CN105689612A - 一种新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法 - Google Patents

一种新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法，它包括对模具钢料块的改形锻造，改形锻造后的模具毛坯成为了改锻模块；启动压力机，将改形锻造后的改锻模块置于模套内，按下滑块下行按钮，滑块连同固定于其上的模架附件及上齿形模下行完成打击动作；然后压力机上滑块回升，上齿形模脱离原改锻模块直至压力机的上死点，在上滑块回升的过程中，启动下顶料机构，顶料杆向上伸出，将已成形的齿形模具顶出，由人工或机械手将齿形模具移到指定位置，小心码放缓冷后后将齿形型腔进行抛丸处理；然后对齿形型腔锻件进行热前粗加工、真空淬火、热后精加工等处理方法；本发明具有模具钢材料利用率高、齿形模具的加工效率高的优点。

Description

一种新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法
技术领域
本发明属于模具锻造领域，具体涉及一种新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法。
背景技术
精锻直齿差速器锥齿轮因具有节能、节材、结实耐用而逐渐代替传统的切削齿轮，在齿轮的精密锻造及加工过程中，模具费用约占锻件成本的的30％还略强，而国内同类行业恐怕也不低于25％；因此，要想降低锻件成本，必须降低模具的制造费用、提高模具的使用寿命，而齿轮精锻行业所提及的模具寿命，大多情况下又专指齿形模具，其寿命直接影响齿轮锻件的锻造成本；而齿形模具寿命又与模具的材质、加工方法、热处理质量、型腔光洁度及其它表面技术应用等密切相关；在其它条件同等的情况下，齿形模具费用以及寿命受加工方法的影响很大；传统的齿模加工流程大致为：模具材料采购→检验合格→自由锻改锻→热处理球化退火→粗车加工→热处理→精加工→采用已加工检验合格的紫铜齿形电极，电腐蚀加工齿模型腔→抛光处理→检验合格入库，因此需要一种齿形模具材料的利用率高、齿形模具的加工效率高、具有镜面效果、齿形精度高、寿命长的新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种齿形模具材料的利用率高、齿形模具的加工效率高、具有镜面效果、齿形精度高、寿命长的新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法。
本发明的目的是这样实现的：一种新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法，其包括如下步骤：
A、取模具钢料块，对模具钢料块进行改形锻造，始锻温度为1160～1180℃，对料块缓慢加热，使温升速度逐渐加快，保证热透，在改形锻造过程中，始锻最高温度宜逐火次渐低，最终火次的始锻温度控制在1000～1050℃，而最后净成形齿形型腔时的终锻温度应不低于900℃，改形锻造后的模具钢料块成为了改锻模块；
B、启动压力机，将步骤A改形锻造后的改锻模块，置于已安装、紧固好并经过对模的模套内，按下滑块下行按钮，滑块连同固定于其上的模架附件及上齿形模下行，完成打击动作；
C、然后压力机上滑块回升，上齿形模脱离原改锻模块直至压力机的上死点，在上滑块回升的过程中，启动下顶料机构，顶料杆向上伸出，将已成形的齿形模具顶出，由人工或机械手将齿形模具移到指定位置，小心码放缓冷后将齿形型腔进行抛丸处理；
D、然后再对步骤C中抛丸处理后的齿形型腔进行如下处理：首先以齿形定位，加工外轮廓，然后以已加工外圆及端面定位、夹紧，车加工另一端面及背锥面，最后钻、车内孔(以上粗加工各面，均预留热处理后精加工余量0.5mm)；
E、将步骤D处理过的齿形模块进行真空热处理；
F、将步骤E真空热处理过的齿形模块进行精加工，同样以齿形定位，精加工外轮廓，最后以已加工外圆及端面定位、夹紧，车加工另一端面及背锥面，精车内孔，最终进入齿形型腔的精加工程序，利用高速数控铣，找正齿形及内孔后，按照事先编好的程序，依次进行粗铣、半精铣、精铣，加工出最终所需的齿形型腔。
所述的步骤B中的改锻模块的温度在900～1050℃范围内。
所述的步骤C中的齿形模具，其外圆、上下端面及背锥面均预留余量2.5mm。
所述的步骤C中的齿形型腔，其齿顶、齿根、齿侧面及下底面均留余量1mm。
所述的步骤C中的顶料杆向上伸出，其顶料杆是在液压或气动作用下运动。
所述的步骤D中的粗加工各面，均预留热处理后精加工余量0.5mm。
本发明的有益效果：
1、对齿形型腔的加工方法，达到齿形模具的制造节材、高效及少破坏材料的金属纤维流向，进而达到提升齿型模具的使用寿命。
2、对模具钢料块进行改形锻造，模具钢料块的改形锻造加工，可以改进锻件致密度，改变锻件流线方向或使流线弯曲，改善锻件碳化物的分布状态，消除各向异性，以求获得所需要的毛坯几何形状及所需要模块的内部组织和使用性能。
3、依照该整体方案加工出的齿形型腔，齿面可达镜面效果。
4、齿形精度可达GB11365-89之六级或七级精度，关键是齿形型腔属少切削加工，经锻造成形的齿形型腔，金属流线少有遭到切断、破坏，故提高了齿模型腔的使用寿命。
5、经大量跟踪实验，利用该方案制造的齿形模具，可提高模具材料的利用率15％，使用寿命可提高50％以上。
本发明具有齿形模具材料的利用率高、齿形模具的加工效率高、具有镜面效果、齿形精度高、寿命长的优点。
附图说明
图1为将改锻模块置于已安装好并经过对模的模套内的示意图。
图2为滑块连同固定于其上的模架附件及上齿形模下行完成打击动作示意图。
图3为将已成形的齿形模具顶出示意图。
图中：1、上齿形模2、改锻模块3、模套4、顶料杆5、齿形模具。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
一种新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法，其包括如下步骤：
A、取模具钢料块，对模具钢料块进行改形锻造，始锻温度为1160～1180℃，对料块缓慢加热，使温升速度逐渐加快，保证热透，在改形锻造过程中，始锻最高温度宜逐火次渐低，最终火次的始锻温度控制在1000～1050℃，而最后净成形齿形型腔时的终锻温度应不低于900℃，改形锻造后的模具钢料块成为了改锻模块；
B、启动压力机，将步骤A改形锻造后的改锻模块，置于已安装、紧固好并经过对模的模套内，按下滑块下行按钮，滑块连同固定于其上的模架附件及上齿形模下行，完成打击动作；
C、然后压力机上滑块回升，上齿形模脱离原改锻模块直至压力机的上死点，在上滑块回升的过程中，启动下顶料机构，顶料杆向上伸出，将已成形的齿形模具顶出，由人工或机械手将齿形模具移到指定位置，小心码放缓冷后将齿形型腔进行抛丸处理；
D、然后再对步骤C中抛丸处理后的齿形型腔进行如下处理：首先以齿形定位，加工外轮廓，然后以已加工外圆及端面定位、夹紧，车加工另一端面及背锥面，最后钻、车内孔(以上粗加工各面，均预留热处理后精加工余量0.5mm)；
E、将步骤D处理过的齿形模块进行真空热处理；
F、将步骤E真空热处理过的齿形模块进行精加工，同样以齿形定位，精加工外轮廓，最后以已加工外圆及端面定位、夹紧，车加工另一端面及背锥面，精车内孔，最终进入齿形型腔的精加工程序，利用高速数控铣，找正齿形及内孔后，按照事先编好的程序，依次进行粗铣、半精铣、精铣，加工出最终所需的齿形型腔。

