CN104759847A - 一种链轮温挤压成形方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及齿形链轮,特指一种链轮温挤压成形方法与装置,方法包括下料的步骤、平端面、倒角和磨外圆的步骤、浸涂润滑剂的步骤、中频感应加热的步骤、温挤压成形的步骤、钻孔的步骤和检查的步骤,其特征在于:采用WS-4水剂石墨为润滑剂,均匀浸涂在坯料表面,并将水剂石墨喷涂在凸凹模上,以水剂石墨为润滑剂,不仅可以防止石墨在550-600℃时氧化;还可使其在温挤温度范围内保持润滑性能;同时,将水剂石墨喷涂在凸凹模上,既可保证良好得润滑性能,又对模具起到冷却作用。
Description
技术领域
本发明涉及齿形链轮,特指一种链轮温挤压成形方法与装置,用以提高链轮的加工效率。
背景技术
目前,齿形链轮主要运用铣削工艺来加工,存在着效度低,成本高,机床设计、制造难度较大,加工品种单一,不能满足大批量生产的需要等一系列问题,对于大批量、机械固定的链轮,可以设计专用机床加工,但成本较高,品种单一,无法满足大批量、多样化的市场需求,此外,齿形链轮加工需要专用成形铣刀,铣刀成本高,采用单角度铣刀或者三面刃铣刀替代专用成形铣刀,又会带来工艺复杂,效率较低问题,同时加工的链轮齿形精度低,部分齿形表面质量达不到技术要求,在实际应用中工作平稳性差,使用寿命短;温挤压成形技术是一种无切削精密塑性成形工艺方法,成形零件具有强度高、刚性好、重量轻,精度和表面粗糙度高等优点,与冷挤压相比较,具有生产效率高、节省原材料、改善产品性能等优点;与热挤压相比较,使得坯料在加热过程中产生过热、氧化、脱碳的可能性降低,产品的尺寸精度与表面粗糙度得到保证,产品的力学性能也更好,由于温挤压技术具有上述优势,成为链轮精密成形技术最有前途的工艺方法。
发明内容
本发明专利的目的是:针对上述问题,克服链轮加工材料的低利用率,高制造成本和低加工效率。
本发明专利的工艺流程:下料→平端面、倒角、磨外圆→浸涂润滑剂→中频感应加热→温挤压成形→钻孔→检查。
一种链轮温挤压成形方法,包括下料的步骤、平端面、倒角和磨外圆的步骤、浸涂润滑剂的步骤、中频感应加热的步骤、温挤压成形的步骤、钻孔的步骤和检查的步骤,其特征在于:采用WS-4水剂石墨为润滑剂,均匀浸涂在坯料表面,并将水剂石墨喷涂在凸凹模上,以水剂石墨为润滑剂,不仅可以防止石墨在550-600℃时氧化;还可使其在温挤温度范围内保持润滑性能;同时,将水剂石墨喷涂在凸凹模上,既可保证良好得润滑性能,又对模具起到冷却作用。
本发明采用中频感应加热,其工艺参数:加热装置采用箱式电阻炉,电源频率2500Hz,功率100kW,加热时间3min。
采用本发明的温挤压成形方法加工时间为8-10s,其效率是机加工的60倍,材料利用率由40%提高到90%,每件节约生产成本50%,同时还具有操作简便,工作环境清洁,废料少,无污染,噪音低等优点。
所述温挤压成形采用的模具结构如下:其包括上模部分、下模部分、卸料部分、凹模冷却装置以及导向装置。
所述的上模部分包括上模座、上垫块外圈、上模垫块、凸模。
所述的下模部分包括下模座、预应力圈、齿形凹模、柱形凹模。
所述的卸料部分由顶杆和顶出器组成,顶杆位于顶出器下方,用于支承在顶出器。
所述的凹模冷却装置中,预应力圈的内壁开设若干环形水槽,使得冷却水从注水管进入,环绕数周内圈,带走凹模中的热量,同时,该模具中的冷却水的流动方向为下进上出。
所述的导向装置由导柱和导套组成,导柱和导套之间采用间隙配合,导套和上模座之间采用过盈配合,导柱和下模座之间采用过盈配合。
上述结构属于常规结构,这里不再详细表述,模具的主要创新之处在于:所述的凹模包括齿形凹模和柱形凹模,齿形凹模和柱形凹模位于预应力圈内,齿形凹模位于柱形凹模的上方,其特征在于,齿形凹模和柱形凹模都与预应力圈采用过盈配合,过盈量为0~0.2mm,型腔脱膜斜度为4°,便于模具的安装和换取。
附图说明
图1 本发明工艺过程示意图。
图2 本发明链轮温挤压模具示意图。
其中:1-上模座;2-上垫块外圈;3-上模垫块;4-凸模;5-预应力圈;6-齿形凹模;7-柱形凹模;8-顶出器;9-顶杆;10-下模座;11-导柱;12-冷却液进口;13-冷却液出口;14-导套。
图3为本发明齿形凹模结构主视图。
图4为本发明齿形凹模结构俯视图。
图5为本发明凸模结构主视图。
