CN1868633A - 一种直齿圆柱齿轮的成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于齿轮的成形技术领域，主要涉及一种直齿圆柱齿轮的成形方法，尤其是冷挤压成形方法。采用挤出式冷挤压成形工艺方案，依次将棒料毛坯放入模具，挤压成形后制件从凹模的下面挤出。本发明采用正向挤压成形工艺，毛坯的变形程度较镦挤小，且应力球张量远小于镦挤时的封闭挤压状态，抗力显著下降，成形比较容易，模具寿命得以提高。制件的组织呈连续的流线形结构特征，沿制件轮廓分布，力学性能好。采用正挤压成形工艺，制件的齿形由凹模的齿形形状来决定，齿形的尺寸精度和表面质量高，可达到载重汽车对成品齿轮的要求。
Description
技术领域
本发明属于齿轮的成形技术领域，主要涉及一种直齿圆柱齿轮的成形方法，尤其是冷挤压成形方法。
背景技术
直齿轮在机械传动中占据着非常重要的作用，应用极为广泛，年需求量数亿套。但其生产方法主要还是沿用传统的切削加工工艺，即采用棒料毛坯(直径较大时选用锻造毛坯)，经车端面、钻孔、车内外园、滚齿、剃齿及热处理等多道工序成形。该方法不仅存在加工难度大、生产效率低、原材料利用率低、加工成本高的弊端，且在加工时齿形部分的纤维被切断，使齿轮的强度降低，影响其承载能力。
采用塑性成形技术生产齿轮件，具有节材、节能、加工成本低、效率高等显著优势，而且可大幅度提高产品内在质量与外观质量，是未来齿轮加工的主要方法之一。目前，国内外在直齿伞齿轮热精锻、冷静锻方面的技术已趋成熟。但直齿圆柱齿轮精锻尚未进入工业化应用阶段，原因是目前直齿轮的精密塑性成形工艺基本上是采用镦挤方法。由于在室温条件下的高流动应力，金属毛坯在接近终了阶段的流动受到极大限制，材料的变形抗力急剧上升，加上齿轮齿槽部分的摩擦作用，使齿轮角隅充填困难，最终造成齿形局部充料不足的缺陷。另外，成形时凹模承受很大的应力，使模具寿命下降较多，制造成本增加。为此，国内外作了多项研究进行补救，从工艺上、模具结构上甚至成形设备都作了探讨，但都还没有得到满意的结果。
发明人已申请的“一种直齿圆柱齿轮精密成形方法”专利，采用贯通式正向温挤压精密成形工艺，成功地挤压出直齿圆柱齿轮零件，该成形方法具有成形容易、变形抗力小、模具使用寿命长等特点，齿轮的齿面精度可满足精密毛坯的要求。但由于温挤压时，温度的变化会影响挤压件的尺寸精度，且高温下润滑效果较差及温度本身的影响，使挤压件的齿形表面质量不高。
发明内容
本发明的目的是提出一种直齿圆柱齿轮的成形方法，使其成形工艺简化、加工成本降低、制件性能进一步提高。
本发明实现上述目的采取的技术方案是：采用挤出式冷挤压成形工艺方案，依次将棒料毛坯放入模具，挤压成形后制件从凹模的下面取出。制件组织呈连续的流线形结构特征，沿制件轮廓分布。
棒料毛坯在挤压成形前先进行软化处理和涂润滑处理。
棒料毛坯的长度与一个齿轮的厚度对应，成形后可以加工出一个齿轮。棒料毛坯的长度也与两个或两个以上齿轮的厚度对应，成形后根据所需要的齿轮厚度尺寸进行切断，再进行辅助加工得到齿轮成品。
本发明提出的直齿圆柱齿轮成形方法具有以下优点：
1、成形较容易。采用挤出式正向冷挤压成形工艺，制件的齿形由凹模的齿形形状来决定，不存在齿轮角隅充填困难的问题，可有效提高成形质量。
2、变形抗力小。采用正向挤压，毛坯的变形程度较镦挤小，且应力球张量也远小于镦挤时的封闭挤压状态，因而抗力却显著下降。
3、模具寿命高。模具所承受的变形抗力明显减小，且主要作用在模具的容料腔部分，应力集中现象小，因而提高了模具寿命。
4、具有优质高效节材的特点。与切削加工相比，生产效率和材料利用率都有显著提高。
5、齿形表面质量高。齿形的精度和表面质量较挤温压成形工艺高，表面粗糙度＜Ra1.6μm，表面质量高，可达到载重汽车对成品齿轮的要求。
6、力学性能好。采用冷挤压成形工艺，其组织呈连续的流线形结构特征，沿制件轮廓分布，力学性能好。
附图说明
附图1为本发明挤压成形结构示意图。
附图2为附图1A-A的剖视图。
图中：1、压头，2、棒料毛坯，3、挤压套，4、成形凹模。
具体实施方式
结合附图，给出本发明的实施例如下：
本实施例使用的压力机为液压机，模具结构如图1所示，成形工艺步骤为：①、对棒料毛坯2进行常规的退火软化处理和表面润滑处理；②、将处理后的棒料毛坯2放入模具的挤压套3内；③、启动压机使压头1下行，挤压毛坯2使其产生塑性流动进入凹模4内而成形；④、压头回程；⑤、将另一段棒料毛坯2放入挤压套3内(也可将两段及两段以上棒料毛坯同时放入挤压套3内)；⑥、压头再次下行，使后一段棒料毛坯2产生塑性流动进入凹模4内成形，并使前一段成形好的挤压件从凹模4的下方挤出；⑦、重复④-⑥过程，使成形好的挤压件从凹模4下方依次挤出。
本实施例采用的棒料毛坯2的长度与一个齿轮的厚度相对应，成形后进行少量的辅助加工即成齿轮成品。棒料毛坯2的长度也可与两个或两个以上的齿轮厚度相对应，根据每个齿轮的长度尺寸进行切断，再进行辅助加工成齿轮成品。
Claims (5)
1、一种直齿圆柱齿轮的成形方法，其特征是：采用挤出式冷挤压成形工艺方案，依次将棒料毛坯放入模具，挤压成形后制件从凹模的下面取出，制件组织呈连续的流线形结构特征，沿制件轮廓分布。
2、根据权利要求1所述的直齿圆柱齿轮的成形方法，其特征在于：成形时，可一次放入一个或多个棒料毛坯。
3、根据权利要求1所述的直齿圆柱齿轮的成形方法，其特征在于：所述的棒料毛坯在成形前，应进行软化处理和润滑剂处理。
4、根据权利要求1所述的直齿圆柱齿轮的成形方法，其特征在于：所述的棒料毛坯长度与一个齿轮的厚度对应。
5、根据权利要求1所述的直齿圆柱齿轮的成形方法，其特征在于：所述的棒料毛坯的长度与两个或两个以上齿轮的厚度对应，成形后根据所需要的齿轮厚度尺寸进行切断，再进行辅助加工得到齿轮成品。
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| CN 200510017621 CN1868633A (zh) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | 一种直齿圆柱齿轮的成形方法 |
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| CN 200510017621 CN1868633A (zh) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | 一种直齿圆柱齿轮的成形方法 |
Publications (1)
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| CN1868633A true CN1868633A (zh) | 2006-11-29 |
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Country Status (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2005
- 2005-05-27 CN CN 200510017621 patent/CN1868633A/zh active Pending
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