CN103624129A - 带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺 - Google Patents

带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺 Download PDF

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马飞
邓强
鲍超
李志远
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Abstract

本发明公开了一种带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺，涉及一种塑性加工方法，包括以下步骤：步骤A：将平板坯料加工成预成形坯料，所述预成形坯料为杯形，其侧壁壁厚大于带内外齿壳体零件的侧壁壁厚；步骤B：制作旋轮和芯模，所述旋轮侧壁表面设置有若干用于成形带内外齿壳体零件外齿的轮齿，所述芯模侧壁表面设置有若干用于成形带内外齿壳体零件内齿的轮齿；步骤C：将预成形坯料套在芯模上，使预成形坯料与芯模同步转动，同时使旋轮同步与芯模相向转动，并沿轴向向靠近芯模的方向进给，完成带内外齿壳体零件的旋压成形。本发明工艺步骤简单，生产成本低，成形精度和效率高，性能好，具有很好的实用性。

Description

带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺
技术领域
本发明涉及一种塑性加工方法，尤其涉及一种带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺。
背景技术
传统的旋压成形方法分为两类，即普通旋压和强力旋压。目前通过设计带凹槽的芯模，强力旋压工艺采用外旋和内旋方法可以分别成形带内齿和外齿的壳体零件。但自旋压工艺问世以来，还没有应用于带内外齿薄壁壳体零件的成形。带内外齿壳体零件是机械传动系统广泛应用的关键零部件，目前的加工方法有打齿和多道次拉深两种。打齿工艺是瑞士GROB公司发明的，其打齿专机非常昂贵，并且设备维护、保养非常不便；多道次拉深工艺生产的零件表面质量差、生产效率低、模具寿命低、生产成本高。
面对当今形势，研究一种生产成本较低、性能较好、且简单、高效的带内外齿壳体零件制造方法成为现在该领域技术人员迫切需要解决的技术难题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺，其工艺步骤简单，生产成本低，成形精度和效率高，性能好，具有很好的实用性。
本发明的技术方案是：一种带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺，包括以下步骤：
步骤A：将平板坯料加工成预成形坯料，所述预成形坯料为杯形，其侧壁壁厚大于带内外齿壳体零件的侧壁壁厚；
步骤B：制作旋轮和芯模，所述旋轮侧壁表面设置有若干用于成形带内外齿壳体零件外齿的轮齿，所述芯模侧壁表面设置有若干用于成形带内外齿壳体零件内齿的轮齿；
步骤C：将预成形坯料套在芯模上，使预成形坯料与芯模同步转动，同时使旋轮同步与芯模相向转动，并沿轴向向靠近芯模的方向进给，完成带内外齿壳体零件的旋压成形。
作为优选，旋轮侧壁表面的轮齿根据带内外齿壳体零件外齿制作，其齿形和参数与带内外齿壳体零件外齿相同，芯模侧壁表面的轮齿根据带内外齿壳体零件内齿制作，其齿形和参数与带内外齿壳体零件内齿相同。
作为优选，所述旋轮的工作角α为0-90度，退出角β为0-90度，压光角β’为0-10度，工作圆弧半径ρ为0.1t-5t（t为带内外齿壳体零件的侧壁壁厚），工作面长度L为1-10mm，压光带长度b为1-15mm。
作为优选，旋轮和芯模的转速为10-1000转/分钟。
作为优选，预成形坯料的加工采用拉深工艺。
作为优选，预成形坯料的加工采用旋压成形工艺。
本发明的有益效果是：本发明通过旋轮和芯模的相对旋转，可以直接将杯形的预成形坯料成形为带内外齿壳体零件，该过程仅需十几秒钟，工艺步骤简单，生产效率高。本发明需要的装置结构简单，能够大大降低设备维护费用和工装模具成本，生产成本低。另外本发明通过预成形坯料的侧壁壁厚减薄和轴向流动获得最终零件，成形过程中预成形坯料侧壁壁厚减薄很大，属于体积成形，大大提高了变形区的塑性变形量，解决了薄壁零件成形后回弹量大的工艺缺点，成形后零件的回弹较小，尺寸精度高，具有很好的实用性。
附图说明
图1是本发明预成形坯料的结构示意图；
图2是本发明预成形坯料的剖视图；
图3是本发明旋轮的结构示意图；
图4是本发明旋轮的剖视图；
图5是图4中A处的局部放大图；
图6是本发明芯模的结构示意图；
图7是本发明芯模的剖视图；
图8是本发明的成形加工示意图。
具体实施方式
作为本发明的一种实施方式，如图1至图8所示，一种带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺，包括以下步骤：
步骤A：将平板坯料加工成预成形坯料2，所述预成形坯料2为杯形，其侧壁壁厚大于成形后的带内外齿壳体零件的侧壁壁厚，其底部壁厚与成形后的带内外齿壳体零件的底部壁厚相同。在本实施例中，作为优选，预成形坯料2的加工采用拉深工艺，将平板坯料拉深成杯形的预成形坯料2。当然也可以采用其他工艺，比如旋压成形工艺、机加工艺和挤压工艺等。
步骤B：制作旋轮1和芯模3，所述旋轮1侧壁表面设置有若干用于成形带内外齿壳体零件外齿的轮齿，所述芯模3侧壁表面设置有若干用于成形带内外齿壳体零件内齿的轮齿；
步骤C：将预成形坯料2套在芯模3上，使预成形坯料2与芯模3同步转动，同时使旋轮1同步与芯模3相向转动，并沿轴向向靠近芯模3的方向进给，完成带内外齿壳体零件的旋压成形。在本实施例中，是将芯模3和旋轮1安装在旋压机上，当然也可以采用其他满足该工艺要求的设备和机床。
在本实施例中，作为优选，旋轮1侧壁表面的轮齿根据带内外齿壳体零件外齿制作，其齿形和参数与带内外齿壳体零件外齿相同，芯模3侧壁表面的轮齿根据带内外齿壳体零件内齿制作，其齿形和参数与带内外齿壳体零件内齿相同。所述参数包括齿数，模数，压力角，齿顶高，齿根高，齿宽等等。
在本实施例中，作为优选，所述旋轮1的工作角α为0-90度，退出角β为0-90度，压光角β’为0-10度，工作圆弧半径ρ为0.1t-5t（t为带内外齿壳体零件的侧壁壁厚），工作面长度L为1-10mm，压光带长度b为1-15mm。
在本实施例中，作为优选，旋轮1和芯模3的转速可以根据带内外齿壳体零件的材料、壁厚和齿形等指标在10-1000转/分钟的范围内合理选择。
作为优选，可以首先根据实际生产经验设计成形过程中材料的回弹量，然后根据工艺试验中获得的带内外齿壳体零件形状和尺寸参数进行优化设计。
以上对本发明所提供的一种带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求可规定的构思和范围。

