CN103212959A - 一种齿块的成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种挖掘机驱动轮齿块的加工工艺，提供一种成本低、锻后可利用其余热进行热处理的齿块的成形方法，包括将原材料制成齿块的步骤，依次由选坯下料、烧料、粗锻、成形精锻、切边、校正、调质处理、机加工、中频淬火等步骤完成。本发明齿块采用精密热模锻的方法制造成型，锻件组织结构紧密、强度高、精度高、一次精密锻造成型的齿块齿数多，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种挖掘机驱动轮齿块的加工工艺，特别涉及一种驱动轮齿块的成形方法。
背景技术
目前挖掘机多采用履带式行走机构,该行走机构采用整体式履带板,由驱动轮驱动履带板,从而实现整机的移动。驱动轮是履带式行走机构中最关键的驱动零件，承受着强大的冲击载荷，要求有很高的强度与刚度，是挖掘机行走机构驱动平稳可靠的关键，目前，国内外工程机械行业生产的驱动轮大体上有两种加工方法：
一种是采用铸造方法制造整体或齿圈的毛坯，采用铸造方法制造的齿形存在以下几个缺点：
1、由于铸造加工工艺其冷却后形变大，采用这种方法制造的齿形在尺寸精度、位置精度以及表面粗糙度方面一般都很难满足产品的技术要求，在重载的情况下，容易导致驱动轮齿圈与履带板啮合不平稳的现象。
2、铸造本身的缺点是材质的密度低、铸造过程中容易出现砂眼、气孔等缺陷，铸造得来的驱动轮齿圈易出现磨损、裂纹及脱块等现象，如在行驶过程中出现这种情况，严重影响了动力的输出，导致履带挖掘机行走困难，同时在行进时容易出现“蛇行”或“啃轨”等现象，对挖掘机中的其它零部件造成的振动和冲击较大，缩短了履带挖掘机行走机构的寿命。
3、铸造后的驱动轮齿圈，如要对其进行热处理需重新加热驱动轮齿块，不够节能、生产成本较高。
另一种是采用精密模锻的方法来制造齿块毛坯，把驱动轮齿圈分成多个齿块进行精密锻造，采用这种方法制得的成形齿块，虽然结构紧密、强度高、成形质量好，但是，由于齿块的本身的形状是圆弧形，模具的上模从齿块的齿顶圆向齿根圆方向冲压侧锻时，齿块径向边缘外两侧的齿形，模具很能难锻造成形，故现有技术一次锻造得来的齿块一般都只有三个齿形，其一次锻造成形的齿数不够多，造成生产成本高，效率低下，如日本小松制作所生产的齿块也只有三个齿形。
发明内容
本发明目的是提供一种成本低、生产效率高且锻后可利用其余热进行热处理的齿块的成形方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种齿块的成形方法，包括将原材料制成齿块的步骤：
1）选坯及下料：选择要锻造的原材料，按模具加工的尺寸对原材料进行定量、剪切成所需要的坯料；
2）烧料：将坯料置入炉中加热至始锻温度为1000℃～1100℃之间;
3）粗锻：利用锻打机器对加热后的坯料进行反复锻打，使之产生塑性变形，从而获得仿形齿坯;
4）成形精锻：将粗锻后的仿形齿坯送到成型模具中，对其进行齿面、齿形的成形精锻，得到成形齿坯；
5）切边：将成形齿坯脱模后，置入修边模具进行飞边切除;
6）校正：切边后的成形齿坯送到稳型模具中,对其进行零件的加压稳形处理，达到零件要求的尺寸；
7）调质处理：稳形后成形齿坯的终锻温度为950℃～900℃之间,将成形齿坯冷却至880℃～830℃之间，然后对其进行调质处理；
8）机加工：将调质处理后的成形齿坯送去机加工，对成形齿坯径向边缘外两侧（1）的齿形进行精加工及其齿面外观上的修整，从而得到齿形、齿面都符合标准的齿块；
9）中频淬火：将机加工后齿块送入中频机对其进行齿部的中频淬火。
进一步：所述第二步中的始锻温度为1050℃。
进一步：所述第三步中的锻打机器为空气锤。
进一步：所述第二步中的始锻温度为1100℃。
