汽車ABS防抱死齒圈粉末冶金壓制模具設計

ABS齒圈是汽車防抱死制動系統的重要零件，如何生產出高精度、高質量的粉末冶金ABS齒圈是一個非常重要的課題。本文通過對大直徑（Φ170）、多齒（80齒）的粉末冶金ABS齒圈生產工藝過程的分析，從模具的選材、模具結構（多齒分沖，階梯結構）、模具間隙、模具尺寸等方面，對ABS齒圈壓制模具進行優化設計，使壓制模具具有高使用壽命，產品齒部密度達到圖紙要求，后序的鍍鋅表面也達到了圖紙要求。

隨著汽車工業的不斷發展，汽車安全性日益成為人們關注的重點。ABS是己經是汽車上的標配（汽車防抱死制動系統），ABS齒圈是汽車防抱死制動系統的重要零件，是整個系統唯一數據讀取硬件來源部件。粉末冶金ABS齒圈的優勢在于能生產最終形狀零件，具有高效率、高精度；同時具備節材、省能的顯著特點，只要少量切削加工，大大減低生產成本。同時，隨著汽車工業的快速發展，ABS齒圈的形狀也越來越復要，直徑、齒形分度和齒數要求越來越高。粉末冶金ABS齒圈的形狀和精度的保證，最主要的就是壓制模具的形狀和精度；生產過程的順暢，取決于壓制模具設計的合理性。

1) 如圖1所示為粉末冶金ABS齒圈產品簡圖。

2) ABS齒圈內孔公差為0.035，直徑大，內孔與端面垂直度為0.04，要求精度高，整形不能達到產品要求，必須要后序機械加工。由分析確定生產工藝流程為壓制、燒結、精整、機械加工、鍍彩鋅、包裝。

3) 粉末壓機選用和模架選用：先用creo三維軟件建模，查詢ABS齒圈的壓制投影面積為78cm2，壓制毛坯質量為800g。根據經驗計算，壓制齒轂產品需要390T壓力；根據產品形狀結構和公司現有粉末壓機的情況，選取500T上二下三模架粉末油壓機。

1) 粉末冶金ABS齒圈模具設計的工藝參數包括材料的松裝密度、壓坯的回彈率、燒結收縮率、精整余量和回彈量等。材料松裝密度可以測量粉材獲得；其它模具設計參數可以用原有的相近的模具，用實驗的方法獲得準確的相關參數，用以開新模具使用。

2) 本文ABS齒圈齒數為80齒，齒深2.5，齒槽寬為3，總厚為15；背部為斜面圓滑過渡。

齒部成形可以有兩種方式，一種是齒部做成一個帶全齒的齒形沖，模具制作簡單，但估計齒部密度低，同時脫模困難；另一是齒形分沖，齒形按常規分沖模式（以齒形齒面分沖，做直沖，齒形沖高度過高），齒形部位沖的高度過高，做沖的難度太高；第三種是做成階梯結構，此種方式沖齒部高度可以降低，做沖難度大大降低，但此前粉末冶金模具中沒有類似分沖的先例，外齒沖強度待驗證。一個沖。

背部為斜面圓滑過渡，成形可以有兩種方式，一是斜面處分沖，做成兩個沖，壓制后產品分沖部位會有接點，需后序車加工；另一種是下面做成一個沖，斜面做在壓制陰模上，陰模做成帶臺階的，過渡圓滑，但可能斜面過大，斜面處產生滑移。

根據以上分析，確定采用兩種壓制模具方式試驗。第一種試驗是齒部做成帶齒的齒形沖，背部為提高齒部密度，在下R角部位分沖；第二種試驗是齒部分沖，做成階梯結構沖，下面做成一個沖，斜面做在壓制陰模上，陰模做成帶臺階的，過渡圓滑。

壓制陰模選擇材質為硬質合金，耐磨性好，使用壽命長。齒形沖選用彈性好的冷作模具鋼，選用材料SLD，熱處理硬度56-58HRC 。背部沖形狀較簡單，選用DC53材料，熱處理硬度56-58HRC。

根據以上工藝分析、模具設計分析、模具材料選擇，制作出粉末冶金同步器齒轂模具，模具裝配圖如圖所示。

關鍵模具圖結構

用第一種模具壓制，齒部密度低于產品圖要求，背部斜面圓滑過渡部份有接痕，還需要車加工才能保證產品要求。后序鍍彩鋅時，齒部鍍鋅層不能防銹，5天時間就上銹了。

用第二種模具壓制，齒部密度完全達到產品圖要求，外齒沖（做成階梯結構）強度模具強度經過連續3天壓制的考驗，完全能適應批量壓制。背部斜面處無明顯滑移，可以達到產品外觀要求。后序鍍彩鋅時，齒部鍍鋅層能防銹，經過48小時鹽霧實驗，無上銹現象。

產品成品圖

經過優化設計的第二種ABS齒圈壓制模具，進行ABS齒圈產品生產，生產出來的產品，經過詳細檢測，齒圈齒部分度、齒部密度、整體密度、鍍鋅表面的鍍層等技術指標，均達到了產品圖的要求；模具的使用壽命也達到了預期的時間。

本文通過對粉末冶金ABS齒圈的生產工藝過程的分析，從模具的選材、模具結構（多齒分沖，階梯結構）、模具間隙、模具尺寸和以往經驗等方面，對ABS齒圈壓制模具進行優化設計，使模具具有較高使用壽命；同時，產品齒部密度達到圖紙要求，后序的鍍鋅表面也達到了圖紙要求。隨著汽車工業的快速發展，ABS齒圈在汽車的防抱死制動系統中成為標配，各種類型的ABS齒圈都可能遇到，希望本文對其他的粉末技術人員有具有一定的參考價值。