CN110421109A - 一种齿形件冷墩挤压加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及齿轮加工工艺技术领域，其公开了一种齿形件冷墩挤压加工工艺，解决了目前难以辨别正时齿轮安装方向的技术问题，包括以下加工步骤：S1、选取加工坯料；S2、将齿形加工模具安装至锻压床上；S3、将坯料安装在加工模具内；S4、启动冷挤压机床向下重压，一次成型该齿形件；S5、取出成品。根据以上技术方案，冷挤压取代传统切削，是提高材料利用率、强度、精度以及降低制造成本，保证尺寸稳定性、一致性，冷挤压是制造业战略性的转变，且方便分辨正时齿轮的安装方向。

Description

一种齿形件冷墩挤压加工工艺

技术领域

本发明涉及齿轮加工工艺技术领域，更具体地说，它涉及一种齿形件冷墩挤压加工工艺。

背景技术

正时***，是指发动机的正时***，发动机可变气门正时技术是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。

如图1是正时***中的正时齿轮，正时齿轮包括齿轮部A和筒部B，筒部B上具有便于分辨安装正时齿轮安装方向的槽口C。现有的该正时齿轮在加工时，采用传统的滚刀滚齿的方式进行加工。

但是，上述正时齿轮在实际滚齿加工过程中，如图2采用传统滚刀滚齿的方式加工时，加工后得到的正时齿轮的筒部B上形成有很多的槽口C，槽口C和齿轮部A上的齿槽一一对应。虽多余加工的槽口C不影响正时齿轮在正时***中正常的工作，但是，由于多余加工的多个槽口C使得在实际安装正时齿轮时的安装方向难以把握准确。

发明内容

针对背景技术中提出的传统滚刀滚齿加工出来的正时齿轮难以辨别安装方向的技术问题，本发明旨在提供一种齿形件冷墩挤压加工工艺，通过采用冷墩挤压加工工艺，从而成品齿轮的周侧不会多余加工槽口，达到方便辨别的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种齿形件冷墩挤压加工工艺，包括以下加工步骤：

S1、选取加工坯料；

S2、将齿形加工模具安装至锻压床上；

S3、将坯料安装在加工模具内；

S4、启动冷挤压机床向下重压，一次成型该齿形件；

S5、取出成品。

通过上述技术方案，据中国锻压协会资料统计，我国2012年汽车销量达2200万辆，其中冷挤压件约20万t，占模锻件的5%。而美国年产冷挤压件100万件以上，80%为汽车零件，日本丰田1.8L排气量轿车中有43Kg冷挤压件，还有35Kg冷挤压标准件，冷挤压势将取代切削，是提高材料利用率、强度、精度以及降低制造成本，保证尺寸稳定性、一致性，冷挤压是制造业战略性的转变。

齿轮进行切削制造是几十年的传统工艺，切削制作对齿形精度会产生多方面的影响。比如，机床本身的制造精度和使用时间，滚刀的制造精度和磨损。工装夹具设计的可靠性，工人操作过程等等都会是影响齿轮的精度。实用冷挤压工艺，首先其坯料经过热冷拉制，比锻件的组织均匀，材料通过挤压使其密度等更有提高。热处理过程中，减少变形量，使用模具对齿一次性成型，既提高了工作效率，节约材料，且保证齿形尺寸、精度的一致性、稳定性，是质和量的跃进。

此外，通过冷挤压生产的正时齿轮，正时齿轮上不具有多余加工的槽口，方便作业人员在进行正时齿轮安装是辨别安装方向，提高工作效率。

本发明进一步设置为：步骤S1中选取的坯料为齿形件的原始坯料。

通过上述技术方案，通过原始坯料进行冷挤压作业，能够对成型的正时齿轮的材料良好把控，使得正时齿轮的材料和原正时齿轮的材料一致。

本发明进一步设置为：步骤S2中齿形加工模具包括上模具和下模具，上模具包括上模主体和挤压柱，下模具包括下模主体和内部具有与成品外形相同的模腔，将坯料挤压至模腔上，挤压柱将坯料材料挤压至模腔内，挤压成型成品。

