CN114850810B - 一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法，包括如下步骤：(a)准备粗品；(b)装配；(c)合模；(d)浇注焊环；(e)冷却取件。本发明采用分体分步制造，易于控制、调整，保证了各构件的质量，整合质量好，可批量化生产，效率高且省力，制得的齿轮具有表面结构强度高、承载强度高、不易变形、使用寿命长等优点。

Description

一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法

技术领域

本发明属于齿轮技术领域，尤其涉及一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法。

背景技术

齿轮是指轮缘上有齿轮连续啮合传递运动和动力的机械元件，在叉车驱动桥的减速器中应用很常见。目前用于叉车桥减速箱的齿轮存在以下缺陷：1、表面结构强度较低，在高速传动的过程中，承受的扭矩较大，容易因负荷过重而发生变形、开裂等现象，进而发生机械故障；2、采用传统的铸造成型工艺存在型腔结构复杂、操作要求高等问题，一体成型，表面存在缺陷难以修复，成品质量难以保证。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法，采用分体分步制造，易于控制、调整，保证了各构件的质量，整合质量好，可批量化生产，效率高且省力，制得的齿轮具有表面结构强度高、承载强度高、不易变形、使用寿命长等优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

(a)准备粗品：通过浇铸成型得到齿轮本体和加固筋体；

(b)装配：将加固筋体上的定位柱对准齿轮本体上的定位通孔嵌入，使得两个加固筋体限位在齿轮本体的两侧，得到齿轮装配体，加固筋体的外环与齿轮本体上的凸起部之间形成环槽；

(c)合模：采用浇注装置对齿轮装配体进行加固；

①在中空上模座的上进液口和储液槽的出料口之间连接导液管；

②将下方加固筋体的内环中孔套住下模座上的第二凸部，使得齿轮装配体定位安装在下模座上；

③控制驱动气缸启动，驱动气缸带动驱动板下降，传动杆跟着驱动板下降，通过固定杆带动中空上模座下降，使中空上模座底面上的第一凸部嵌入到上方加固筋体的内环中孔内、第一凸部上的定位凸头则嵌入到第二凸部的定位凹槽内，通过中空上模座和下模座将齿轮装配体包夹；

(d)浇注焊环：

①将熔融态的不锈钢金属液加入到储液槽内；

②控制推料气缸启动，推料气缸带动压板伸入储液槽内，不断挤压不锈钢金属液，使不锈钢金属液从出料口排出，经导液管输送至中空上模座的内腔中，再经中空上模座底面上的出液孔排出；

③不锈钢金属液落入到齿轮装配体的上环槽中，经齿轮本体上的浇注通孔下流到齿轮装配体的下环槽中，使不锈钢金属液充满下环槽、浇注通孔和上环槽；

(e)冷却取件：待不锈钢金属液自然冷却至室温，启动驱动气缸，带动驱动板上升回位，中空上模座跟着上升，然后将齿轮装配体与中空上模座脱模分离，得到成品。

进一步，步骤(c)中在齿轮装配体上模前，在下模座的上表面和中空上模座的底面上均匀喷涂脱模剂，脱模剂能够润滑齿轮装配体和中空上模座、下模座的接触界面，以利于齿轮成品和中空上模座、下模座的脱模分离。

进一步，脱模剂按照重量份包括以下组分：滑石粉10-15份、水5-8份、硅油20-25份、液体石蜡15-20份，该脱模剂耐高温性能强，在高温下具有良好的稳定性、良好的模壁附着能力，保护中空上模座、下模座不被烧损，延长了使用寿命。

进一步，步骤(e)中将成品进行冲洗、干燥，再进行热处理、保存，热处理的具体做法为先将成品加热至300～350℃，保温2～2.5h后水冷淬火至室温，然后将淬火后的成品加热至150～200℃，保温1～1.5h后空冷至室温，通过热处理可有效提高齿轮成品的硬度、耐磨性、强度等机械性能，消除其内应力，整体结构更加稳定，耐用可靠。