Claims (6)

1. 一种带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A：将平板坯料加工成预成形坯料，所述预成形坯料为杯形，其侧壁壁厚大于带内外齿壳体零件的侧壁壁厚；
步骤B：制作旋轮和芯模，所述旋轮侧壁表面设置有若干用于成形带内外齿壳体零件外齿的轮齿，所述芯模侧壁表面设置有若干用于成形带内外齿壳体零件内齿的轮齿；
步骤C：将预成形坯料套在芯模上，使预成形坯料与芯模同步转动，同时使旋轮同步与芯模相向转动，并沿轴向向靠近芯模的方向进给，完成带内外齿壳体零件的旋压成形。
2.根据权利要求1所述的带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺，其特征在于：旋轮侧壁表面的轮齿根据带内外齿壳体零件外齿制作，其齿形和参数与带内外齿壳体零件外齿相同，芯模侧壁表面的轮齿根据带内外齿壳体零件内齿制作，其齿形和参数与带内外齿壳体零件内齿相同。
3.根据权利要求1或2所述的带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺，其特征在于：所述旋轮的工作角α为0-90度，退出角β为0-90度，压光角β’为0-10度，工作圆弧半径ρ为0.1t-5t（t为带内外齿壳体零件的侧壁壁厚），工作面长度L为1-10mm，压光带长度b为1-15mm。
4.根据权利要求3所述的带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺，其特征在于：旋轮和芯模的转速为10-1000转/分钟。
5.根据权利要求4所述的带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺，其特征在于：预成形坯料的加工采用拉深工艺。
6.根据权利要求4所述的带内外齿壳体零件的旋压成形新工艺，其特征在于：预成形坯料的加工采用旋压成形工艺。
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