿形精度不高，噪音大。本篇主要介绍传统机械压机斜齿轮模具设计+ 烧结工程对齿形精度研究，影响粉末冶金斜齿轮齿形精度的因素很多，粉末冶金工艺工序很多，每一道工序也有很多参数，大大小小都会影响到斜齿轮齿形精度，因此调整与控制各工程的参数很重要。

关键词：粉末冶金;模具设计;烧结温度

1.    模具设计与实验分析

在粉末冶金零件的制造过程中，成形模具设计是粉末冶金螺旋齿轮制品开发的重点，将直接决定粉末冶金螺旋齿的齿形精度。目前比较常用的齿轮参数设计：变位设计、变模数设计、变模数与压力角设计。

本篇主要是采用变模数设计：变模数设计原理认为在齿轮各加工工序过程中，基圆直径、分度圆直径同齿根圆、齿顶圆直径一样都是按照一定的比率变化，等同于一般标准零件的径向尺寸变化;

1.1  设计

斜齿轮使用的是MPIF FD-0405标准原料，0.3%C成形密度7.2～7.3g/cm3，烧结温度（均值）1120℃、1200℃及1250℃，使用齿形测定仪测量齿形精度。

1.2实验数据

对同一批次产品，采用同样的烧结方式：条件1 （1120℃）、条件2（1200℃）、條件3（1250℃），以上烧结温度都为均值;每一种条件，试验3PCS，测量齿形精度，确认烧结条件对齿形精度的影响

1.3结果分析

通过上述3 种烧结条件试验结果，同一种齿轮产品，相同的成形压制条件下，随着烧结温度的不同，对齿形精度有明显的影响

2.    结论

（1）     烧结温度对齿形精度有显著的影响，我们可以通过调整烧结温度提高粉末冶金齿轮的精度。

（2）     现有技术及工程能力，对于该实验参数的粉末冶金齿轮，齿形精度目前只能提高到JIS4级，影响齿形精度的其它因素有很多，后续可从其它方向进一步提高齿形精度。

参考文献：

[1]   陶希海.粉末冶金齿轮成型阴模设计[J].模具工业，2007.

[2]   李隆辉.粉末冶金齿轮制品精度探讨[J].粉末冶金技术，2005，23（3）.