CN116135358A - 一种齿轮的温挤压制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及齿轮齿圈加工技术领域，具体为一种齿轮温挤压制造方法。对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为380～400℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；在一定压力下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，得到齿轮。在温度为380～400℃对齿轮进行挤压，可以使胚料在中温条件下，完成加工过程，避免高温胚料的变形，进一步提高加工精度；对压力及挤压时间进行优化，在保证加工精度的同时，进一步提高生产效率；对润滑剂的成分进行选择及优化，进一步提高加工精度和效率。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮齿圈加工技术领域，具体为一种齿轮温挤压制造方法。
背景技术
齿轮的加工方法通常有滚齿、插齿、铣齿、磨齿。但这些常规加工方法都存在需要对每个齿进行逐个加工，每个齿轮的加工周期就会相应的延长。
目前，出现一种使用挤压方式来对齿轮进行一次性加工成型的技术。用冲头或凸模对放置在凹模中的胚料进行加压，从而能够对齿轮进行一次成型。
挤压成型存在的缺陷是加工精度可能达不到特别好的等级，如果是应用于精密仪器中，还需要进行精加工。
发明内容
本发明提供了一种齿轮的温挤压制造方法，来解决温挤压存在的加工精度问题。
本发明技术方案如下：
一种齿轮的温挤压制造方法，包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为380～400℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在一定压力下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，得到齿轮。
所述的温挤压制造方法，步骤(2)中的一定压力为14-16MPa。
所述的温挤压制造方法，步骤(2)中挤压过程用时为14-16秒。
所述的温挤压制造方法，齿形、齿相的加工精度为5-6级。
所述的温挤压制造方法，进行表面预处理，去除齿轮毛坯外表面的氧化层和污垢。
所述的温挤压制造方法，润滑剂中含有石墨和超支化聚合物，两者的重量比为1:0.1-0.3。
所述的温挤压制造方法，超支化聚合物为端羧基超支化聚合物，超支化代数为3-4。
所述的温挤压制造方法，润滑剂中还含有水、分散剂和增稠剂。
所述的温挤压制造方法，润滑剂涂覆厚度为0.05-0.1mm。
所述的温挤压制造方法，下挤压模具中涂覆脱模剂。
本发明的有益效果：
1、在温度为380～400℃对齿轮进行挤压，可以使胚料在中温条件下，完成加工过程，避免高温胚料的变形，进一步提高加工精度；
2、对压力及挤压时间进行优化，在保证加工精度的同时，进一步提高生产效率；3、对润滑剂的成分进行选择及优化，进一步提高加工精度和效率。
具体实施方式
一种齿轮的温挤压制造方法，包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为380～400℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在一定压力下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，得到齿轮。
考虑到不同的压力会影响挤压时间，挤压时间又与胚料的温度有关，综合考虑时间与温度的关系，将步骤(2)中的一定压力设定为14-16MPa，对挤压时间及胚料的温度变化，是最优的一个范围。
同上，综合考虑挤压压力与胚料温度变化，将步骤(2)中挤压过程用时控制在14-16秒，会使得到的挤压成品，精度更高。齿形、齿相的加工精度可以达到5-6级。
在进行挤压前，对胚料进行表面预处理，去除齿轮毛坯外表面的氧化层和污垢，更有利于提高加工精度。
在整个挤压过程中，润滑剂的润滑效果对加工等级也是一个关键影响因素。为了得到更高的加工精度，使用的润滑剂中含有石墨和超支化聚合物，两者的重量比为1:0.1-0.3。超支化聚合物选用端羧基超支化聚合物，超支化代数为3-4。为了使润滑剂便于储存和运输，润滑剂中还含有水、分散剂和增稠剂，使石墨和超支化聚合物能够分散在水中，方便取用。润滑剂涂覆厚度优选为0.05-0.1mm。
为了方便脱模，下挤压模具中预先涂覆脱模剂。
下述各实施例及对比例中使用的模具均为全新且完整，抛除了模具对加工过程及结果的影响。
实施例1
一种齿轮的温挤压制造方法，包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为380℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在16MPa下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，挤压过程用时控制在14秒，得到齿轮。
润滑剂中含有石墨、超支化聚合物、水、分散剂和增稠剂，石墨与超支化聚合物的重量比为1:0.3。润滑剂固含量为20％，超支化聚合物选用端羧基超支化聚合物，超支化代数为4，润滑剂涂覆厚度为0.05mm。
挤压得到的齿轮的加工精度为6级。
实施例2
一种齿轮的温挤压制造方法，包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为400℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在14MPa下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，挤压过程用时控制在16秒，得到齿轮。
润滑剂中含有石墨、超支化聚合物、水、分散剂和增稠剂，石墨与超支化聚合物的重量比为1:0.1。润滑剂固含量为30％，超支化聚合物选用端羧基超支化聚合物，超支化代数为3，润滑剂涂覆厚度为0.1mm。
挤压得到的齿轮的加工精度为6级。
实施例3
一种齿轮的温挤压制造方法，包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为390℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在15MPa下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，挤压过程用时控制在15秒，得到齿轮。
润滑剂中含有石墨、超支化聚合物、水、分散剂和增稠剂，石墨与超支化聚合物的重量比为1:0.2。润滑剂固含量为25％，超支化聚合物选用端羧基超支化聚合物，超支化代数为4，润滑剂涂覆厚度为0.1mm。
挤压得到的齿轮的加工精度为5级。
实施例4
