CN107387724A - 一种中空齿环及其生产工艺 - Google Patents

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蒋卫东
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Abstract

本发明提供一种中空齿环，包括环形本体，所述环形本体的环形外侧形成有多个以所述环形本体的中心轴为中心匀布的凸齿，所述环形本体的内部具有空腔，且所述环形本体的环形内侧具有与所述空腔连通的开口。本发明还提供了上述中空齿环的生产工艺。通过在齿环的本体内部设置空腔，节省了齿环所需要的材料，材料利用率相对较高且生产成本相对较低，同时通过采用铸造成型的方式获得齿环的毛坯，且毛坯通过砂芯形成中空结构，有效避免了传统齿环铸造成型容易出现的铸造收缩或铸造变形，产品不良率相对较低、力学性能相对较好，此外铸造所需的补缩口也相对较小，也有助于提高材料利用率。

Description

一种中空齿环及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种机械传动件及其生产工艺，尤其是一种中空齿环及其生产工艺。
背景技术
齿环根据其齿形的不同也称为直齿轮、斜齿轮或链轮，是一种常见的机械传动件，广泛应用与各类机械设备中。传统生产中，齿环通常采用锻造成型的方式进行生产，所获得的齿环通常为实心齿环，材料利用率相对较低，且在锻造过程中齿环的齿侧容易崩裂，产品不良率相对较高。
有部分企业采用铸造成型的方式生产齿环，所获得的齿环也为实心齿环，同样存在材料利用率相对较低的问题，且这种生产工艺获得的齿环，容易出现铸造收缩或变形，产品不良率也相对较高，同时其内部不可避免会存在气孔，力学性能相对较差。
此外，也有企业采用数控加工中心直接机加工获得齿环，但是这种生产工艺获得的齿环同样是实心结构的，且单个齿环的生产时间相对较长，生产成本相对较高。
有鉴于此，本申请人对齿环的结构及其生产工艺进行了深入的研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种材料利用率相对较高且生产成本相对较低的中空齿环及其生产工艺。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种中空齿环，包括环形本体，所述环形本体的环形外侧形成有多个以所述环形本体的中心轴为中心匀布的凸齿，所述环形本体的内部具有空腔，且所述环形本体的环形内侧具有与所述空腔连通的开口。
作为本发明的一种改进，所述环形本体在所述开口的位置处设置有多个以所述环形本体的中心轴为中心匀布的支撑柱。
作为本发明的一种改进，各所述支撑柱上分别开设有穿孔，各所述穿孔的中心轴分别与所述环形本体的中心轴相互平行布置。
作为本发明的一种改进，所述环形本体为铬镍钼合金本体。
作为本发明的一种改进，所述环形本体在所述凸齿位置的壁厚大于所述环形本体在相邻两个所述凸齿之间位置的壁厚。
一种中空齿环的生产工艺，包括以下步骤，
S1：铸造，在铸造设备上铸造成型获得毛坯，所述毛坯呈环形且其内部具有空腔，所述毛坯的环形外侧成型有多个以所述毛坯的中心轴为中心匀布的凸齿，所述毛坯的环形内侧形成有与所述空腔连通的开口，所述开口的位置处成型有多个以所述环形本体的中心轴为中心匀布的支撑柱；
S2：孔加工，使用冲孔或钻孔设备在所述支撑柱上加工出穿孔，获得中空齿环，所述穿孔的中心轴分别与所述环形本体的中心轴相互平行布置。
作为本发明的一种改进，在步骤S1中，铸造所使用的材料为铬镍钼合金。
作为本发明的一种改进，步骤S2完成后，还对所述中空齿环进行了热处理。
采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1、通过在齿环的本体内部设置空腔，节省了齿环所需要的材料，材料利用率相对较高且生产成本相对较低。
2、通过采用铸造成型的方式获得齿环的毛坯，且毛坯通过砂芯形成中空结构，有效避免了传统齿环铸造成型容易出现的铸造收缩或铸造变形，产品不良率相对较低、力学性能相对较好，此外铸造所需的补缩口也相对较小，也有助于提高材料利用率。
3、通过采用铬镍钼合金，有助于提高齿环的力学性能。
附图说明
图1为本发明中空齿环的结构示意图；
图2为本发明中空齿环的剖切结构示意图。
图中标示对应如下：
10-环形本体； 11-凸齿；
12-空腔； 13-开口；