进一步：所述第三步中的锻打机器为空气锤。
本发明有益效果是：本发明齿块先在成型精锻中锻一5个齿数的成形齿坯，然后通过机加工对成形齿坯径向边缘外两侧的齿形进行精加工，从而得到标准的5个齿数的齿块，提高了生产效率，经过反复锻打后的齿块，组织结构紧密、强度高、成形质量好、使用寿命长且本发明齿块锻后利用其余热可直接对其进行调质处理，无需多次加热，使锻造与热处理合二为一，减少一道热处理工艺，提高了锻造成品的精度、降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明实施例成形精锻后的结构示意图；
图2是本发明实施例机加工后的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例一：一种齿块的成形方法，包括将原材料制成齿块的步骤：
1）选坯及下料：选择要锻造的原材料（圆钢及其其它棒状金属材料），按模具加工的尺寸对其进行定量、剪切成所需要的坯料，检查无裂纹后作为待加工的坯料；
2）烧料：将坯料置入加热炉中加热至始锻温度为1050℃，所述始锻温度是指将坯料置入加热炉中加热后的最初温度；
3）粗锻：利用空气锤对加热后的坯料施加压力，对其进行反复锻打使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的仿形齿坯，经过锻打后的齿坯材质密度进一步提高，零件的耐磨度高，这一步需要技能比较熟练的熟练工人操作；
4）成形精锻：将粗锻后的仿形齿坯送到成型模具中，对其进行齿面、齿形的成形精锻，使齿面、齿形达到规定的要求，如图1为成形精锻后的成形齿坯，其锻造后齿块的齿数为5个，成形精锻时，其模具分上模与下模，下模固定在机座上，上模固定在冲柱上，把仿形齿坯放入下模里，冲柱带着上模从仿形齿坯的齿顶圆向齿根圆方向冲压侧锻，仿形齿坯径向边缘外两侧（1）的齿形锻造时为一直线，此直线可通过后面的机加工处理;
5）切边：将成形齿坯脱模后，置入修边模具进行飞边切除;
6）校正：切边后的成形齿坯送到稳型模具中,对其进行零件的加压稳形处理，以达到零件的尺寸要求；
7）调质处理：稳形后成形齿坯的终锻温度为900℃，所述终锻温度是指零件锻后的温度，将成形齿坯冷却至850℃后直接对成形齿坯进行调质处理，所述的调质处理是将成形齿坯淬火后再高温回火至540℃，消除锻件的应力，提高零件的硬度，改善零件的金属切削性能，调质处理后再将成形齿坯过水，可去碎性，本发明齿块锻后可利用其余热直接对其进行调质处理，无需多次加热，使锻造与热处理合二为一，减少一道热处理工艺，降低了生产成本，生产效率高。
8）机加工： 将调质处理后的成形齿坯（图1）送去机加工，对其进行外观上的修整及其成形齿坯径向边缘外两侧（1）的齿形的精加工，把锻造后成形齿坯外两侧（1）的直线加工成标准的渐开线，从而得到标准的齿块，如图2为机加工后的齿块，其成形齿坯外两侧（2）为标准的渐开线，其齿面、齿形都达到了标准的要求；
9）中频淬火：将机加工后的齿块，如图2，送入中频机对其进行齿部的中频淬火，利用中频率的感应电流对齿块齿部表面迅速加热，随后立即冷却，从而增强了齿部的硬度，消除了齿部的应力。
实施例二：一种齿块的成形方法，包括将原材料制成齿块的步骤：
1）选坯及下料：选择要锻造的原材料（圆钢及其其它棒状金属材料），按模具加工的尺寸对其进行定量、剪切成所需要的坯料，检查无裂纹后作为待加工的坯料；
2）烧料：将坯料置入加热炉中加热至始锻温度为1100℃，所述始锻温度是指将坯料置入加热炉中加热后的最初温度；
3）粗锻：利用空气锤对加热后的坯料施加压力，对其进行反复锻打使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的仿形齿坯，经过锻打后的齿坯材质密度进一步提高，零件的耐磨度高，这一步需要技能比较熟练的熟练工人操作；
