專利名稱：齒輪毛坯齒部擠制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圓柱直齒齒輪的毛坯齒部擠制方法，屬齒輪加工過程中毛坯的鍛造范疇。
背景技術(shù)：
目前，鍛造齒輪毛坯時，如將齒部同時鍛打出來，采用的方法有兩種，一種是在橫鍛機上軋制，另一種是模鍛。橫軋齒輪毛坯的方法需要有專用設備，且靈活性較差，模鍛方法雖較靈活，但鍛造出來的齒輪毛坯成本較高，其原因是模具消耗較大，同時這兩種方法鍛造出來的齒輪毛坯，其齒部剩余的加工量仍然較大，而且鍛造所需要設備的噸位非常大。因此，在鍛造齒輪毛坯時，直接將齒形鍛出來的還不夠普遍。

發(fā)明內(nèi)容
為彌補和克服現(xiàn)有鍛造齒輪毛坯方法的不足，本發(fā)明提供一種圓柱直齒齒輪的毛坯齒部擠制方法。該方法與現(xiàn)有的方法相比，具有所用壓力機噸位小、模具耐用且制作成本低、齒部剩余的加工余量少的優(yōu)點。
本發(fā)明方法解決其技術(shù)問題所采用的方案是按所制齒輪毛坯齒部溝槽所圍(同一齒部溝槽內(nèi)兩齒面及齒根所圍部分)的形狀制成仿齒形滾面滾輪，將滾輪圍繞待擠齒工件的軸線呈放射狀分布放置，滾輪軸線與工件的軸線相垂直，這樣，各滾輪面所圍成的形狀俯視正是一個齒輪的輪廓，并可直觀的形成由滾輪面凸點連接所形成的小圓，和滾輪面凹點連接所形成的大圓，如將待擠齒工件直徑制成大于小圓而小于大圓，那么經(jīng)過高溫加熱的工件，施加一定的外力，使其從小圓與大圓之間通過，其結(jié)果會得到工件外表面與各滾輪面凸點接觸處形成齒溝，而齒溝部位的材料流向滾輪面凹點處形成齒牙。
為實現(xiàn)本發(fā)明的方法，滾輪可用一根軸安放在支架上，按要所擠制齒輪毛坯尺寸的大小、齒數(shù)的多少，將已放上滾輪的支架呈放射狀放置并固定，再配以托料臺和壓頭，置于滾輪的滾輪面所圍起形狀的中心，托料臺臺面高于滾輪軸線以上。這樣，將加熱好待擠的工件(坯料)放于托料臺上，壓力機向下壓的壓力通過壓頭傳向工件，當工件受力向下移動接觸到滾輪時，隨著工件的不斷下降滾輪作旋轉(zhuǎn)運動，直到工件的上平面低于滾輪軸線以后，擠壓過程即結(jié)束。
根據(jù)實際情況，滾輪可制成一個滾輪對應一個齒槽的，即單體的，也可制成一個滾輪對應幾個齒槽的，即連體的。
根據(jù)齒輪模數(shù)的大小不同和實際情況，較小模數(shù)齒輪毛坯可一次擠壓成形，較大模數(shù)齒輪毛坯可分兩次或多次擠壓成形。
本發(fā)明有益的效果是1.擠壓成形時金屬流動受到的拘束系數(shù)小，因此擠壓成形時比較省力。
2.工作狀態(tài)下滾輪與工件的接觸為滾動形式，滾輪表面受到的力為壓應力和滾動摩擦，因此滾輪壽命比較長。
3.滾輪加工較容易。
4.不但因成形好帶來的切削余量小、節(jié)省材料，而且機加工刀具費用會下降，生產(chǎn)效率會提高。
5.齒輪齒部的金屬流線好，對齒根的抗彎強度及齒面的接觸疲勞有益。
6.齒輪齒部的擠壓工序可與齒坯鍛造的其它工序結(jié)合起來，從而減少工件的加熱次數(shù)，也可已在粗加工之后，采用感應局部加熱的方法進行加熱，而與后序的調(diào)質(zhì)處理、正火工序結(jié)合起來，同樣可以起到節(jié)約能源的目的。


下面結(jié)合附圖進一步說明圓柱直齒齒輪的毛坯齒部擠制方法。
圖1是本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的縱向剖面構(gòu)造圖，也是圖3的A-A剖視圖。
圖3是圖2的俯視圖，該圖為工件齒部擠完的狀態(tài)。
圖4是圖3的A處局部放大圖。
圖5是圖2序號4(滾輪)的立面圖。