进一步，步骤(a)中齿轮本体从内向外依次分布有中心孔、定位通孔、浇注通孔和凸起部，加固筋体包括内环、固定筋和外环，固定筋均匀分布在内环与外环之间，内环上设有与中心孔相对应的凸环，凸环为中心孔深度的一半，固定筋上设有与定位通孔相对应的定位柱，定位柱的高度不大于定位通孔深度的一半。

进一步，步骤(c)中浇注装置包括工作台、下模座和中空上模座，下模座均匀分布在工作台上，工作台上设有固定支架，固定支架之间从上往下依次设置有推料气缸、储液槽和驱动气缸，推料气缸连接有与储液槽上开口相适配的压板，驱动气缸连接有驱动板，驱动板上设有传动杆，中空上模座之间设有固定杆，传动杆连接固定杆，中空上模座与储液槽之间设有导液管，中空上模座的底面上设有出液孔和第一凸部，出液孔以第一凸部为中心环绕分布，第一凸部与内环的中孔相对应，下模座上设有与内环的中孔相对应的第二凸部。

进一步，第二凸部上设有定位凹槽，第一凸部上设有与定位凹槽相对应的定位凸头，实现第一凸部和第二凸部定位对接，使得中空上模座和下模座牵制在一起，相互限制横向移动，提高了合模的稳定性，保证从出液孔流出的不锈钢金属液能够顺利落到齿轮装配体的上环槽内，从而保证了浇注效果。

进一步，工作台上设有螺纹支柱，下模座的底部设有与螺纹支柱配合连接的螺套，连接可靠，不易松动，拆装便捷，便于更换、清理，随装随用，灵活方便。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、中空上模座下压安装在下模座上的齿轮装配体，防止齿轮本体、加固筋体窜动而脱开，保证了其组装稳定性；中空上模座限制上方的加固筋体横向滑动，下模座限制下方的加固筋体横向滑动；齿轮装配体被中空上模座和下模座包夹，上下两个加固筋体无法脱离齿轮本体，提高了齿轮装配体的组装稳定性；只需一个驱动力，可实现多个中空上模座同步运动，完成合模操作，相较于分个单独合模操作，效率高且省力，相邻两个中空上模座之间形成牵制，无法自由运动，保证了合模的稳定性。

2、压板挤压储液槽内的不锈钢金属液，使不锈钢金属液从储液槽的出料口排出，经导液管输送至中空上模座的内腔中，再经出液孔排出，不锈钢金属液落入到齿轮装配体的上环槽中，经齿轮本体上的浇注通孔下流到齿轮装配体的下环槽中，使不锈钢金属液逐步充满下环槽、浇注通孔和上环槽，多个工位同步进行浇注，浇注效率高，无需逐个浇注，降低了浇注强度和难度，省力便捷，齿轮装配体和中空上模座、下模座紧密贴合，不产生多余的间隙，防止不锈钢金属液外溢，保证了不锈钢金属液在上下两个环槽内的填充质量。

3、不锈钢金属液在上下两个环槽和浇注通孔内冷却凝固，形成加固体，该加固体包括两个焊环和焊柱，焊柱均匀分布在两个焊环之间，焊柱使得两个焊环无法分离，也无法脱离齿轮本体，通过焊环提高了齿轮本体与外环之间的连接强度，从而使得加固筋体限位固定在齿轮本体上，连接成体，稳固可靠，保证了齿轮成品的结构稳定性，通过加固筋体对齿轮本体表面进行加固，承载强度高，不易变形，使用寿命长。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中齿轮成品的结构示意图；