4）成形精锻：将粗锻后的仿形齿坯送到成型模具中，对其进行齿面、齿形的成形精锻，使齿面、齿形达到规定的要求，如图1为成形精锻后的成形齿坯，其锻造后齿块的齿数为5个，成形精锻时，其模具分上模与下模，下模固定在机座上，上模固定在冲柱上，把仿形齿坯放入下模里，冲柱带着上模从仿形齿坯的齿顶圆向齿根圆方向冲压侧锻，仿形齿坯径向边缘外两侧（1）的齿形锻造时为一直线，此直线可通过后面的机加工处理;
5）切边：将成形齿坯脱模后，置入修边模具进行飞边切除;
6）校正：切边后的成形齿坯送到稳型模具中,对其进行零件的加压稳形处理，以达到零件的尺寸要求；
7）调质处理：稳形后成形齿坯的终锻温度为950℃，所述终锻温度是指零件锻后的温度，将成形齿坯冷却至850℃后直接对成形齿坯进行调质处理，所述的调质处理是将成形齿坯淬火后再高温回火至540℃，消除锻件的应力，提高零件的硬度，改善零件的金属切削性能，调质处理后再将成形齿坯过水，可去碎性，本发明齿块锻后可利用其余热直接对其进行调质处理，无需多次加热，使锻造与热处理合二为一，减少一道热处理工艺，降低了生产成本，生产效率高。
8）机加工： 将调质处理后的成形齿坯（图1）送去机加工，对其进行外观上的修整及其成形齿坯径向边缘外两侧（1）的齿形的精加工，把锻造后成形齿坯外两侧（1）的直线加工成标准的渐开线，从而得到标准的齿块，如图2为机加工后的齿块，其成形齿坯外两侧（2）为标准的渐开线，其齿面、齿形都达到了标准的要求；
9）中频淬火：将机加工后的齿块，如图2，送入中频机对其进行齿部的中频淬火，利用中频率的感应电流对齿块齿部表面迅速加热，随后立即冷却，从而增强了齿部的硬度，消除了齿部的应力。
本发明齿块先在成型精锻中锻一5个齿数的成形齿坯，然后通过机加工对成形齿坯径向边缘外两侧的齿形进行精加工，从而得到标准的5个齿数的齿块，提高了生产效率，经过反复锻打后的齿块，组织结构紧密、强度高、成形质量好、使用寿命长且本发明齿块锻后利用其余热可直接对其进行调质处理，无需多次加热，使锻造与热处理合二为一，减少一道热处理工艺，提高了锻造成品的精度、降低了生产成本。
Claims (5)
1.一种齿块的成形方法，包括将原材料制成齿块的步骤，其特征在于：
1）选坯及下料：选择要锻造的原材料，按模具加工的尺寸对原材料进行定量、剪切成所需要的坯料；
2）烧料：将坯料置入炉中加热至始锻温度为1000℃～1100℃之间;
3）粗锻：利用锻打机器对加热后的坯料进行反复锻打，使之产生塑性变形，从而获得仿形齿坯;
4）成形精锻：将粗锻后的仿形齿坯送到成型模具中，对其进行齿面、齿形的成形精锻，得到成形齿坯；
5）切边：将成形齿坯脱模后，置入修边模具进行飞边切除;
6）校正：切边后的成形齿坯送到稳型模具中,对其进行零件的加压稳形处理，达到零件要求的尺寸；
7）调质处理：稳形后成形齿坯的终锻温度为950℃～900℃之间,将成形齿坯冷却至880℃～830℃之间，然后对其进行调质处理；
8）机加工：将调质处理后的成形齿坯送去机加工，对成形齿坯径向边缘外两侧（1）的齿形进行精加工及其齿面外观上的修整，从而得到齿形、齿面都符合标准的齿块；
9）中频淬火：将机加工后齿块送入中频机对其进行齿部的中频淬火。
2.根据权利要求1所述的齿块的成形方法，其特征在于：所述第二步中的始锻温度为1050℃。
3.根据权利要求2所述的齿块的成形方法，其特征在于：所述第三步中的锻打机器为空气锤。
4.根据权利要求1所述的齿块的成形方法，其特征在于：所述第二步中的始锻温度为1100℃。
5.根据权利要求4所述的齿块的成形方法，其特征在于：所述第三步中的锻打机器为空气锤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130724 |