CN116475420A - 一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺；S1、将加工油泵齿轮所需的粉末原料混合均匀；包括如下质量分数组分：C：0.6～0.9，Mo：0.01～1.0，Mn：0.05～0.30，Cu：1.0～4.0以及余量Fe；S2、将原料压制成油泵齿轮粗坯A；油泵齿轮粗坯A上具有压制后形成的中心孔A和外啮合齿A，外啮合齿A齿向的一端带有锥度A；S3、对油泵齿轮粗坯A烧结，获得油泵齿轮粗坯B；S4、对粗坯B的中心孔A内壁加工，在内壁的两端形成锥度B、中部形成凸面；S5、对油泵齿轮粗坯B进行整形，在外啮合齿A齿向的另一端整形出锥度C，同时消除中心孔A内壁上凸面，获得高精度带齿向修形的油泵齿轮。

Description

一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺
技术领域
本发明涉及齿轮加工技术领域，具体涉及一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺。
背景技术
普通油泵齿轮生产通常是使用粉末冶金的方式加工，粉末冶金加工方式具有加工成本低、加工周期短以及产品质量稳定等优点；但是受工艺限制，粉末冶金加工的油泵齿轮只能进行齿形修形，其齿向往往是无法修形的，这样一来，在高压或高转速工况下，油泵齿轮的运转噪音就会加大。
现有的工艺特点是在成型和整形时模具是直的，所以整形后齿向也是直的，甚至会是斜的，当齿轮泵在高压或高转速情况下，齿轮的端面棱边会参与啮合，容易产生噪音。
发明内容
本发明的目的在于针对现有工艺生产的油泵齿轮存在因无法齿向修形而导致油泵齿轮运转噪音大的问题，提供了一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺；采用本发明工艺加工出的油泵齿轮其具有齿向修行功能，解决了油泵齿轮运转噪音大的问题。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺，其特征在于，所述的油泵齿轮包括：齿轮圈体、中心孔以及外啮合齿；所述外啮合齿的啮合面上具有沿齿向的鼓形面；
所述油泵齿轮的加工工艺包括如下步骤：
S1、混料：将加工所述油泵齿轮所需的粉末原料混合均匀；
其中：所述粉末原料包括如下组分：C：0.6～0.9wt％，Mo：0.01～1.0wt％，Mn：0.05～0.30wt％，Cu：1.0～4.0wt％，以及余量Fe；
S2、压制成型：通过成型压机将上述混合均匀的原料压制形成油泵齿轮粗坯A；
其中：所述的油泵齿轮粗坯A上具有压制后形成的中心孔A和外啮合齿A，且所述外啮合齿A齿向的一端带有锥度A；压机模具中具有齿向的锥度，从而使得形成的外啮合齿A齿向的一端带有锥度A；
S3、烧结：对所述的油泵齿轮粗坯A进行高温烧结，获得油泵齿轮粗坯B；
S4、机加工：对所述油泵齿轮粗坯B中的中心孔A内壁进行机加工，在所述中心孔A内壁的两端形成锥度B，在中心孔A内壁的中部形成凸面；
S5、整形：利用整形模具对所述的油泵齿轮粗坯B进行整形，在所述外啮合齿A齿向的另一端整形出锥度C，同时消除所述中心孔A内壁上的锥度B和凸面，获得高精度带齿向修形的油泵齿轮。
整形模具中同样具有齿向的锥度，从而使得形成的外啮合齿A齿向的另一端带有锥度C。
进一步的，一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺：步骤S2、压制成型：使用30～200T的CNC成型压机将上述混合均匀的原料压制形成所述油泵齿轮粗坯A，且所述油泵齿轮粗坯A的密度＞6.8g/cm3。
进一步的，一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺：步骤S2中所述外啮合齿A齿向的一端带有0.002～0.01mm的锥度A。
进一步的，一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺：S3、烧结：将所述的油泵齿轮粗坯A置于烧结炉中并在保护气氛和1100℃～1150℃下高温烧结10～30分钟，获得油泵齿轮粗坯B。
进一步的，一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺：步骤S4、通过机加工在所述中心孔A内壁的两端形成0.002～0.02mm的锥度B。
具体的，在中心孔A内壁的两端机加工形成锥度B后，中心孔A内壁的中部机会自然形成凸面。
进一步的，一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺：步骤S5中所述的整形模具中具有不带锥度的中心孔芯棒，用于挤压消除所述中心孔A内壁上的凸面；经步骤S5整形后所述外啮合齿A齿向的两端均带有0.002～0.01mm的锥度。
具体的，在所述外啮合齿A齿向两端形成的锥度分别为锥度A和锥度C。
更进一步的，一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺：步骤S5中的整形过程具体为：将所述的油泵齿轮粗坯B翻转与压制成型时的方向相反，然后置于所述整形模具的整形腔中进行整形；