本发明进一步设置为：挤压柱呈圆柱型。

通过上述技术方案，圆柱型的挤压柱向下提供较重的压力，将坯料挤压至模腔中，使得坯料被挤压成模腔的形状，成型正时齿轮。

本发明进一步设置为：上模主体上安装有若干根导向柱，下模主体上开设有和导向柱对应的导向孔，导向柱活动插接至导向孔内。

通过上述技术方案，设置导向柱，使得上模主体在下压时的方向更加稳定，不易晃动，使得成型力更加稳定，成型效果更佳。

本发明进一步设置为：下模主体的底部安装有临时置物槽，下模主体置于临时置物槽内，且下模主体的周侧具有置物空间。

通过上述技术方案，设置临时置物槽，从而方便作业人员在置物槽内临时放置产品或小工具，提供现场操作的方便性，方便作业。

本发明进一步设置为：下模主体上可拆卸安装有成型块，模腔开设在成型块上。

通过上述技术方案，设置成型块可拆卸，当模腔变形时，能够将成型块拆卸下来进行更换，而不需要更换整体的下模具体。

本发明进一步设置为：所述S5中取出成品采用带有磁铁的工具以吸附的方式进行取出，在取出物品后，冷挤压产生的铁屑通过气管吹走进行清理。

通过上述技术方案，由于挤压成型的产品表面温度较高，直接拿取时比较烫手，因此采用带有磁铁的工具以吸附的方式进行吸取比较方便，减小高温对工作人员的手的灼伤；同时，采用高压气体进行铁屑的清理的方式，使得清理较为方便，无需使用特殊工具，或者制成特殊的模具结构。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

①、便捷判断正时齿轮在安装时的安装方向，提高了安装效率；

②、由于滚齿加工会切削掉很多的材料，因此能够节约材料（单个正时齿轮从210g-12og）；

③、冷挤压有助于提高正时齿轮的密度，且生产出来的正时齿轮的金相组织更好（密度从原来的7.8提升至8.0-8.1）；

④、通过冷挤压生产出来的正时齿轮的齿轮精度更好，齿形的一致性更佳（从原来的7级提升至现在的5级或3-4级）；

⑤、相对于滚齿加工，冷挤压能够一次成型，因此，加工效率提高了很多（从每天的200件提高到1500件）。

附图说明

图1为背景技术参照图一，展示标准正时齿轮的结构；

图2为背景技术参照图二，展示滚齿加工正时齿轮的结构；

图3为加工模具的整体结构示意图。

附图标记：1、上模具；11、上模主体；12、挤压柱；13、导向柱；2、下模具；21、下模主体；211、导向孔；22、模腔；23、临时置物槽；231、置物空间；24、成型块。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

一种齿形件冷墩挤压加工工艺，结合图3可知，包括以下加工步骤：

步骤一：选取加工坯料。选取的坯料为齿形件的原始坯料，使得成型的正时齿轮为原始坯料的材料，对材料能够进行良好的把控。

步骤二：将齿形加工模具安装至锻压床上。具体的齿形加工模具结构为，齿形加工模具包括上模具1和下模具2，上模具1包括上模主体11和圆柱型挤压柱12。下模具2包括下模主体21和内部具有与成品外形相同的模腔22，将坯料挤压至模腔22上，挤压柱12将坯料材料挤压至模腔22内，挤压成型成品。

工作时，将原始坯料置于模腔22内，然后上模主体11带动圆柱型的挤压柱12向下挤压，将原始坯料挤压至模腔22内，使得原始坯料在模腔22内成型为正时齿轮的形状。通过挤压成型方式，成型加工效率高，且由于传统的滚齿加工会切削掉很多的材料，因此挤压成型能够节约大量的原材料。同时，冷挤压有助于提高正时齿轮的密度，且生产出来的正时齿轮的金相组织更好。

其中，在上模主体11的底面四周上分别安装有导向柱13，数量总共四根，下模主体21的上表面上开设有和四根导向柱13分别对应的四个导向孔211。当上模主体11下压时，导向柱13活动插接至导向孔211内，导向柱13引导上模主体11沿导向孔211的竖直方向进行挤压，使得挤压更加稳定。

