引言

　　粉末冶金同步器齿毂工艺优势在于能生产最终形状零件，具有高效率、高精度;同时具备节材、省能的显著特点，只要少量切削加工，大大减低生产成本。同时，随着汽车工业的快速发展，同步器齿毂的形状也越来越复要，精度要求越来越高。粉末冶金同步器齿毂的形状和精度的保证，最主要的就是压制模具的形状和精度;生产过程的顺畅，取决于压制模具设计的合理性。

　　2 工艺分析

　　1) 如图1所示为粉末冶金同步器齿毂产品简图，此产品为混合动力自动变速箱同步器齿毂，替代进口;

　　采用粉末冶金D39原材料，压制密度7.0g/cm3,烧结后硬度在HV300以上;外齿齿向公差Fβ0.02;齿形公差Ff0.025;齿距累积公差FP0.072，精度要求高。

产品图 图1

　　2) 根据产品的齿形精度、形状和技术性能分析，确定生产工艺流程为压制、烧结、精整、机械加工、淬火、清洗、包装。

　　3) 粉末压机选用和模架选用：先用creo三维软件建模，查询齿毂的压制投影面积为72cm2，压制毛坯质量为430g。根据经验计算，压制齿毂产品需要410T压力;根据产品形状结构，应采用上三下三模具压制;故选取500T上三下三模架粉末油压机。

　　3 模具设计分析

　　1) 粉末冶金齿毂模具设计的工艺参数包括D39材料的松装密度、压坯的回弹率、烧结收缩率、精整余量和回弹量。同步器齿模设计难点是成品齿形精度和尺寸要求高，尺寸公差一般在0.08以内，D39材料的松装密度、压坯的回弹率、烧结收缩率、精整余量和回弹量等都会直接影响到压制模具设计的准确性。

　　2) 根据长期的生产经验，产品图(图2)中的三处异形键槽，在烧结后键宽会向内收缩，预计15.2±0.05处收缩量为0.05;芯部高频淬火后，也会引起键槽处收缩，预计收缩量为0.03。同时，外齿齿形也会向键槽方向变形，变形严重，如果不在压制模具中加以修正，会引起同步器齿毂外齿精度严重超差，不能与相应的同步器齿套配合，必须加以修正;修正方式为在压制阴模上(外齿齿形)，从键槽侧的第四个齿起，沿每个齿法线方向，向外移动0.01。

　　产品图分析 图2        压制下二冲模具图分析 图3

　　3) 在以前生产过程中，如图1中键槽形状，如按正常压制模具上三下三制作，压制阴模配合间隙0.02;在压制生产过程中，压制阴模键子处(7.2尺寸)开裂，压制阴模损坏。更改压制阴模与压制下二冲键槽处配合间隙，如图3，尺寸R11、R1.8，角度20°处配合间隙改为0.05，其余不变。

　　4 模具材料选择

　　1) 常规压制阴模选择材质为硬质合金，耐磨性好，使用寿命长。图1所示产品，阴模键子处为异形键槽，易开裂，不能采用硬质合金材质。选用钢结硬质合金，与高合金模具钢相比，具有较高的弹性模量、耐磨性、抗压强度和抗弯强度;与硬质合金相比，具有较好的韧性和具有良好的自润滑性、较低的摩擦系数、优良的化学稳定性。

　　2) 芯棒直径较小，需要中间留出安装螺孔，同时受产品的挤压力作用，容易变形。芯棒材料采用硬质合金材质。

　　3) 上、下外冲外齿齿形复要，壁厚较薄，应选用弹性好的冷作模具钢，选用材料SLD，热处理硬度56-58HRC.

　　4) 上、下二冲因为有异形键槽与阴模配合，形状较复杂，主要考滤因素为不能在键槽处开裂，应选用韧性较好的材料。选用材料为CALDIE，热处理硬度56-58HRC .

　　5) 上、下三冲形形状没有特殊，选用材料为SLD，热处理硬度56-58HRC.

　　5 压制模具设计

　　根据以上工艺分析、模具设计分析、模具材料选择，制作出粉末冶金同步器齿毂模具，模具下部装配如图4所示。压制阴模具体修正部位见图5。上、下二冲与阴模配合部位见图6。

　　模具装配示意图 图4       压制阴模示意图 图5

　　压制下二冲模具示意图 图6      粉末冶金同步器齿毂 图7

　　6 结束语

　　经过使用同步器齿毂压制模具进行产品生产，生产出来的产品，经过齿轮检测中心检测，外齿齿向公差、齿形公差、齿距累积公差、同轴度等技术指标，均达到了产品图的要求;模具的使用寿命也达到了预期的时间。

　　本文通过对异形键槽的粉末冶金齿毂生产工艺过程的分析，从模具的选材、模具结构、模具间隙、模具尺寸和以往经验等方面，对同步器齿毂压制模具进行优化设计，使模具具有较高使用寿命;同时，生产出来的同步器齿毂完全达到了产品图要求。随着汽车工业的快速发展，同步器齿毂产品设计越来越复杂，各种类型的同步器齿毂都可能遇到，本文对其他的粉末技术人员有具有一定的参考价值。