图2为本发明中齿轮本体和加固筋体连接的结构示意图；

图3为本发明中加固筋体的结构示意图；

图4为本发明中齿轮本体的结构示意图；

图5为本发明中浇注装置的结构示意图；

图6为本发明中浇注过程的结构示意图；

图7为本发明中下模座和螺纹支柱连接的结构示意图；

图8为本发明中中空上模座的结构示意图；

图9为本发明中加固体的结构示意图。

图中：1-齿轮本体；2-加固筋体；3-中心孔；4-定位通孔；5-浇注通孔；6-凸起部；7-内环；8-固定筋；9-外环；10-凸环；11-环槽；12-工作台；13-下模座；14-中空上模座；15-螺纹支柱；16-螺套；17-固定支架；18-第一固定板；19-储液槽；20-第二固定板；21-推料气缸；22-压板；23-驱动气缸；24-驱动板；25-传动杆；26-固定杆；27-导液管；28-出液孔；29-第一凸部；30-第二凸部；31-定位凹槽；32-定位凸头；33-加固体；34-焊环；35-焊柱；36-散热通孔；37-定位柱。

具体实施方式

如图1至图4所示，为本发明中的高强度齿轮，如图5至图9所示，为本发明中制造方法所用的浇注装置。

一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法，包括如下步骤：

(a)准备粗品：通过浇铸成型得到齿轮本体1和加固筋体2，铸件的组织致密、机械性能高、尺寸精度高、质量好。

齿轮本体1从内向外依次分布有中心孔3、定位通孔4、浇注通孔5和凸起部6，加固筋体2包括内环7、固定筋8和外环9，固定筋8均匀分布在内环7与外环9之间，内环7上设有与中心孔3相对应的凸环10，凸环10为中心孔3深度的一半，固定筋8上设有与定位通孔4相对应的定位柱37，定位柱37的高度不大于定位通孔4深度的一半，加固筋体2的厚度与凸起部6的高度相同。齿轮本体1上设有散热通孔36，利于空气流通，带走齿轮本体1的热量。

(b)装配：将加固筋体2上的定位柱37对准齿轮本体1上的定位通孔4嵌入，使得两个加固筋体2限位在齿轮本体1的两侧，得到齿轮装配体，加固筋体2的外环9与齿轮本体1上的凸起部6之间形成环槽11，加固筋体2的上表面与凸起部6的上表面齐平，加固筋体2相对于齿轮本体1无法横向活动，组装可靠，定位装配，省力便捷。

(c)合模：采用浇注装置对齿轮装配体进行加固，浇注装置包括工作台12、下模座13和中空上模座14，下模座13均匀分布在工作台12上，工作台12上设有螺纹支柱15，下模座13的底部设有与螺纹支柱15配合连接的螺套16，连接可靠，不易松动，拆装便捷，便于更换、清理，随装随用，灵活方便。

工作台12上设有固定支架17，固定支架17之间从上往下依次设置有第一固定板18、储液槽19和第二固定板20，第一固定板18上设有推料气缸21，推料气缸21连接有与储液槽19上开口相适配的压板22，第二固定板20上设有驱动气缸23，驱动气缸23连接有驱动板24，驱动板24上设有传动杆25，中空上模座14之间设有固定杆26，传动杆25连接固定杆26，中空上模座14与储液槽19之间设有导液管27，中空上模座14的底面上设有出液孔28和第一凸部29，出液孔28以第一凸部29为中心环绕分布，第一凸部29与内环7的中孔相对应，下模座13上设有与内环7的中孔相对应的第二凸部30，第二凸部30上设有定位凹槽31，第一凸部29上设有与定位凹槽31相对应的定位凸头32。

①在中空上模座14的上进液口和储液槽19的出料口之间连接导液管27；

②在下模座13的上表面和中空上模座14的底面上均匀喷涂脱模剂，脱模剂能够润滑齿轮装配体和中空上模座14、下模座13的接触界面，以利于齿轮成品和中空上模座14、下模座13的脱模分离。脱模剂按照重量份包括以下组分：滑石粉10-15份、水5-8份、硅油20-25份、液体石蜡15-20份，该脱模剂耐高温性能强，在高温下具有良好的稳定性、良好的模壁附着能力，保护中空上模座14、下模座13不被烧损，延长了使用寿命。