一种齿轮的温挤压制造方法，包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为380℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在14MPa下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，挤压过程用时控制在16秒，得到齿轮。
润滑剂中含有石墨、超支化聚合物、水、分散剂和增稠剂，石墨与超支化聚合物的重量比为1:0.1。润滑剂固含量为20％，超支化聚合物选用端羧基超支化聚合物，超支化代数为3，润滑剂涂覆厚度为0.05mm。
挤压得到的齿轮的加工精度为6级。
实施例5
一种齿轮的温挤压制造方法，包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为400℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在16MPa下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，挤压过程用时控制在14秒，得到齿轮。
润滑剂中含有石墨、超支化聚合物、水、分散剂和增稠剂，石墨与超支化聚合物的重量比为1:0.3。润滑剂固含量为30％，超支化聚合物选用端羧基超支化聚合物，超支化代数为4，润滑剂涂覆厚度为0.1mm。
挤压得到的齿轮的加工精度为5级。
对比实施例1
一种齿轮的温挤压制造方法，包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为380℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在16MPa下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，挤压过程用时控制在14秒，得到齿轮。
润滑剂中含有石墨、水、分散剂和增稠剂，润滑剂固含量为20％，润滑剂涂覆厚度为0.05mm。
挤压得到的齿轮的加工精度为7级。
对比实施例2
一种齿轮的温挤压制造方法，包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为400℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在14MPa下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，挤压过程用时控制在16秒，得到齿轮。
润滑剂中含有石墨、水、分散剂和增稠剂，润滑剂固含量为30％，润滑剂涂覆厚度为0.1mm。
挤压得到的齿轮的加工精度为8级。
对比实施例3
一种齿轮的温挤压制造方法，包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为390℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在15MPa下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，挤压过程用时控制在15秒，得到齿轮。
润滑剂中含有石墨、水、分散剂和增稠剂，润滑剂固含量为25％，润滑剂涂覆厚度为0.1mm。
挤压得到的齿轮的加工精度为7级。
对比实施例4
一种齿轮的温挤压制造方法，包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为380℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在14MPa下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，挤压过程用时控制在16秒，得到齿轮。
润滑剂中含有石墨、水、分散剂和增稠剂，润滑剂固含量为20％，润滑剂涂覆厚度为0.05mm。
挤压得到的齿轮的加工精度为7级。
对比实施例5
一种齿轮的温挤压制造方法，包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为400℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在16MPa下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，挤压过程用时控制在14秒，得到齿轮。
润滑剂中含有石墨、水、分散剂和增稠剂，润滑剂固含量为30％，润滑剂涂覆厚度为0.1mm。
挤压得到的齿轮的加工精度为7级。
对比实施例6
一种齿轮的温挤压制造方法，包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为390℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在15MPa下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，挤压过程用时控制在15秒，得到齿轮。
润滑剂中含有石墨、超支化聚合物、水、分散剂和增稠剂，石墨与超支化聚合物的重量比为1:0.2。润滑剂固含量为25％，超支化聚合物选用端酰胺基超支化聚合物，超支化代数为4，润滑剂涂覆厚度为0.1mm。
挤压得到的齿轮的加工精度为6级。
Claims (10)
1.一种齿轮的温挤压制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)对无齿的齿轮坯料进行表面预处理，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料涂覆润滑剂，加热至整体温度为380～400℃，将加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
(2)在一定压力下，使用与待加工齿形相匹配的上挤压模具，在与下挤压模具的联合作用下，对表面光滑坯料进行挤压成型，得到齿轮。
2.根据权利要求1所述的温挤压制造方法，其特征在于步骤(2)中的一定压力为14-16MPa。
3.根据权利要求1所述的温挤压制造方法，其特征在于步骤(2)中挤压过程用时为14-16秒。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的温挤压制造方法，其特征在于齿形、齿相的加工精度为5-6级。
5.根据权利要求1所述的温挤压制造方法，其特征在于进行表面预处理，去除齿轮毛坯外表面的氧化层和污垢。
6.根据权利要求1所述的温挤压制造方法，其特征在于润滑剂中含有石墨和超支化聚合物，两者的重量比为1:0.1-0.3。
7.根据权利要求6所述的温挤压制造方法，其特征在于，超支化聚合物为端羧基超支化聚合物，超支化代数为3-4。
8.根据权利要求2所述的温挤压制造方法，其特征在于润滑剂中还含有水、分散剂和增稠剂。
9.根据权利要求1所述的温挤压制造方法，其特征在于润滑剂涂覆厚度为0.05-0.1mm。
10.根据权利要求1所述的温挤压制造方法，其特征在于下挤压模具中涂覆脱模剂。
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