圖6是圖5的A-A剖視圖。
圖7是滾輪為連體形式的立面圖。
圖8是圖7的A-A剖視圖。
圖9是說明序號2(工件)未擠齒前，在由序號4滾輪面凸點連接所形成的小圓，和滾輪面凹點連接所形成大圓的俯視狀態(tài)。
圖10是圖9的A處局部放大圖。滾輪面凸點連接所形成的小圓，和滾輪面凹點連接所形成大圓，也就是雙點畫線所示的圓，粗實線圓所圍的陰影線(此處不代表剖面線)代表序號2(工件)。
圖中1.壓頭，2.工件，3.放料臺，4.滾輪，5.心軸，6支架，7.緊固螺栓，8.底板。
在圖2中每個部分所處的位置既是擠齒工作的初始狀態(tài)，也是擠齒工作一個過程的結(jié)束狀態(tài)(圖2既是結(jié)束狀態(tài))。
在圖2中，壓頭(1)是傳遞來自壓力設備向下壓力，使加熱后待擠的工件(2)的坯料向下移動，通過滾輪(4)所組成的擠壓區(qū)。放料臺(3)與壓力設備的頂出器結(jié)合，使得擠制好的工件回到擠制前的初始位置。滾輪(4)用心軸(5)固定在支架(6)上，然后用緊固螺栓(7)將支架(6)再固定到底板(8)上，使得形成一個擠壓架。
工件(2)坯料，受到壓頭(1)向下的壓力時向下移動，當工件(2)坯料接觸到滾輪(4)，因由滾輪(4)滾面凸起點圍成的擠壓區(qū)域直徑尺寸小于工件(2)坯料直徑尺寸，使得滾面凸起點擠入工件(2)坯料的表面形成齒溝，原齒溝部位的材料流向滾面凹處形成齒牙。
權(quán)利要求
1.齒輪毛坯齒部擠制方法，以齒輪模數(shù)的大小，齒部輪廓形狀，制作滾輪，滾輪的滾面形狀與齒輪齒溝槽形狀相吻合，工件作直線運動，每個滾輪的軸線與工件的軸是垂直的，相鄰滾輪轉(zhuǎn)向相同，與工件軸線所對應的滾輪轉(zhuǎn)向相反，其特征是滾輪旋轉(zhuǎn)是由壓力機的力量傳給工件，工件帶動滾輪旋轉(zhuǎn)，是從工件軸向表面的一點開始到軸向表面的另一點結(jié)束，兩點之間為直線，直線垂直于滾輪軸線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪毛坯齒部擠制方法，其特征是滾輪是按照所擠制齒輪橫截面的投影輪廓線形狀，并將其分成若干段，每一段投影輪廓線繞一軸線旋轉(zhuǎn)，所形成的一個回轉(zhuǎn)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪毛坯齒部擠制方法，其特征是滾輪滾面可為一個滾輪對應一個齒輪齒溝槽形式，也可是一個滾輪對應數(shù)個齒輪齒溝槽形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪毛坯齒部擠制方法，其特征是按齒輪齒數(shù)的多少配備與其相適應的滾輪，各滾輪圍繞一軸線呈放射狀分布放置，各滾輪軸線與其所圍的軸線相垂直。
全文摘要
齒輪毛坯齒部擠制方法。各滾輪面所圍成的形狀俯視正是一個齒輪的輪廓，并可直觀的形成由滾輪面凸點連接所形成的小圓，和滾輪面凹點連接所形成的大圓，如將一圓柱體工件直徑制成大于小圓而小于大圓的直徑，那么經(jīng)過高溫加熱的工件，施加一定的外力，使其從小圓與大圓之間通過，其結(jié)果會看到工件外表面與各滾輪面凸點接觸處形成齒溝，而齒溝部位的材料流向滾輪面凹點處形成齒牙。齒輪毛坯齒部擠制方法，屬于齒輪加工過程中毛坯的鍛造范疇，適用于圓柱直齒齒輪毛坯齒部的成形。
文檔編號B21H5/02GK1644266SQ200510020148
公開日2005年7月27日 申請日期2005年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月12日
發(fā)明者劉宏偉 申請人:劉宏偉