其中：在整形过程中对所述外啮合齿A上带有锥度A的这端进行微量整形，利用整形模具在所述外啮合齿A齿向的另一端整形出与所述锥度A对称的锥度C；具体的，整形模具也带有轴向锥度，将零件反转压入模具时，啮合齿A原有锥度部分会有小的整形余量，而另一端由于零件的锥度和模具锥度的作用会有较大的整形余量；
在整形过程中通过所述芯棒挤压消除所述中心孔A内壁上的所述凸面，形成内壁平滑的中心孔。
具体的，在利用芯棒将凸面挤压消除后，中心孔A中被消除的凸面部分会在外啮合齿A的啮合面上形成凸起。同时，形成的凸起位于锥度A和锥度C之间，最终在啮合面上形成鼓形面，得到外啮合齿。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺，通过改进压制和整形的齿向形状，在压制时增加一个锥度，使压制成型得到的零件(油泵齿轮粗坯A)带有一个微小的锥度；在整形时翻转零件，经过一个反锥度整形模具的压制，调整齿部的整形余量，最终使得齿向中部位置整形后形成0.002～0.01mm的鼓形，即得到了带齿向修形(鼓形面)的油泵齿轮，从而使得油泵齿轮在啮合时优先齿中部(鼓形面)接触，从而可以改善齿轮结合接触位置，降低油泵齿轮啮合噪音和冲击。
(2)本发明通过对加工工艺的优化制得了具有齿向修行的油泵齿轮，该工艺加工出的油泵齿轮具有低啮合噪音的特点；同时本发明的加工工艺相对于采用后期机加工方式制造的带齿向修行的油泵齿轮更具优势，本发明工艺加工的油泵齿轮其啮合噪音更小，并且本发明的工艺为直接制备带有齿向修行的油泵齿轮，需要后期二次齿向加工，其工艺步骤更少，生产效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为采用本发明工艺加工获得的高精度带齿向修形的油泵齿轮的结构示意图；
图2为本发明工艺中经步骤S2压制成型后获得的油泵齿轮粗坯A的剖面图；
图3为本发明工艺中经步骤S4机加工后获得的油泵齿轮粗坯B的剖面图；
图4为通过本发明工艺加工获得的高精度带齿向修形的油泵齿轮的剖面图。
图中标记：1齿轮圈体、2中心孔、3外啮合齿、4中心孔A、5外啮合齿A、3-1鼓形面、4-1凸面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例1
一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺，其特征在于，所述的油泵齿轮包括：齿轮圈体1、中心孔2以及外啮合齿3；所述外啮合齿3的啮合面上具有沿齿向的鼓形面3-1(如图1和图4所示)；
所述油泵齿轮的加工工艺包括如下步骤：
S1、混料：将加工所述油泵齿轮所需的粉末原料混合均匀；
其中：所述的粉末原料包括如下组分：C：0.7wt％，Mo：1.0wt％，Mn：0.1wt％，Cu：2.0wt％，以及余量Fe；
S2、压制成型：使用60T的CNC成型压机将上述混合均匀的原料压制形成所述油泵齿轮粗坯A，且所述油泵齿轮粗坯A的密度＞6.8g/cm3；
其中：所述的油泵齿轮粗坯A上具有压制后形成的中心孔A 4和外啮合齿A 5，且所述外啮合齿A 5齿向的一端带有0.002～0.01mm的锥度A(如图2所示)；
S3、烧结：将所述的油泵齿轮粗坯A置于烧结炉中并在氨分解保护气氛和1120℃下高温烧结30分钟，获得油泵齿轮粗坯B；
S4、机加工：对所述油泵齿轮粗坯B中的中心孔A 4内壁两端进行机加工，在所述中心孔A 4内壁的两端形成0.002～0.02mm的锥度B，在中心孔A 4内壁的中部形成凸面4-1，如图3所示；
S5、整形：利用整形模具对所述的油泵齿轮粗坯B进行整形，在所述外啮合齿A 5齿向的另一端整形出0.002～0.01mm的锥度C，同时消除所述中心孔A 4内壁上的锥度B和凸面4-1，获得高精度带齿向修形的油泵齿轮；
其中：利用整形模具进行整形的具体过程为：将所述的油泵齿轮粗坯B翻转成与压制成型时的方向相反，然后置于所述整形模具的整形腔中进行整形；
其中：在整形过程中对所述外啮合齿A 5上带有锥度A的这端进行微量整形，利用整形模具在所述外啮合齿A 5齿向的另一端整形出与所述锥度A对称的锥度C，整形后外啮合齿A 5齿向的两端均带有0.002～0.01mm的锥度，即锥度A和锥度C(如图4所示)；
同时，在整形过程中通过所述中心芯棒挤压消除所述中心孔A 4内壁上的凸面4-1，最终形成内壁平滑的中心孔2(如图4所示)；
在利用芯棒将凸面4-1挤压消除后，中心孔A 4中被消除的凸面4-1部分会在外啮合齿A 5的啮合面上形成凸起，形成的凸起再配合锥度A和锥度C从而形成鼓形面3-1，获得高精度带齿向修形的油泵齿轮(如图4所示)。
实施例2
一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺，包括如下步骤：
S1、混料：将加工所述油泵齿轮所需的粉末原料混合均匀；
其中：所述的粉末原料包括如下组分：C：0.6wt％，Mo：0.01wt％，Mn：0.3wt％，Cu：1.0wt％，以及余量Fe；