如图3，下模主体21的底部安装有临时置物槽23，下模主体21置于临时置物槽23内，且下模主体21的周侧具有置物空间231，从而工作人员能够在置物空间231便捷放置加工好的产品，或者是放置废品，亦或者是放置现场需要使用的工具。同时，为了方便对损坏的模腔22进行更换，在下模主体21上螺栓固定安装有成型块24，模腔22开设在成型块24上。

步骤三：将原始坯料置于模腔22内，且保持原始坯料在模腔22内能够稳定放置，便于挤压柱12向下挤压加工；

步骤四：启动冷挤压机床向下重压，利用辅助的机床设备提供挤压力，驱动上模主体11向靠近下模主体21的方向运动，上模主体11上的挤压柱12***至模腔22内，将置于模腔22内的原始坯料成型为模腔22的形状，且直接成型构成正时齿轮的形状，一次成型为正时齿轮。

步骤五：取出成品。在取出成品时采用带有磁铁的工具以吸附的方式进行取出，在取出物品后，冷挤压产生的铁屑通过气管吹走进行清理。

据中国锻压协会资料统计，我国2012年汽车销量达2200万辆，其中冷挤压件约20万t，占模锻件的5%。而美国年产冷挤压件100万件以上，80%为汽车零件，日本丰田1.8L排气量轿车中有43Kg冷挤压件，还有35Kg冷挤压标准件，冷挤压势将取代切削，是提高材料利用率、强度、精度以及降低制造成本，保证尺寸稳定性、一致性，冷挤压是制造业战略性的转变。齿轮进行切削制造是几十年的传统工艺，切削制作对齿形精度会产生多方面的影响。比如，机床本身的制造精度和使用时间，滚刀的制造精度和磨损。工装夹具设计的可靠性，工人操作过程等等都会是影响齿轮的精度。实用冷挤压工艺，首先其坯料经过热冷拉制，比锻件的组织均匀，材料通过挤压使其密度等更有提高。热处理过程中，减少变形量，使用模具对齿一次性成型，既提高了工作效率，节约材料，且保证齿形尺寸、精度的一致性、稳定性，是质和量的跃进。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种齿形件冷墩挤压加工工艺，其特征在于，包括以下加工步骤：

S1、选取加工坯料；

S2、将齿形加工模具安装至锻压床上；

S3、将坯料安装在加工模具内；

S4、启动冷挤压机床向下重压，一次成型该齿形件；

S5、取出成品。

2.根据权利要求1所述的一种齿形件冷墩挤压加工工艺，其特征在于：步骤S1中选取的坯料为齿形件的原始坯料。

3.根据权利要求1所述的一种齿形件冷墩挤压加工工艺，其特征在于：步骤S2中齿形加工模具包括上模具（1）和下模具（2），上模具（1）包括上模主体（11）和挤压柱（12），下模具（2）包括下模主体（21）和内部具有与成品外形相同的模腔（22），将坯料挤压至模腔（22）上，挤压柱（12）将坯料材料挤压至模腔（22）内，挤压成型成品。

4.根据权利要求3所述的一种齿形件冷墩挤压加工工艺，其特征在于：挤压柱（12）呈圆柱型。

5.根据权利要求3所述的一种齿形件冷墩挤压加工工艺，其特征在于：上模主体（11）上安装有若干根导向柱（13），下模主体（21）上开设有和导向柱（13）对应的导向孔（211），导向柱（13）活动插接至导向孔（211）内。

6.根据权利要求3所述的一种齿形件冷墩挤压加工工艺，其特征在于：下模主体（21）的底部安装有临时置物槽（23），下模主体（21）置于临时置物槽（23）内，且下模主体（21）的周侧具有置物空间（231）。

7.根据权利要求3所述的一种齿形件冷墩挤压加工工艺，其特征在于：下模主体（21）上可拆卸安装有成型块（24），模腔（22）开设在成型块（24）上。

8.根据权利要求1所述的一种齿形件冷墩挤压加工工艺，其特征在于：所述S5中取出成品采用带有磁铁的工具以吸附的方式进行取出，在取出物品后，冷挤压产生的铁屑通过气管吹走进行清理。