图6为本发明凸模结构俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方案进行详细的说明。
(1) 本发明链轮温挤压模具如图2所示包括上模座1、上垫块外圈2、上模垫块3、凸模4、预应力圈5、齿形凹模6、柱形凹模7、顶出器8、顶杆9、下模座10、导柱11、冷却液进口12、冷却液出口13、导套14。
齿形凹模结构示意图如图3和4所示,凸模结构示意图如图5和6所示。
所述的凹模的特征在于,齿形凹模6和柱形凹模7与预应力圈5采用过盈配合,过盈量为0~0.2mm,型腔脱膜斜度为4°。
所述的凹模冷却装置中,预应力圈5的内壁开设若干环形水槽,使得冷却水从注水管进入,环绕数周内圈,带走凹模中的热量。同时,该模具中的冷却水的流动方向为下进上出。
所述的导向装置由导柱11和导套14组成,导柱11和导套14之间采用间隙配合,导套14和上模座1之间采用过盈配合,导柱11和下模座10之间采用过盈配合。
(2) 具体实施步骤如下(参见图1):
第1步:前处理
根据目标链轮齿形件确定坯料尺寸,并进行平端面、倒角、磨外圆等前处理。
第2步:浸涂润滑剂
采用WS-4水剂石墨为润滑剂,均匀浸涂在坯料表面,并将水剂石墨喷涂在凸凹模上;以水剂石墨为润滑剂,不仅可以防止石墨在550-600℃时氧化;还可使其在温挤温度范围内保持润滑性能;同时,将水剂石墨喷涂在凸凹模上,既可保证良好得润滑性能,又对模具起到冷却作用。
第3步:中频感应加热
将棒料预热到80-120℃,然后送入箱式电阻炉加热,加热温度控制在550-600℃;箱式电阻炉的工艺参数:电源频率2500Hz,功率100kW,加热时间3min,使得毛坯内外温度一致。
第4步:温挤压成形
将加热好的毛坯安装到模具上,对加热好的毛坯进行温挤压成形,参见图2,此磨具采用凸模上置,生产时间8-10s。
第5步:钻孔处理
采用钻床对温挤压成形件进行钻孔处理,即得到所需要规格的链轮。
Claims (5)
1.一种链轮温挤压成形方法,包括下料的步骤、平端面、倒角和磨外圆的步骤、浸涂润滑剂的步骤、中频感应加热的步骤、温挤压成形的步骤、钻孔的步骤和检查的步骤,其特征在于:采用WS-4水剂石墨为润滑剂,均匀浸涂在坯料表面,并将水剂石墨喷涂在凸凹模上,以水剂石墨为润滑剂,不仅可以防止石墨在550-600℃时氧化;还可使其在温挤温度范围内保持润滑性能;同时,将水剂石墨喷涂在凸凹模上,既可保证良好得润滑性能,又对模具起到冷却作用。
2.如权利要求1所述的一种链轮温挤压成形方法,其特征在于:所述中频感应加热,其工艺参数:加热装置采用箱式电阻炉,电源频率2500Hz,功率100kW,加热时间3min。
3.如权利要求1所述的一种链轮温挤压成形方法,其特征在于:所述温挤压成形方法加工时间为8-10s,其效率是机加工的60倍,材料利用率由40%提高到90%,每件节约生产成本50%,同时还具有操作简便,工作环境清洁,废料少,无污染,噪音低等优点。
4.如权利要求1所述的一种链轮温挤压成形方法,所述温挤压成形方法采用的模具包括下模部分,所述的下模部分包括下模座、预应力圈、齿形凹模、柱形凹模,所述齿形凹模和柱形凹模位于预应力圈内,齿形凹模位于柱形凹模的上方,其特征在于,齿形凹模和柱形凹模都与预应力圈采用过盈配合,过盈量为0~0.2mm,型腔脱膜斜度为4°,便于模具的安装和换取。
5.如权利要求1所述的一种链轮温挤压成形方法,其特征在于具体步骤如下:
第1步:前处理:
根据目标链轮齿形件确定坯料尺寸,并进行包括平端面、倒角和磨外圆在内的前处理工艺;
第2步:浸涂润滑剂:
采用WS-4水剂石墨为润滑剂,均匀浸涂在坯料表面,并将水剂石墨喷涂在温挤压成形所用的凸凹模上;以水剂石墨为润滑剂,不仅可以防止石墨在550-600℃时氧化;还可使其在温挤温度范围内保持润滑性能;同时,将水剂石墨喷涂在凸凹模上,既可保证良好得润滑性能,又对模具起到冷却作用;
第3步:中频感应加热:
将棒料预热到80-120℃,然后送入箱式电阻炉加热,加热温度控制在550-600℃;箱式电阻炉的工艺参数:电源频率2500Hz,功率100kW,加热时间3min,使得毛坯内外温度一致;
第4步:温挤压成形:
将加热好的毛坯安装到模具上,对加热好的毛坯进行温挤压成形,生产时间8-10s;
第5步:钻孔处理:
采用钻床对温挤压成形件进行钻孔处理,即得到所需要规格的链轮。
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