滚花装配式凸轮轴凸轮粉末冶金锻造及冷温精密锻造研究.doc

滚花装配式凸轮轴凸轮粉末冶金锻造及冷温精密锻造研究 滚花装配式凸轮轴凸轮粉末冶金锻造及冷温精密锻造研究 张驰,陈华,李月英 (1.吉林大学,吉林长春130025;2.长春工业大学,吉林长春130025) 摘要:分析了装配式凸轮轴凸轮的性能要求及设计参数,对粉末冶金锻造及冷温锻造凸轮进行了 材料配比和选择,对粉末冶金凸轮的精密锻造工艺进行了重点研究,探讨了碳素钢的冷温精密锻造成型 工艺.应用该技术生产滚花装配式凸轮轴的凸轮,可以节材,节能,降低成本,提高生产效率及产品精度. 关键词:凸轮;精密锻造;粉末冶金;冷温锻造 中图分类号:TG316文献标志码:A TheResearchofPowderMetallurgyForgingandColdorWarmPreciselyForgingof CamsofKnurlingAssembledCamshaft ZHANGChi,CHENHua.,LIYueying (1.JilinUniversity,Changchun130025,China;2.ChangchunUniversityofTechnology,Changchun130025,China) Abstract:Thispaperanalyzedtheperformancedemandsandthedesignparametersofassembledcamshaftcams,and thenputuptheproportioningandselectiononthematerialfortheP/Mforgingandcoldorwarmforgingcams.Afterthat thispaperresearchedoftheprecisionforgingtechnologyontheP/Mforgingcams,andalsodiscussedtheshapingtechnolo— gyofcoldorwarmprecisionforgingwhichwasusedforcarbonsteels.Itisprovedthatthecamsofassembledcamshaftthat producedbythistechnology,cansavematerialandpower,reducethecost,andincreasetheefficiencyandproductpreci— sion. Keywords:Cam,Preciselyforging,Powdermetallurgy(P/M),Coldorwarmforging 在装配式凸轮轴技术中,连接技术,凸轮制造和 连接设备为三大关键技术.当确定了装配式凸轮轴 连接技术,制定装配工艺及开发研制装配设备的同 时要求确定凸轮的材料和生产制造工艺,否则将影 响装配式凸轮轴的研制开发.凸轮材料可以选择粉 末冶金烧结材料或碳素钢,也可以采用轴承钢作为 凸轮材料.合理选择凸轮制造技术将直接影响装配 式凸轮轴的生产制造,因此,研究凸轮制造技术及工 艺具有重要意义. 在发动机配气机构中,对凸轮轴的各个部位的 性能要求是不同的,由于凸轮受到气门间歇性开启 和周期性冲击载荷,因此要求凸轮表面有耐磨损,耐 胶着,耐点蚀的性能.在选择凸轮材料和设计凸轮 时,必须考虑以下参数:凸轮接触压力,摩擦状况,凸 轮宽度,基圆厚度,气门系统,制造成本,制造方法等 诸多方面. 本文采用精密锻造成形技术生产装配式凸轮轴 的凸轮,材料选用铁基粉末冶金材料和碳素钢,两种 不同的材料其生产工艺也不相同. 1粉末冶金精密锻造凸轮 粉末冶金精密锻造是将粉末冶金工艺和精密锻 造工艺相结合而发展起来的一项颇具竞争力的少, 无切削工艺[1],具有高效,优质,精密,低耗,节能等 优点,是一种制造机械零件的先进技术,因同时具有 粉末冶金和锻造工艺的共同优点已被证实为一种提 高烧结制品密度和强度的有效方法[2].粉末冶金 锻造工艺首先要有适合粉末锻造工艺的材质,铁基 粉末冶金材料因其具有良好的性价比而被广泛应 用.应用铁基粉末冶金材料制造的产品有连杆,齿 轮,轴承等,在整个粉末冶金零件中所占比例高达 56.6. 一 般粉末冶金凸轮锻造过程分为压制,烧结,锻 造3个阶段.在成形制坯前要选择粉末锻造材质. 粉末锻造材质有两大类:一类是喷雾法制成的 预合金钢粉,其特点是合金元素能够充分扩散到基 体中,但目前还不能大量廉价生产.另一类是混合 法制成的混合粉,但是它往往存在合金元素在铁中 扩散不充分,材料成分偏析,冲击值,延伸率低等缺 点.一般来讲合金元素对粉末冶金锻造材料有力学 性能(强度,硬度,延伸率,冲击韧性等),工艺性能 (钢粉的压缩性,成型性,钢的冷热塑性等),热处理 性能等几个方面的影响.由于热锻时烧结体的低塑