CN109483187A - 一种大规格弧齿锥齿轮近净成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大规格弧齿锥齿轮近净成型工艺，包括原料下料：采用镦粗直径稳定条件系数为2.2的圆棒料，将圆棒料精密锯切下料；锻造处理：锻造初始温度为1160～1180℃，首先对原料块缓慢加热，使温升速度逐渐加快，保证对原料块热透；退火处理：将锻造成形的半成品保温到1～2小时后，然后在半成品冷却降温至500℃时出炉空冷；加工准备：根据弧齿锥齿轮参数调整机床参数、刀具参数、设计制造工装，安装刀具、工装，对刀具、工装进行校验；冲孔加工处理：根据弧齿锥齿轮的参数，将半成品在锻压设备上作镦粗冲孔加工，接着在扩孔机上作扩孔辗压加工；启动压力机，将冲孔锻造后的改锻模块，置于已安装、紧固好并经过对模的模套内。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体来说，涉及一种大规格弧齿锥齿轮近净成型工艺。
背景技术
目前，锥齿轮类零件，通常是利用铣床机械切屑加工或热模锻而成。机加工存在着刀具寿命低、成本高、产品的尺寸同一性不好、生产效率低、材料利用率不高等问题。热模锻因加热使得锥齿轮和轴的表面粗糙度差需再精整，工序多且能源消耗大。随着汽托工业和直升机、舰船、坦克等军用装备的迅猛发展和高性能的要求，传统的铣床机械切屑加工和热模锻方法已无法满足愈来愈大批量和高质量的市场需求。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种大规格弧齿锥齿轮近净成型工艺，来解决传统的加工方式生产效率较低的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种大规格弧齿锥齿轮近净成型工艺，包括以下步骤：
A、原料下料：采用镦粗直径稳定条件系数为2.2的圆棒料，将圆棒料精密锯切下料；
B、锻造处理：锻造初始温度为1160～1180℃，首先对原料块缓慢加热，使温升速度逐渐加快，保证对原料块热透；
C、退火处理：将锻造成形的半成品保温到1～2小时后，然后在半成品冷却降温至500℃时出炉空冷；
D、加工准备：根据弧齿锥齿轮参数调整机床参数、刀具参数、设计制造工装，安装刀具、工装，对刀具、工装进行校验；
E、冲孔加工处理：根据弧齿锥齿轮的参数，将半成品在锻压设备上作镦粗冲孔加工，接着在扩孔机上作扩孔辗压加工；
F、启动压力机，将步骤E冲孔锻造后的改锻模块，置于已安装、紧固好并经过对模的模套内，按下滑块下行按钮，带动滑块对半成品完成打击动作；
G、齿形加工：利用高速数控铣床，按照事先编好的程序，依次进行粗铣、半精铣、精铣，加工出最终所需的齿形型腔；
H、齿形型腔处理：首先以齿形定位，加工外轮廓，然后加工外圆及端面，再加工另一端面及背锥面；
I、精密近净成型处理：在精密近净成型装置上成形锥齿轮，在近净成型装置上用闭式结构的齿形精整模对常温的半成品弧齿齿形施压定形，使弧齿齿厚佘量金属流向齿槽根部，使得齿厚和齿全深等于设计要求；
J、将加工好的弧形锥齿轮安装到滚动检查机上，滚动检查弧形锥齿轮的啮合印痕，进而根据滚动检查机的啮合印痕，检查产品是否符合要求；
K、成品。
优选的，在锻造处理的过程中，锻造温度逐渐降低，最终锻造温度控制在1000～1050℃，而最后净成形齿形型腔时的锻造温度应不低于900℃。
优选的，对成型后的弧齿锥齿轮表面需要进行防锈处理。
优选的，对弧形锥齿轮的上部预透气分流孔。
本发明的有益效果：
1、通过对弧形锥齿轮组件进行锻造成形工艺加工，提高了齿形的抗疲劳性能；
2、对齿形型腔的加工方法，可以达到齿形模具的制造节材、高效以及少破坏材料的金属纤维流向，进而达到提升齿型模具的使用寿命的效果；
3、采用近净成型工艺生产弧形锥齿轮，避免机械切屑加工时在齿根部形成的刀痕和光洁度差等缺陷，材料更加致密，所以，零件耐磨损，强度高，使用寿命大大提高；
4、可以大大缩短加工工时，生产效率约是机加工的15～20倍.并且可节省大量的刀、量、卡具及机加工所需的设备、人力、能源，同时材料的利用率亦大大提高；
5、在锥齿轮的近净成型工艺中，采用二硫化钼润滑剂来润滑半成品，能有效减小摩擦力，提高锥齿轮表面光洁度，并且，二硫化钼润滑剂无污染、无毒害、节能，操作简单；
6、本发明采用的近净成型工艺，工艺流程合理，近净成型的弧形锥齿轮零件的表面光洁度、精度、尺寸等均达到零件的设计要求，无需再机加工即可使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种大规格弧齿锥齿轮近净成型工艺的流程示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语″中心″、″横向″、″上″、″下″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″顶″、″底″、″内″、″外″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，″多个″的含义是两个或两个以上。另外，术语″包括″及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一，如图1所示，根据本发明实施例的一种大规格弧齿锥齿轮近净成型工艺，包括以下步骤：
