[發明專利]凸輪部件的制造方法及在紡織機械中的應用

有效

• 申請號: 202011260220.X
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112355310B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 張堯宗;郭永林
• 申請（專利權）人: 三陽紡織有限公司
• 主分類號: B22F5/08
• 分類號: B22F5/08;B22F3/02;B22F3/22
• 代理公司: 蘇州中合知識產權代理事務所(普通合伙) 32266
• 代理人: 李斌

凸輪部件的制作方法，通過變整為零的零件設計手段，將凸輪部件整體零件模型拆分為形狀相對比較簡單的輪邊部和形狀相對比較復雜的軸芯部，采用粉末冶金工藝中的模壓燒結工藝生產凸輪部件的輪邊部，采用MIM工藝生產凸輪部件的軸芯部，在至少對燒結輪邊部成品進行加熱的情況下，在“裝配?整形”一體工裝的型腔中將燒結輪邊部成品熱壓裝配到燒結軸芯部成品的外圈，同時在型腔中完成對凸輪部件整體零件的整形。該方法使得軸芯部復雜形狀能夠在注射成形中得到很好實現，而輪邊部能夠以低成本、少粘接、高壓高致密的方式快捷制造，整形、裝配、擠壓致密一步完成，制造的產品尺寸形狀以及機械性能均符合要求，該方法特別適合如紡織機械中凸輪部件的制造。

技術領域

本發明涉及機械傳動零部件制造技術領域，具體涉及一種凸輪部件的制作方法，特別可應用于紡織機械中精密凸輪部件的制作。

背景技術

精密機械設備中的凸輪部件很多具有小的尺寸和復雜的形狀，例如紡織機械中的壓腳凸輪等類似結構的凸輪，常規機械加工方式實現難度大，效率低，因此企業有時會采用MIM(金屬注射成形)工藝來制造，在具體的MIM工藝操作中，由于金屬粉末需要有良好的流變能力才能注模成形，因此金屬粉末的粒度需要非常小，起流變作用的粘結劑的用量也較大，金屬粉末的粒度越小其成本越昂貴，粘結劑的用量越大，脫脂工序耗費的時間和成本越高，燒結致密阻力越大，產品存在內在缺陷的風險也增大，而且，對于一些形狀精細、復雜的產品，MIM工藝在脫脂燒結后由于產品變形較大，往往不符合尺寸精度要求，另外，由于MIM工藝是一次注射、整體成形，一般也不能根據需要對同一零件不同部位的金屬材料作出分區設計。

在以上所提及的粉末成本、粘結劑消耗、產品燒結變形、材料設計等方面，MIM工藝尚不如傳統的粉末冶金工藝(壓制+燒結、熱壓)具有實施優勢，但傳統的粉末冶金工藝由于需要依靠特定方向的壓力(例如軸向力)給粉末施壓，壓力的傳導沒有流變施壓那樣隨意，因此必須要求產品形狀和模具結構盡量簡單，稍微復雜一點的產品就無法實施。

發明內容

基于上述問題，本發明提供一種凸輪部件的制作方法，通過變整為零的零件設計手段，實施雙工藝復合制造，并借助對已有的后處理整形工藝的改進，一次獲得合格產品，尤其可用來制作例如紡織機械的凸輪部件。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種凸輪部件的制作方法，至少包括如下步驟：

(1)對凸輪部件整體零件模型進行拆分，將凸輪部件整體零件模型拆分為形狀相對比較簡單的輪邊部和形狀相對比較復雜的軸芯部；

(2)采用粉末冶金工藝中的模壓燒結工藝生產凸輪部件的上述輪邊部，具體為：根據輪邊部材料選擇輪邊部金屬粉末，直接將輪邊部金屬粉末裝入壓制模具，或者將輪邊部金屬粉末與一定比例的粘結劑進行混合后裝入壓制模具，對壓制模具施加壓力，將輪邊部金屬粉末壓實為粉末壓坯，將粉末壓坯脫模后裝入燒結爐進行燒結，或者直接在壓制模具中進行熱壓燒結，控制燒結溫度和時間，得到燒結輪邊部成品；

采用MIM工藝生產凸輪部件的上述軸芯部，具體為：根據軸芯部材料選擇軸芯部金屬粉末，將軸芯部金屬粉末與一定比例的粘結劑進行混合，得到可流動的增塑混合喂料，將可流動的增塑混合喂料注射到注射成形機上的軸芯部模具中，控制注射成形溫度，注射成形，得到軸芯部毛坯，將得到的軸芯部毛坯先進行脫脂，脫除粘結劑，再將脫除粘結劑的毛坯在燒結爐中進行燒結，控制燒結溫度和時間，得到燒結軸芯部成品；

(3)準備“裝配-整形”一體工裝，在至少對步驟(2)中采用模壓燒結工藝得到的燒結輪邊部成品進行加熱的情況下，在“裝配-整形”一體工裝的型腔中將所述燒結輪邊部成品熱壓裝配到采用MIM工藝得到的所述燒結軸芯部成品的外圈，同時在該“裝配-整形”一體工裝的型腔中完成對凸輪部件整體零件的整形。

如上所述的一種凸輪部件的制作方法，所述步驟(2)中還包括對得到的燒結輪邊部成品和燒結軸芯部成品進行機械加工的程序，所述機械加工位置包括燒結輪邊部成品的內圈表面和燒結軸芯部成品的外圈表面。