然后将下方加固筋体2的内环7中孔套住下模座13上的第二凸部30，使得齿轮装配体定位安装在下模座13上，定位简单，操作难度低，下模座13支撑齿轮装配体，齿轮装配体不会解体，省力便捷。

③控制驱动气缸23启动，驱动气缸23带动驱动板24下降，传动杆25跟着驱动板24下降，通过固定杆26带动中空上模座14下降，使中空上模座14底面上的第一凸部29嵌入到上方加固筋体2的内环7中孔内、第一凸部29上的定位凸头32则嵌入到第二凸部30的定位凹槽31内，通过中空上模座14和下模座13将齿轮装配体包夹。

中空上模座14下压齿轮装配体，防止齿轮本体1、加固筋体2窜动而脱开，保证了其组装稳定性；中空上模座14限制上方的加固筋体2横向滑动，下模座13限制下方的加固筋体2横向滑动，同时受到包夹作用，上下两个加固筋体2无法脱离齿轮本体1，提高了齿轮装配体的组装稳定性；第一凸部29和第二凸部30对接，使得中空上模座14和下模座13牵制在一起，相互限制横向移动，提高了合模的稳定性，保证后续从出液孔28流出的不锈钢金属液能够顺利落到齿轮装配体的上环槽11内，从而保证了浇注效果。

只需一个驱动力，可实现多个中空上模座14同步运动，完成合模操作，相较于分个单独合模操作，效率高且省力，相邻两个中空上模座14之间形成牵制，无法自由运动，保证了合模的稳定性。

(d)浇注焊环：

①将熔融态的不锈钢金属液加入到储液槽19内；

②控制推料气缸21启动，推料气缸21带动压板22伸入储液槽19内，不断挤压不锈钢金属液，使不锈钢金属液从出料口排出，经导液管27输送至中空上模座14的内腔中，再经中空上模座14底面上的出液孔28排出，强制不锈钢金属液下流，提高其流动效率，从而提高浇注效率。

③不锈钢金属液落入到齿轮装配体的上环槽11中，经齿轮本体1上的浇注通孔5下流到齿轮装配体的下环槽11中，使不锈钢金属液充满下环槽11、浇注通孔5和上环槽11，多个工位同步进行浇注，浇注效率高，无需逐个浇注，降低了浇注强度和难度，省力便捷，齿轮装配体和中空上模座14、下模座13紧密贴合，不产生多余的间隙，防止不锈钢金属液外溢，保证了不锈钢金属液在上下两个环槽11内的填充质量。

(e)冷却取件：

①待不锈钢金属液自然冷却至室温，不锈钢金属液在上下两个环槽11和浇注通孔5内冷却凝固，形成加固体33，该加固体33包括两个焊环34和焊柱35，焊柱35均匀分布在两个焊环34之间，焊柱35使得两个焊环34无法分离，也无法脱离齿轮本体1，通过焊环34提高了齿轮本体1与外环9之间的连接强度，从而使得加固筋体2限位固定在齿轮本体1上，连接成体，稳固可靠，保证了齿轮成品的结构稳定性，通过加固筋体2对齿轮本体1表面进行加固，承载强度高，不易变形，使用寿命长。启动驱动气缸23，带动驱动板24上升回位，中空上模座14跟着上升，然后将齿轮装配体与中空上模座14脱模分离，得到成品。

②将成品进行冲洗、干燥，再进行热处理、保存，热处理的具体做法为先将成品加热至300～350℃，保温2～2.5h后水冷淬火至室温，然后将淬火后的成品加热至150～200℃，保温1～1.5h后空冷至室温，通过热处理可有效提高齿轮成品的硬度、耐磨性、强度等机械性能，消除其内应力，整体结构更加稳定，耐用可靠。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