S101，原料下料：采用镦粗直径稳定条件系数为2.2的圆棒料，将圆棒料精密锯切下料；
S103，锻造处理：锻造初始温度为1160～1180℃，首先对原料块缓慢加热，使温升速度逐渐加快，保证对原料块热透；
S105，退火处理：将锻造成形的半成品保温到1～2小时后，然后在半成品冷却降温至500℃时出炉空冷；
S107，加工准备：根据弧齿锥齿轮参数调整机床参数、刀具参数、设计制造工装，安装刀具、工装，对刀具、工装进行校验；
S109，冲孔加工处理：根据弧齿锥齿轮的参数，将半成品在锻压设备上作镦粗冲孔加工，接着在扩孔机上作扩孔辗压加工；
S111，启动压力机，将步骤E冲孔锻造后的改锻模块，置于已安装、紧固好并经过对模的模套内，按下滑块下行按钮，带动滑块对半成品完成打击动作；
S113，齿形加工：利用高速数控铣床，按照事先编好的程序，依次进行粗铣、半精铣、精铣，加工出最终所需的齿形型腔；
S115，齿形型腔处理：首先以齿形定位，加工外轮廓，然后加工外圆及端面，再加工另一端面及背锥面；
S117，精密近净成型处理：在精密近净成型装置上成形锥齿轮，在近净成型装置上用闭式结构的齿形精整模对常温的半成品弧齿齿形施压定形，使弧齿齿厚佘量金属流向齿槽根部，使得齿厚和齿全深等于设计要求；
S119，将加工好的弧形锥齿轮安装到滚动检查机上，滚动检查弧形锥齿轮的啮合印痕，进而根据滚动检查机的啮合印痕，检查产品是否符合要求；
S121，成品。
实施例二，如图1所示，在锻造处理的过程中，锻造温度逐渐降低，最终锻造温度控制在1000～1050℃，而最后净成形齿形型腔时的锻造温度应不低于900℃，可以提高了齿形的抗疲劳性能。
实施例三，如图1所示，对成型后的弧齿锥齿轮表面需要进行防锈处理，对弧形锥齿轮的上部预透气分流孔。
实施例四，如图1所示，在近净成型的工艺中，采用二硫化钼润滑剂来润滑半成品，能有效减小摩擦力，提高锥齿轮表面光洁度。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过对弧形锥齿轮组件进行锻造成形工艺加工，提高了齿形的抗疲劳性能；对齿形型腔的加工方法，可以达到齿形模具的制造节材、高效以及少破坏材料的金属纤维流向，进而达到提升齿型模具的使用寿命的效果；采用近净成型工艺生产弧形锥齿轮，避免机械切屑加工时在齿根部形成的刀痕和光洁度差等缺陷，材料更加致密，所以，零件耐磨损，强度高，使用寿命大大提高；可以大大缩短加工工时，生产效率约是机加工的15～20倍.并且可节省大量的刀、量、卡具及机加工所需的设备、人力、能源，同时材料的利用率亦大大提高；在锥齿轮的近净成型工艺中，采用二硫化钼润滑剂来润滑半成品，能有效减小摩擦力，提高锥齿轮表面光洁度，并且，二硫化钼润滑剂无污染、无毒害、节能，操作简单；本发明采用的近净成型工艺，工艺流程合理，近净成型的弧形锥齿轮零件的表面光洁度、精度、尺寸等均达到零件的设计要求，无需再机加工即可使用。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
Claims (5)
1.一种大规格弧齿锥齿轮近净成型工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
A、原料下料：采用镦粗直径稳定条件系数为2.2的圆棒料，将圆棒料精密锯切下料；
B、锻造处理：锻造初始温度为1160～1180℃，首先对原料块缓慢加热，使温升速度逐渐加快，保证对原料块热透；
C、退火处理：将锻造成形的半成品保温到1～2小时后，然后在半成品冷却降温至500℃时出炉空冷；
D、加工准备：根据弧齿锥齿轮参数调整机床参数、刀具参数、设计制造工装，安装刀具、工装，对刀具、工装进行校验；
E、冲孔加工处理：根据弧齿锥齿轮的参数，将半成品在锻压设备上作镦粗冲孔加工，接着在扩孔机上作扩孔辗压加工；
F、启动压力机，将步骤E冲孔锻造后的改锻模块，置于已安装、紧固好并经过对模的模套内，按下滑块下行按钮，带动滑块对半成品完成打击动作；
G、齿形加工：利用高速数控铣床，按照事先编好的程序，依次进行粗铣、半精铣、精铣，加工出最终所需的齿形型腔；
H、齿形型腔处理：首先以齿形定位，加工外轮廓，然后加工外圆及端面，再加工另一端面及背锥面；
I、精密近净成型处理：在精密近净成型装置上成形锥齿轮，在近净成型装置上用闭式结构的齿形精整模对常温的半成品弧齿齿形施压定形，使弧齿齿厚佘量金属流向齿槽根部，使得齿厚和齿全深等于设计要求；
J、将加工好的弧形锥齿轮安装到滚动检查机上，滚动检查弧形锥齿轮的啮合印痕，进而根据滚动检查机的啮合印痕，检查产品是否符合要求；
K、成品。
2.根据权利要求1所述的一种大规格弧齿锥齿轮近净成型工艺，其特征在于，在锻造处理的过程中，锻造温度逐渐降低，最终锻造温度控制在1000～1050℃，而最后净成形齿形型腔时的锻造温度应不低于900℃。
3.根据权利要求1所述的一种大规格弧齿锥齿轮近净成型工艺，其特征在于，对成型后的弧齿锥齿轮表面需要进行防锈处理。
4.根据权利要求1所述的一种大规格弧齿锥齿轮近净成型工艺，其特征在于，对弧形锥齿轮的上部预透气分流孔。
5.根据权利要求1所述的一种大规格弧齿锥齿轮近净成型工艺，其特征在于，在近净成型的工艺中，采用二硫化钼润滑剂来润滑半成品。
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