CN102350622A - 一种油泵直齿齿轮的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油泵直齿齿轮的生产工艺，包括以下步骤：下料、退火Ⅰ、制坯、前处理Ⅰ、冷挤压、车加工、退火Ⅱ、前处理Ⅱ、整形、钻内孔与磨齿。本发明利用冷挤压和整形代替滚齿，效率是现有技术中滚齿的5～10倍，且表面粗糙度能提高3级。

Description

一种油泵直齿齿轮的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种油泵直齿齿轮的生产工艺，具体涉及一种采用冷挤压和整形替代滚齿的柴油机油泵直齿齿轮的生产工艺。
背景技术
柴油机油泵齿轮由于齿轮模数比较大、尺寸精密、性能要求高、批量大，因此现有的生产工艺采用金加工—滚齿—渗碳淬火—磨齿。受到齿轮模数大及滚齿工艺特点的限制，其效率底下，成本高，同时尺寸不稳定，这些都制约了齿轮高效益大批量生产。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种采用冷挤压及整形替代滚齿的柴油机油泵齿轮的生产工艺。
为了达到上述目的，本发明提供了一种柴油机油泵齿轮的生产工艺，包括以下步骤：
（1）下料：将圆钢切割为圆柱形坯料；其中圆钢选自20CrMnTi、40Cr、20Cr、20CrM或中低碳钢；
（2）退火Ⅰ：将坯料置加热炉中加热至760～780℃，保温3～5小时，随炉冷却至300～400℃，出炉冷却；其中，最佳保温时间为4小时，随炉冷却至最佳温度350℃；
（3）制坯：将退火后坯料挤压至冷挤压时所需毛坯尺寸；
（4）前处理Ⅰ：将步骤（3）中得到的毛坯进行磷化皂化； 
（5）冷挤压：将步骤（4）中前处理后的毛坯进行冷挤压，冷挤压过程中保留2～3mm未成形齿形部分，且齿形尺寸比直齿齿轮的齿形尺寸单边大0.3～0.5mm；其中，冷挤压过程为正挤压，挤压斜角为15°。
（6）车加工：取冷挤压得到的坯料，车去冷挤压产生的斜角及未成形齿形部分；
（7）退火Ⅱ：将步骤（6）车加工得到的坯料置加热炉中加热至700～720℃，保温3～5小时，随炉冷却至300～400℃，出炉冷却；其中，最佳保温时间为4小时，随炉冷却至最佳温度350℃； 
（8）前处理Ⅱ：将步骤（7）退火后得到的坯料依次进行抛丸、磷化皂化； 
（9）整形：采用齿形模，小变形余量对步骤（8）处理得到的坯料进行贯穿挤压，单边变形量为0.3～0.5mm，其中齿形模的精度为0.1mm；
（10）钻内孔与磨齿：对整形后的坯料进行钻内孔与磨齿，最终得到所需直齿齿轮；所需直齿齿轮精度为0.01mm。  
    其中，步骤（3）中制坯时挤压得到坯料的直径比步骤（5）中冷挤压后得到坯料的直径小0.1mm。
本发明相比现有技术具有以下优点：
采用冷挤压及整形代替滚齿，由于冷挤压及整形是采用模具和压力机生产，其效率是滚齿的5～10倍，且表面粗糙度能提高3级；采用高精度齿形模整形能够提高齿轮的齿形精度，使最终产品的精度达0.01mm，为磨齿减少加工余量。同时采用磷化、皂化使产品表面润滑且形成保护膜，方便后续加工。同时采用冷挤压及整形代替滚齿，减少了在滚齿中材料的浪费，能节省材料10-20%，节约了成本，且避免了滚齿中由于高温产生的油烟，有利于环保。
附图说明
图1为本发明油泵直齿齿轮的生产工艺流程图。
图2图1中冷挤压示意图。
图3为图1中整形示意图。
图中，1-下料，2-退火，3-制坯，4-前处理Ⅰ，5-冷挤压，501-冷挤压上冲头，502-冷挤压毛坯，503-冷挤压下模，504-冷挤压顶料器，6-车加工，7-退火Ⅱ，8-前处理Ⅱ，9-整形，901-整形冲头，902-整形坯料，903-整形下模。
具体实施方式
下面结合附图对本发明柴油机油泵齿轮的生产工艺进行详细说明。
本发明柴油机油泵齿轮的生产工艺如下：
1、下料：将一定直径的20CrMoTi圆钢切割为圆柱形坯料。
2、退火Ⅰ：将坯料置加热炉中加热至770℃（760～780℃均可），保温4小时，随炉冷却至350℃，出炉冷却，使坯料软化。 
3、制坯：将退火后坯料挤压至冷挤压前毛坯所需尺寸，制得坯料的尺寸比冷挤压前的外径小0.1mm，以便将坯料装入液压机挤压。
4、前处理Ⅰ：将步骤3中车加工得到的毛坯进行磷化皂化，使金属表面润滑，且产生一层冷挤压所需要的保护膜。磷化剂采用Rx-81A和Rx-81B以体积比1：2混合，皂化采用皂化剂Rx-L35。
5、冷挤压：将步骤4中前处理后的毛坯进行冷挤压，冷挤压过程中保留2～3mm未成形齿形部分，且齿形尺寸比整形尺寸单边大0.3～0.5mm；其中，冷挤压过程为正挤压，采用液压机Y032-630，挤压强度为8MPa，挤压斜角为15°，如图2所示，利用冷挤压上冲头501冲击冷挤压毛坯502，冷挤压下模503对冷挤压毛坯502成形，通过冷挤压顶料器504将成形毛坯顶出。
6、车加工：取冷挤压得到的坯料，车去冷挤压产生的斜角（由冷挤压模具上设有斜角而产生）及未成形齿形部分。
7、退火Ⅱ：将步骤6车加工得到的坯料置加热炉中加热至710℃（700～720℃均可），保温4小时，随炉冷却至350℃，再出炉冷却。 
8、前处理Ⅱ：将步骤7退火后得到的坯料依次进行抛丸、磷化皂化，是金属表面产生一层整形所需的保护膜，同时通过抛丸提高金属表面粗糙度；磷化采用磷化剂Rx-81A和Rx-81B以体积比1：2混合，皂化采用皂化剂Rx-L35。 
9、整形：采用高精度齿形模（精度为0.01mm），小变形余量对步骤8处理得到的坯料进行贯穿挤压，单边变形量为0.3～0.5mm，提高齿轮的齿形精度，减少磨齿的加工余量；整形后的产品精度为齿形0.03mm、齿向0.03mm。整形采用液压机YJ32-200A，挤压强度为3MPa，如图3所示，利用整形冲头901和整形下模903将整形毛坯902挤压成型。
10、钻内孔与磨齿：采用以下步骤对整形后的坯料进行钻内孔与磨齿：普通式钻床钻孔、普通车床初车内孔平面、数控车床半精车内孔平面、渗碳淬火、普通内圆磨床磨平面和内孔、普通平面磨床磨平面、高精度磨齿机磨齿、倒角机倒齿轮外角，最终得到的直齿齿轮精度为0.01mm。

