粉末冶金齿轮成形阴模计算方法与程序化设计.docx

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第26卷第3期2008年6月

粉末冶金技术

PowderMetallurgyTechnology

Vol.26,No.3

Jun.2008

粉末冶金齿轮成形阴模计算方法与程序化设计

陶希海*

(莱芜职业技术学院，山东莱芜271100)

摘要：针对目前粉末冶金齿轮成形阴模设计精度和效率低的特点，介绍了用变模数法设计计算粉末冶金齿轮成形阴模的新方法，并以Pro/E为开发平台，以Pro/Program为开发工具，进行粉末冶金齿轮成形阴模的程序化设计，从而提高了粉末冶金齿轮成形阴模的设计精度和效率。

关键词：粉末冶金齿轮；成形阴模；变模数法；Pro/E;程序化设计

ThecalculationmethodandprogramdesignofthecompactingmoldforP/Mgears

TaoXihai

(LaiwuVocationalCollege,LaiwuShandong271100,China)

Abstract:InaccordancewithlowdesignprecisionandeficiencyofcompactingdieforP/Mgears,anewvariablemodulusmethodindesigningandcalculatingthecompactingdieforP/Mgearsisintroduced.AndtakingPro/Easdevelopment,takingPro/Programasdevelopmenttool,theparametricdesignofcompactingdieforP/Mgearswascarriedout.SodesignprecisionandefficiencyofcompactingdieforP/Mgearsisimproved.

Keywords:P/Mgear;compactingdie;variablemodulusmethod;Pro/E;programdesign

粉末冶金齿轮以重量轻、噪音低、自润滑等方面的优异性广泛用于汽车、摩托车等行业。它是用模具压制成形，经过烧结、整形等后续工序制作而成的。成形阴模是齿轮压制成形的主要模具之一，它的设计精度和设计效率直接影响着齿轮制品的质量和开发。笔者在分析了齿轮成形阴模设计计算方法的基础上，以Pro/EngineerWildfire2.0为平台，以Pro/Program为工具，进行了粉末冶金齿轮成形阴模的程序化设计。

1粉末冶金齿轮阴模的设计计算

1.1设计计算方法

渐开线齿轮轮齿各尺寸之间存在着比较复杂的

几何关系，加之压制、烧结、整形过程中尺寸和形状

变化的影响，使得粉末冶金齿轮阴模的设计计算比

较复杂。目前，粉末冶金行业还未建立统一的齿轮

成形模具设计方法，国内主要采用变位设计法和变*陶希海(1970-),男，硕士研究生。E-mail:lwtaoxh@126.com收稿日期：2007-02-06

模数设计法。

变位设计法是传统的齿轮阴模设计采用的方法。这种方法的依据是认为齿轮在压制过程中的弹性后效、烧结过程中的收缩及整形过程中的弹性变形引起尺寸变化类似于齿轮机加工中的变位情况。首先根据齿轮的齿顶圆直径，可以确定阴模内齿齿顶圆直径，求出变位系数，然后加工变位齿轮电极，由齿轮电极加工出齿轮阴模1]。采用此种方法设计齿轮阴模是假定齿轮在压制、烧结、整形过程中均保持其基圆和分度圆直径不变。根据变位齿轮的加工原理，我们可以推出齿轮阴模内齿齿形与预期齿轮压坯齿形应是由同一基圆产生的形状相同的渐开线。但事实上，根据粉末冶金工艺的特点，齿廓渐开线上任意一点到圆心的距离，在各工艺过程中是沿径向按一定比率增加或减小的，基圆和分度圆的直径将发生变化，渐开线的形状也将发生变化[2]。根据试验测定变位法设计的齿轮压坯齿廓曲线严重偏

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离了预期齿轮压坯齿廓曲线[3]。这样，用变位设计法设计的齿轮压坯的实际齿形不能与预期的渐开线形状相吻合，