CN1102144A - 直齿圆柱齿轮精密模锻-推挤成型工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

将实心圆柱形钢质坯料加热至锻造温度，在摩擦 压力机上一次锻击就锻出直齿圆柱齿轮的全部轮齿， 经过退火和清除氧化皮处理，齿面有少量的金属余 量，在油压机上进行冷推挤精整，将齿面的金属余量 挤至齿端，齿面无需切削加工就使齿形最终成型。实 现这一工艺的精锻工序的装置是一种新型的圆柱齿 轮精锻模；实现这一工艺的冷推挤工序的装置是一种 新型的圆柱齿轮推挤模。

Description

直齿圆柱齿轮的塑性成形工艺是通过金属的塑性变形而形成齿轮的齿形，它主要包括直齿圆柱齿轮的热模锻和冷挤压这两种工艺。
近年来人们对直齿圆柱齿轮的热模锻研究做了很多工作，但由于存在模具寿命低和锻件精度低的缺点，这一工艺一直未能得到应用。
目前直齿圆柱齿轮冷挤压工艺已积累了一定经验，这种工艺是把冷状态下的金属坯料一次挤出所有的齿来，需要很大的变形力，目前只限于生产模数很小的齿轮，应用范围很小。
本发明的目的是将金属塑性成形技术应用于齿轮制造，实现直齿圆柱齿轮的少无切削加工，以取代圆柱齿轮的传统的切削加工工艺，从而提高材料利用率和生产效率，降低生产成本，提高经济效益。
本发明是将热模锻工艺和冷挤压工艺联合起来，并且采用了新型模具结构。将金属坯料加热至锻造温度，用一种新型的直齿圆柱齿轮精锻模在摩擦压力机上一次锻击就使直齿圆柱齿轮的全部轮齿成形，齿轮锻件经过退火和清除氧化皮处理，齿面有少量的金属余量，再用一种新型的圆柱齿轮推挤模在液压机上对齿轮锻件的齿面进行冷推挤精整，从而使齿形最终成形。
图1是本发明提出的直齿圆柱齿轮精锻模及其实施例结构。它包括上模、下模和浮动模三个部件。下模主要包括：下模座11、导柱8、下垫板10、下模块4和顶杆2；浮动模主要包括：浮动模板9、螺栓3和组合凹模。组合凹模的中圈7的下端外圆周有一台阶，使它在浮动模板9上定位。凹模镶块5有内齿、下模块4有外齿，两者间隙配合。浮动模由弹簧1支撑在下模座11上，可沿导柱上下浮动，并由螺栓3限定其上浮的极限位置。工作时，热锻坯放在凹模镶块5内，上模下行，上模块6先与凹模镶块5接触而形成封闭的型腔。随着上模继续下行推动浮动模下浮，使封闭型腔高度变小，锻坯被锻压变形而充满型腔，形成齿轮锻件。上模上行时，浮动模在弹簧1的作用下上浮至其极限位置，顶杆2推动下模块4将工件顶出凹模。
图2是本发明提出直齿圆柱齿轮推挤模结构及其实施例。凹模镶块3的内壁上有内齿，齿的上端有导入角。齿轮锻件经过退火和清除氧化皮以后，放在凹模镶块3的上端，工件的轮齿与凹模镶块的齿间对正。冲头2下移在工件上施力，使工件在模具型腔中贯通而过，使工件齿面受到凹模型腔齿面的挤压精整。从型腔中挤出的工件落在下模座凹槽内的取件板1上，移动取件板1便将工件取出。
本发明提出的直齿圆柱齿轮精密模锻一推挤工艺及装置克服了以往直齿圆柱齿轮热模锻工艺和冷挤压工艺的缺点，保留了其优点。应用本发明取代直齿圆柱齿轮传统的切削加工工艺，使钢材利用率和生产效率显著提高，齿轮生产成本降低，经济效益十分显著。

Claims (14)

1、一种精密模锻一推挤直齿圆柱齿轮的工艺，其特征是将实心圆柱形金属坯料加热至锻造温度，模锻出直齿圆柱齿轮全部轮齿的齿形，经过退火和清除氧化皮处理，齿面有少量的金属余量，再进行冷推挤精整，将齿面的金属余量挤至齿端。
2、实现权利要求1所述工艺的热模锻工序的装置是直齿圆柱齿轮精锻模，它包括上模、下模和浮动模这三个部件。
3、根据权利要求2所述的浮动模部件主要由浮动模板、组合凹模和螺栓组成。
4、根据权利要求3所述的组合凹模，其特征是中圈下端外圆周有一台阶，以此台阶将组合凹模定位在浮动模板上。
5、根据权利要求3所述的浮动模板，其特征是板的下表面有数个螺纹孔。
6、如权利要求2所述的下模部件主要由下模座、导柱、下垫板、下模块、顶杆和弹簧组成。
7、如权利要求6所述的下模座，其特征是模座上有数个台阶通孔。
8、如权利要求6所述的下模块，其特征是其外圆周上有外齿。
9、如权利要求6所述的下模块，其特征是其下端面有一个螺纹盲孔。
10、如权利要求3所述的组合凹模，其特征是凹模镶块的内圆周上有内齿。
11、如权利要求2所述的精锻模，其特征是浮动模部件由弹簧支撑在下模座上。
12、如权利要求2所述的精锻模，其特征是螺栓穿过下模座上的台阶通孔而拧入浮动模板的螺纹孔中。
13、如权利要求2所述的精锻模，其特征是下模块的外齿与凹模镶块的内齿间隙配合。
14、实现权利要求1所述工艺的冷推挤工序的装置是一个推挤模，其特征是带内齿的凹模上齿端有入导角。
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