專利名稱：直齒圓柱齒輪精密成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于齒輪的成形技術(shù)，主要涉及的是一種直齒圓柱齒輪精密成形方法。
背景技術(shù)：
目前，直齒圓柱齒輪的成熟成形方法為傳統(tǒng)的切削加工工藝，即采用棒料毛坯(直徑較大時選用鍛造毛坯)，經(jīng)車端面、鉆孔、車內(nèi)外園、滾齒、剃齒及熱處理等多道工序成形。該方法加工難度大，生產(chǎn)效率低，浪費原材料，使企業(yè)的效益受到影響，并因為在加工時齒形部分的纖維被切斷，使齒輪的強度不高，影響其承載能力。對于重載下的大模數(shù)齒輪，其矛盾更加突出。
采用塑性成型技術(shù)生產(chǎn)齒輪件，具有節(jié)材、節(jié)能、加工成本低、效率高等顯著優(yōu)勢，而且可大幅度提高產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量與外觀質(zhì)量，是未來齒輪加工的主要方法之一。目前，直齒輪的精密塑性成形工藝基本上是采用鐓擠方法。其工作原理如圖1所示，是將直徑小于齒根圓的短圓柱毛坯2直接放入成形凹模，然后使壓頭1下行，迫使毛坯產(chǎn)生塑性流動，充滿模腔后即形成齒形。由于金屬毛坯在接近終了階段的流動受到極大的限制，材料的變形抗力急劇上升，加上齒輪齒槽部分的摩擦作用，使齒輪角隅充填困難，最終造成齒形局部充料不足的缺陷。為此，國內(nèi)外作了多項研究進行補救，但都不易使齒腔完全充滿，特別在齒輪模數(shù)大時更是如此；另一方面，該方法成形時凹模承受很大的應(yīng)力，使模具壽命下降較多，制造成本增加。故直齒圓柱齒輪精煅尚未進入工業(yè)化應(yīng)用階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即是提出一種直齒圓柱齒輪精密成形方法，使其成形工藝簡化、加工成本降低、制件性能進一步提高。
本發(fā)明提出的成形方法為采用貫通式正向擠壓成形方法，采用壓頭從上部下壓的方式，使加熱到一定溫度的棒料毛坯通過凹模被擠壓成形后從下方擠出。
棒料毛坯的長度與一個齒輪的厚度對應(yīng)。
棒料毛坯的長度與2個/2個以上齒輪的厚度對應(yīng)，成形后根據(jù)所需要的齒輪厚度尺寸進行切斷，再進行輔助加工得到齒輪成品。
本發(fā)明提出的直齒圓柱齒輪成形方法具有以下優(yōu)點1、成形較容易。采用正向擠壓成形工藝，制件的齒形由凹模的齒形形狀來決定，成形比較容易，且受齒輪模數(shù)大小的限制較小。
2、變形抗力小。采用正擠壓時，毛坯的變形程度較鐓擠小，且應(yīng)力球張量遠小于鐓擠時的封閉擠壓狀態(tài)；溫擠壓時，變形金屬的塑性大大提高，而抗力卻顯著下降。
3、模具壽命高。模具所承受的變形抗力明顯減小，且主要作用在模具的容料腔部分，應(yīng)力集中現(xiàn)象小，因而提高了模具壽命。
4、具有優(yōu)質(zhì)高效節(jié)材的特點。與切削加工相比，生產(chǎn)效率和材料利用率都有顯著提高，齒面精度可滿足精密毛坯的要求，再進行一次精整工序，即可達到成品齒輪的精度。


附圖1為現(xiàn)有直齒圓柱齒輪成形裝置示意圖。
附圖2為本發(fā)明直齒圓柱齒輪成形裝置示意圖。
附圖3為圖2的A-A剖面圖。
圖中，1、壓頭，2、毛坯，3、擠壓套，4、凹模，5、墊塊，6、頂桿。
具體實施例方式
結(jié)合附圖2、附圖3，對本發(fā)明實施例加以說明本發(fā)明采用貫通式正向擠壓成形方法，1、將棒料毛坯2涂潤滑劑后加熱到一定溫度或加熱到一定溫度后涂潤滑劑；成形溫度根據(jù)擠壓毛坯材料的不同而有所變化，一般在650℃～850℃；棒料毛坯2的加熱溫度要高于成形溫度，其溫度差為加熱后從加熱處送到成形裝置的溫度下降值；如采用直徑為70mm的20CrMnTi棒料毛坯，在700℃溫度下進行擠壓，當變形程度為70％時，其單位擠壓力約1200MPa；2、將被加熱的毛坯放入擠壓套3內(nèi)，壓頭1下行迫使毛坯通過凹模4被擠壓成形后從凹模下方流出；擠壓套3與凹模4也可為一體結(jié)構(gòu)，此時將擠壓套與凹模統(tǒng)稱為凹模；壓頭1工作部分的截面為圓形；3、擠壓套3內(nèi)放入隔離潤滑劑重復(fù)過程2，即將壓頭1上行，在擠壓套3內(nèi)注入隔離潤滑劑，將另一段加熱的棒料毛坯放入擠壓套3內(nèi)，壓頭下行，繼續(xù)下壓；4、當一段完整的擠壓件下行到一定位置時，將其取出，成形完成；棒料毛坯2的長度可與一個齒輪的厚度相對應(yīng)，也可與2個或2個以上的齒輪厚度相對應(yīng)，根據(jù)每個齒輪的長度尺寸進行切斷，再進行輔助加工成齒輪成品。
權(quán)利要求
1.一種直齒圓柱齒輪精密成形方法，其特征是采用貫通式正向擠壓成形方法，采用壓頭(1)從上部下壓的方式，使加熱到一定溫度的棒料毛坯(2)通過凹模(4)被擠壓成形后從下方擠出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直齒圓柱齒輪精密成形方法，其特征是棒料毛坯(2)的長度與一個齒輪的厚度對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直齒圓柱齒輪精密成形方法，其特征是棒料毛坯(2)的長度與2個/2個以上齒輪的厚度對應(yīng)，成形后根據(jù)所需要的齒輪厚度尺寸進行切斷，再進行輔助加工得到齒輪成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直齒圓柱齒輪精密成形方法，其特征是棒料毛坯(2)在擠壓過程中其截面積減小。
全文摘要
本發(fā)明屬于齒輪的成形技術(shù)。提出的直齒圓柱齒輪精密成形方法，采用貫通式正向擠壓成形方法，采用壓頭(1)從上部下壓的方式，使加熱到一定溫度的棒料毛坯(2)通過凹模(4)被擠壓成形后從下方擠出。本發(fā)明采用正向擠壓成形工藝，制件的齒形由凹模的齒形形狀來決定，成形比較容易，且受齒輪模數(shù)大小的限制較小，毛坯的變形程度較鐓擠小，且應(yīng)力球張量遠小于鐓擠時的封閉擠壓狀態(tài)；溫擠壓時，變形金屬的塑性大大提高，而抗力卻顯著下降；模具所承受的變形抗力明顯減小，且主要作用在模具的容料腔部分，應(yīng)力集中現(xiàn)象小，因而提高了模具壽命。
文檔編號B21C23/02GK1569351SQ0313882
公開日2005年1月26日 申請日期2003年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月10日
發(fā)明者楊永順, 陳拂曉, 郭俊卿, 楊茜, 王顏琦 申請人:河南科技大學(xué), 洛陽瑞爾特科技有限責任公司