Claims (6)

1.一种新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法，其特征在于：其包括如下步骤：
A、取模具钢料块，对模具钢料块进行改形锻造，始锻温度为1160～1180℃，对料块缓慢加热，使温升速度逐渐加快，保证热透，在改形锻造过程中，始锻最高温度宜逐火次渐低，最终火次的始锻温度控制在1000～1050℃，而最后净成形齿形型腔时的终锻温度应不低于900℃，改形锻造后的模具钢料块成为了改锻模块；
B、启动压力机，将步骤A改形锻造后的改锻模块，置于已安装、紧固好并经过对模的模套内，按下滑块下行按钮，滑块连同固定于其上的模架附件及上齿形模下行，完成打击动作；
C、然后压力机上滑块回升，上齿形模脱离原改锻模块直至压力机的上死点，在上滑块回升的过程中，启动下顶料机构，顶料杆向上伸出，将已成形的齿形模具顶出，由人工或机械手将齿形模具移到指定位置，小心码放缓冷后将齿形型腔进行抛丸处理；
D、然后再对步骤C中抛丸处理后的齿形型腔进行如下处理：首先以齿形定位，加工外轮廓，然后以已加工外圆及端面定位、夹紧，车加工另一端面及背锥面，最后钻、车内孔；
E、将步骤D处理过的齿形模块进行真空热处理；
F、将步骤E真空热处理过的齿形模块进行精加工，同样以齿形定位，精加工外轮廓，最后以已加工外圆及端面定位、夹紧，车加工另一端面及背锥面，精车内孔，最终进入齿形型腔的精加工程序，利用高速数控铣，找正齿形及内孔后，按照事先编好的程序，依次进行粗铣、半精铣、精铣，加工出最终所需的齿形型腔。
2.如权利要求1所述的一种新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法，其特征在于：所述的步骤B中的改锻模块的温度在900～1050℃范围内。
3.如权利要求1所述的一种新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法，其特征在于：所述的步骤C中的齿形模具，其外圆、上下端面及背锥面均预留余量2.5mm。
4.如权利要求1所述的一种新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法，其特征在于：所述的步骤C中的齿形型腔，其齿顶、齿根、齿侧面及下底面均留余量1mm。
5.如权利要求1所述的一种新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法，其特征在于：所述的步骤C中的顶料杆向上伸出，其顶料杆是在液压或气动作用下运动。
6.如权利要求1所述的一种新型直齿锥齿轮齿形模具近净成形锻造方法，其特征在于：所述的步骤D中的粗加工各面，均预留热处理后精加工余量0.5mm。
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