S2、压制成型：使用60T的CNC成型压机将上述混合均匀的原料压制形成所述油泵齿轮粗坯A，且所述油泵齿轮粗坯A的密度＞6.8g/cm3；
其中：所述的油泵齿轮粗坯A上具有压制后形成的中心孔A 4和外啮合齿A 5，且所述外啮合齿A 5齿向的一端带有0.002～0.01mm的锥度A(如图2所示)；
S3、烧结：将所述的油泵齿轮粗坯A置于烧结炉中并在氨分解保护气氛和1100℃下高温烧结20分钟，获得油泵齿轮粗坯B；
S4、机加工：对所述油泵齿轮粗坯B中的中心孔A 4内壁两端进行机加工，在所述中心孔A 4内壁的两端形成0.002～0.02mm的锥度B，在中心孔A 4内壁的中部形成凸面4-1，如图3所示；
S5、整形：利用整形模具对所述的油泵齿轮粗坯B进行整形，在所述外啮合齿A 5齿向的另一端整形出0.002～0.01mm的锥度C，同时消除所述中心孔A 4内壁上的锥度B和凸面4-1，获得高精度带齿向修形的油泵齿轮。
实施例2与实施例1的区别在于：实施例2中所述的粉末原料包括如下组分：C：0.6wt％，Mo：0.01wt％，Mn：0.3wt％，Cu：1.0wt％，以及余量Fe；实施例2中烧结温度为1100℃，烧结20分钟，其余条件皆与实施1相同。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：实施例3中所述的粉末原料包括如下组分：C：0.9wt％，Mo：0.85wt％，Mn：0.05wt％，Cu：4.0wt％，以及余量Fe；实施例3中烧结温度为1150℃，烧结10分钟，其余条件皆与实施1相同。
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺，其特征在于，所述的油泵齿轮包括：齿轮圈体(1)、中心孔(2)以及外啮合齿(3)；所述外啮合齿(3)的啮合面上具有沿齿向的鼓形面(3-1)；
所述油泵齿轮的加工工艺包括如下步骤：
S1、混料：将加工所述油泵齿轮所需的粉末原料混合均匀；
其中：所述粉末原料包括如下组分：C：0.6～0.9wt％，Mo：0.01～1.0wt％，Mn：0.05～0.30wt％，Cu：1.0～4.0wt％以及余量Fe；
S2、压制成型：通过成型压机将上述混合均匀的原料压制形成油泵齿轮粗坯A；
其中：所述的油泵齿轮粗坯A上具有压制后形成的中心孔A(4)和外啮合齿A(5)，且所述外啮合齿A(5)齿向的一端带有锥度A；
S3、烧结：对所述的油泵齿轮粗坯A进行烧结，获得油泵齿轮粗坯B；
S4、机加工：对所述油泵齿轮粗坯B中的中心孔A(4)内壁进行机加工，在所述中心孔A(4)内壁的两端形成锥度B，在中心孔A(4)内壁的中部形成凸面(4-1)；
S5、整形：利用整形模具对所述的油泵齿轮粗坯B进行整形，在所述外啮合齿A(5)齿向的另一端整形出锥度C，同时消除所述中心孔A(4)内壁上的锥度B和凸面(4-1)，获得高精度带齿向修形的油泵齿轮。
2.根据权利要求1所述的一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺，其特征在于，步骤S2、压制成型：使用30～200T的CNC成型压机将上述混合均匀的原料压制形成所述油泵齿轮粗坯A，且所述油泵齿轮粗坯A的密度＞6.8g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺，其特征在于，步骤S2中所述外啮合齿A(5)齿向的一端带有0.002～0.01mm的锥度A。
4.根据权利要求1所述的一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺，其特征在于，S3、烧结：将所述的油泵齿轮粗坯A置于烧结炉中并在保护气氛和1100℃～1150℃下烧结10～30分钟，获得油泵齿轮粗坯B。
5.根据权利要求1所述的一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺，其特征在于，步骤S4、通过机加工在所述中心孔A(4)内壁的两端形成0.002～0.02mm的锥度B。
6.根据权利要求1所述的一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺，其特征在于，步骤S5中所述的整形模具中具有不带锥度的中心孔芯棒，用于挤压消除所述中心孔A(4)内壁上的凸面(4-1)；
经步骤S5整形后所述外啮合齿A(5)齿向的两端均带有0.002～0.01mm的锥度。
7.根据权利要求6所述的一种高精度带齿向修形的油泵齿轮的加工工艺，其特征在于，步骤S5中的整形过程具体为：将所述的油泵齿轮粗坯B翻转成与压制成型时的方向相反，然后置于所述整形模具的整形腔中进行整形；
其中：在整形过程中对所述外啮合齿A(5)上带有锥度A的这端进行微量整形，利用整形模具在所述外啮合齿A(5)齿向的另一端整形出与所述锥度A对称的锥度C；
在整形过程中通过所述芯棒挤压消除所述中心孔A(4)内壁上的所述凸面(4-1)，形成内壁平滑的中心孔(2)。
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