14-支撑柱； 15-穿孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1和图2所示，本实施例提供的中空齿环，包括环形本体10，优选为铬镍钼合金本体，以确保环形本体10具有较好的强度和耐磨性能。该环形本体10的环形外侧形成有多个以环形本体10的中心轴为中心匀布的凸齿11，凸齿11可以为直齿、斜齿、链齿或其他齿形的凸齿，根据实际需要进行选择。需要说明的是，在本实施例中，环形本体10的环形外侧是指环形本体10远离其中心轴的一侧，相对应的另一侧为环形本体10的环形内侧。
环形本体10的内部具有空腔12，在环形本体10的径向截面上，空腔12呈T字形。环形本体10的环形内侧具有与空腔12连通的开口13，优选的，在本实施例中，环形本体10在开口13的位置处设置有多个以环形本体10的中心轴为中心匀布的支撑柱14，各支撑柱14都与环形本体10一体连接，且这些支撑柱14将开口13分隔为多个口部。同时，各支撑柱14上分别开设有穿孔15，即穿孔15有多个，各穿孔15的中心轴分别与环形本体10的中心轴相互平行布置。
此外，在本实施例中，环形本体10在凸齿11所在位置的壁厚大于环形本体10在相邻两个凸齿之间位置的壁厚，确保凸齿11位置不易开裂，提高齿环的使用寿命。
本实施例还提供了一种中空齿环的生产工艺，该生产工艺可用于生产本实施例提供的中空齿环。该生产工艺包括以下步骤：
S1：铸造，以铬镍钼合金为原料，在铸造设备上铸造成型获得毛坯，毛坯呈环形且其内部具有空腔，该空腔通过在铸造模具中设置砂芯来实现。毛坯的环形外侧成型有多个以毛坯的中心轴为中心匀布的凸齿，凸齿的齿形可根据实际需要设置。此毛坯的环形内侧形成有与空腔连通的开口，这样成型后砂芯可以从该开口倒出。此外，开口的位置处成型有多个以环形本体的中心轴为中心匀布的支撑柱，支撑柱用于对毛坯位于凸齿两侧的侧面进行支撑，同时可避免成型后的齿环产生变形。
S2：孔加工，使用冲孔或钻孔设备在支撑柱上加工出穿孔，获得中空齿环，该穿孔的中心轴分别与环形本体的中心轴相互平行布置。
S3，热处理，对完成孔加工的中空齿环进行了热处理，由于本实施例的齿环为中空结构，可以采用中频热处理代替与传统实心结构的齿环所采用的高频热处理，不仅较为节能，而且可有效提高中空齿环的抗扭和抗压性能。
上面结合具体实施例对本发明做了详细的说明，但是本发明的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本发明做出各种变形，如选择其他的合金材料代替上述实施例中的铬镍钼合金等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种中空齿环，包括环形本体，其特征在于，所述环形本体的环形外侧形成有多个以所述环形本体的中心轴为中心匀布的凸齿，所述环形本体的内部具有空腔，且所述环形本体的环形内侧具有与所述空腔连通的开口。
2.如权利要求1所述的中空齿环，其特征在于，所述环形本体在所述开口的位置处设置有多个以所述环形本体的中心轴为中心匀布的支撑柱。
3.如权利要求2所述的中空齿环，其特征在于，各所述支撑柱上分别开设有穿孔，各所述穿孔的中心轴分别与所述环形本体的中心轴相互平行布置。
4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的中空齿环，其特征在于，所述环形本体为铬镍钼合金本体。
5.如权利要求1-3中任一权利要求所述的中空齿环，其特征在于，所述环形本体在所述凸齿位置的壁厚大于所述环形本体在相邻两个所述凸齿之间位置的壁厚。
6.一种中空齿环的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤，
S1：铸造，在铸造设备上铸造成型获得毛坯，所述毛坯呈环形且其内部具有空腔，所述毛坯的环形外侧成型有多个以所述毛坯的中心轴为中心匀布的凸齿，所述毛坯的环形内侧形成有与所述空腔连通的开口，所述开口的位置处成型有多个以所述环形本体的中心轴为中心匀布的支撑柱；
S2：孔加工，使用冲孔或钻孔设备在所述支撑柱上加工出穿孔，获得中空齿环，所述穿孔的中心轴分别与所述环形本体的中心轴相互平行布置。
7.如权利要求6所述的中空齿环的生产工艺，其特征在于，在步骤S1中，铸造所使用的材料为铬镍钼合金。
8.如权利要求6或7所述的中空齿环的生产工艺，其特征在于，步骤S2完成后，还对所述中空齿环进行了热处理。
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