(a)准备粗品：通过浇铸成型得到齿轮本体和加固筋体；

所述齿轮本体从内向外依次分布有中心孔、定位通孔、浇注通孔和凸起部，所述加固筋体包括内环、固定筋和外环，所述固定筋均匀分布在所述内环与所述外环之间，所述内环上设有与所述中心孔相对应的凸环，所述凸环为所述中心孔深度的一半，所述固定筋上设有与所述定位通孔相对应的定位柱，所述定位柱的高度不大于所述定位通孔深度的一半；

(b)装配：将加固筋体上的定位柱对准齿轮本体上的定位通孔嵌入，使得两个加固筋体限位在齿轮本体的两侧，得到齿轮装配体，加固筋体的外环与齿轮本体上的凸起部之间形成环槽；

(c)合模：采用浇注装置对齿轮装配体进行加固；

①在中空上模座的上进液口和储液槽的出料口之间连接导液管；

②将下方加固筋体的内环中孔套住下模座上的第二凸部，使得齿轮装配体定位安装在下模座上；

③控制驱动气缸启动，驱动气缸带动驱动板下降，传动杆跟着驱动板下降，通过固定杆带动中空上模座下降，使中空上模座底面上的第一凸部嵌入到上方加固筋体的内环中孔内、第一凸部上的定位凸头则嵌入到第二凸部的定位凹槽内，通过中空上模座和下模座将齿轮装配体包夹；

(d)浇注焊环：

①将熔融态的不锈钢金属液加入到储液槽内；

②控制推料气缸启动，推料气缸带动压板伸入储液槽内，不断挤压不锈钢金属液，使不锈钢金属液从出料口排出，经导液管输送至中空上模座的内腔中，再经中空上模座底面上的出液孔排出；

③不锈钢金属液落入到齿轮装配体的上环槽中，经齿轮本体上的浇注通孔下流到齿轮装配体的下环槽中，使不锈钢金属液充满下环槽、浇注通孔和上环槽；

(e)冷却取件：待不锈钢金属液自然冷却至室温，启动驱动气缸，带动驱动板上升回位，中空上模座跟着上升，然后将齿轮装配体与中空上模座脱模分离，得到成品。

2.根据权利要求1所述的一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法，其特征在于：步骤(c)中在齿轮装配体上模前，在下模座的上表面和中空上模座的底面上均匀喷涂脱模剂。

3.根据权利要求2所述的一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法，其特征在于：所述脱模剂按照重量份包括以下组分：滑石粉10-15份、水5-8份、硅油20-25份、液体石蜡15-20份。

4.根据权利要求1所述的一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法，其特征在于：步骤(e)中将成品进行冲洗、干燥，再进行热处理、保存，热处理的具体做法为先将成品加热至300～350℃，保温2～2.5h后水冷淬火至室温，然后将淬火后的成品加热至150～200℃，保温1～1.5h后空冷至室温。

5.根据权利要求1所述的一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法，其特征在于：步骤(c)中所述浇注装置包括工作台、下模座和中空上模座，所述下模座均匀分布在所述工作台上，所述工作台上设有固定支架，所述固定支架之间从上往下依次设置有推料气缸、储液槽和驱动气缸，所述推料气缸连接有与所述储液槽上开口相适配的压板，所述驱动气缸连接有驱动板，所述驱动板上设有传动杆，所述中空上模座之间设有固定杆，所述传动杆连接所述固定杆，所述中空上模座与所述储液槽之间设有导液管，所述中空上模座的底面上设有出液孔和第一凸部，所述出液孔以所述第一凸部为中心环绕分布，所述第一凸部与所述内环的中孔相对应，所述下模座上设有与所述内环的中孔相对应的第二凸部。

6.根据权利要求5所述的一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法，其特征在于：所述第二凸部上设有定位凹槽，所述第一凸部上设有与所述定位凹槽相对应的定位凸头。

7.根据权利要求5所述的一种用于叉车桥减速箱的高强度齿轮的制造方法，其特征在于：所述工作台上设有螺纹支柱，所述下模座的底部设有与所述螺纹支柱配合连接的螺套。

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