Claims (5)

1.一种油泵直齿齿轮的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）下料：将圆钢切割为圆柱形坯料；
（2）退火Ⅰ：将坯料置加热炉中加热至760～780℃，保温3～5小时，随炉冷却至300～400℃，出炉冷却；
（3）制坯：将退火后坯料挤压至冷挤压时所需毛坯尺寸；
（4）前处理Ⅰ：将步骤（3）中得到的毛坯进行磷化皂化；
（5）冷挤压：将步骤（4）中前处理后的毛坯进行冷挤压，冷挤压过程中保留2～3mm未成形齿形部分，且齿形尺寸比所需加工直齿齿轮的齿形尺寸单边大0.3～0.5mm；
（6）车加工：取冷挤压得到的坯料，车去冷挤压产生的斜角及未成形齿形部分；
（7）退火Ⅱ：将步骤（6）车加工得到的坯料置加热炉中加热至700～720℃，保温3～5小时，随炉冷却至300～400℃，出炉冷却；
（8）前处理Ⅱ：将步骤（7）退火后得到的坯料依次进行抛丸、磷化皂化；
（9）整形：采用齿形模，小变形余量对处理得到的坯料进行贯穿挤压，单边变形量为0.3～0.5mm；
（10）钻内孔与磨齿：对整形后的坯料钻内孔与磨齿，最终得到所需直齿齿轮。
2.根据权利要求1所述的油泵直齿齿轮的生产工艺，其特征在于：所述步骤（5）中的冷挤压过程为正挤压，挤压斜角为15°。
3.根据权利要求1所述的油泵直齿齿轮的生产工艺，其特征在于：所述步骤（2）中的退火Ⅰ过程为：坯料置加热炉中加热至760～780℃，保温4小时，随炉冷却至350℃，出炉冷却。
4.根据权利要求1所述的油泵直齿齿轮的生产工艺，其特征在于：所述步骤（7）中的退火Ⅱ过程为：坯料置加热炉中加热至700～720℃，保温4小时，随炉冷却至350℃，出炉冷却。
5.根据权利要求1所述的油泵直齿齿轮的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中圆钢选自20CrMnTi、40Cr、20Cr、20CrM或中低碳钢。
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