CN102441773A - 弧齿锥齿轮热精锻及冷精整形复合工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弧齿锥齿轮热精锻及冷精整形复合工艺，它包括按顺序进行的热精锻成形、等温球化退火、喷砂、去飞边和冷精整形工序。所述热精锻成形工序为一次加热分三次锻造，首先将坯料加热至锻造温度，在锻压设备上作镦粗冲孔加工，接着在扩孔机上扩孔辗压，最后在压力机上用开式结构的齿形模压出弧齿齿形。所述冷精整形工序在压力机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。本发明通过顺序实施上述工序，高效实现弧齿锥齿轮精密锻造成形加工，而且材料利用率高，显降生产成本，特别适合大批量生产应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种锻造和压延工艺，具体地讲，本发明涉及一种弧齿锥齿轮热精锻及冷精整形复合工艺。
背景技术
弧齿锥齿轮的主要结构特征是齿面为弧面，在规格尺寸相同前提下，弧齿锥齿轮比直齿锥齿轮重合度大，所以承载载荷的能力也相应大，而且运动平稳，动载荷小，噪声低。因弧齿锥齿轮的齿面形状较复杂，其制造工艺比直齿锥齿轮难很多，行业中通常用切齿方法实现弧齿锥齿轮成形加工。现有技术尽管能够实现精密制造，但生产效率低下，而且材料利用率仅有50%左右。热精锻是一种借助模具实现成形加工的少无切削新工艺，该工艺已经在直齿锥齿轮制造上得到广泛应用。弧齿锥齿轮常规形状为圆环形，正端面为弧形齿面。因弧齿的结构特殊，锻压的产品出模较困难，不能做到弧形齿面一步精锻成形。
发明内容
本发明主要针对现有热精锻工艺不能做到弧齿锥齿轮弧形齿面一步精锻成形的难题，提出一种弧齿锥齿轮热精锻及冷精整形复合工艺，该工艺分步成形，操作简便，齿部成形精确，材料利用率高，耗用工时少。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
弧齿锥齿轮热精锻及冷精整形复合工艺，它包括按顺序进行的热精锻成形、等温球化退火、喷砂、去飞边和冷精整形工序。所述等温球化退火工序是将热精锻成形的半成品加热至Ac1线以上30℃并保温1～2小时，然后在半成品冷却至Ar1线时作等温球化处理并保温3～5小时，接着将半成品降温至500℃时出炉空冷。其改进之处在于：所述热精锻成形工序为一次加热分三次锻造，首先将坯料加热至锻造温度，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，最后在压力机上用齿形模压出弧齿齿形。所述冷精整形工序在压力机上用齿形精整模对常温的半成品弧齿齿形施压定形。
作为本发明进一步改进，热精锻成形工序中所用齿形模为开式结构，压出的弧齿齿厚比成品弧齿齿厚厚0.10mm～0.30mm，齿全深比成品齿全深深0.5 mm～1.0mm。
作为本发明进一步改进，冷精整形工序中所用齿形精整模为闭式结构，冷精整使弧齿齿厚余量金属流向齿槽根部，齿全深等于设计深度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
弧齿锥齿轮热精锻及冷精整形复合工艺，它包括按顺序进行的热精锻成形、等温球化退火、喷砂、去飞边和冷精整形工序，本实施例为模数3.8，直径135mm弧齿锥齿轮。
具体过程如下：
一、热精锻成形工序
本工序为一次加热分三次锻造，首先将坯料加热至锻造温度、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，最后在压力机上用开式结构的齿形模压出弧齿齿形。该弧齿齿厚比成品齿厚0.15mm～0.23mm，齿全深比成品齿全深深0.7mm～0.9mm。
二、等温球化退火工序
将热精锻成形的半成品加热至Ac1线以上30℃并保温1～2小时，然后在半成品冷却至Ar1线时作等温球化处理并保温3～5小时，接着将半成品降温至500℃时出炉空冷。半成品通过等温球化处理得到在铁素体基体上均匀分布的颗粒状碳化物组织，从而使金相组织更加细化均匀，改善冷塑性变形性能，为后续冷精整形和减小热处理变形作预处理。
三、喷砂工序
在等温球化退火工序之后实施喷砂工序，通过喷砂工序，将已热处理过的半成品表面上氧化皮去掉，特别是把弧齿齿面及齿槽内的氧化皮去掉。
四、去飞边工序
由于热精锻使用开式结构的齿形模，所锻造出的半成品有飞边，本实施例用车床切削方法去除飞边。去飞边工序可结合半成品超差状况作去除多余料的切削。
五、冷精整形工序
冷精整形工序为最后一道精加工工序，在压力机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。通过冷精整形使弧齿齿厚余量金属流向齿槽根部，齿厚和齿全深等于设计要求，齿面不需要切削加工。
本发明通过顺序实施上述工序，高效实现弧齿锥齿轮精密成形加工，而且材料利用率达85%以上，直接降低生产成本，特别适合大批量生产应用。
Claims (3)
1.一种弧齿锥齿轮热精锻及冷精整形复合工艺，它包括按顺序进行的热精锻成形、等温球化退火、喷砂、去飞边和冷精整形工序；所述等温球化退火工序是将热精锻成形的半成品加热至Ac1线以上30℃并保温1～2小时，然后在半成品冷却至Ar1线时作等温球化处理并保温3～5小时，接着将半成品降温至500℃时出炉空冷；其特征在于：所述热精锻成形工序为一次加热分三次锻造，首先将坯料加热至锻造温度，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，最后在压力机上用齿形模压出弧齿齿形；所述冷精整形工序在压力机上用齿形精整模对常温的半成品弧齿齿形施压定形。
2.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮热精锻及冷精整形复合工艺，其特征在于：热精锻成形工序中所用齿形模为开式结构，压出的弧齿齿厚比成品弧齿齿厚厚0.10mm～0.30mm，齿全深比成品齿全深深0.5 mm～1.0mm。
3.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮热精锻及冷精整形复合工艺，其特征在于：冷精整形工序中所用齿形精整模为闭式结构，冷精整形使弧齿齿厚余量金属流向齿槽根部，齿全深等于设计深度。
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