CN116532508A - 一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，包括以下步骤：步骤一：表面预处理无齿的齿轮或齿圈坯料，得到表面光滑坯料，在所述表面光滑坯料上涂覆润滑剂，整体加热至1150±15℃，将整体加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；步骤二：在一定压力下，使用所述下挤压模具与待加工齿形相匹配的上挤压模具，挤压所述加热后的表面光滑坯料至成型，降到室温后，再经精滚齿加工，得到齿轮或齿圈。改制造方法加工效率高，制得的齿轮或齿圈加工精度高，加工品质好。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮齿圈加工技术领域，具体为一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法。
背景技术
齿轮的加工方法通常有滚齿、插齿、铣齿、磨齿。但这些常规加工方法都存在需要对每个齿进行逐个加工，每个齿轮的加工周期就会相应的延长。金属热挤压的加工方式可以快速加工齿轮或齿圈胚料成型，可用凸模对放置在模具中的胚料进行加热加压，从而能够对齿轮或齿圈进行一次成型。
但是在金属热挤压当中，如果不能够合理的设置挤压方式及条件，容易降低齿轮或齿圈品质，甚至加工失败；另外，齿轮或齿圈在挤压的过程中，有可能会与模具相互摩擦，造成模具磨损和齿圈表面缺陷，降低齿轮或齿圈加工精度，降低齿轮或齿圈的品质。
发明内容
本发明提供一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，包括以下步骤：
步骤一：表面预处理无齿的齿轮或齿圈坯料，得到表面光滑坯料，在所述表面光滑坯料上涂覆润滑剂，整体加热至1150±15℃，将整体加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
步骤二：在一定压力下，使用所述下挤压模具与待加工齿形相匹配的上挤压模具，挤压所述加热后的表面光滑坯料至成型，降到室温后，再经精滚齿加工，得到齿轮或齿圈。
如上所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，所述步骤二中压力为8-10MPa。
如上所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，所述步骤二中挤压的时间为70-90s。
如上所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，所述步骤一中的润滑剂中含有石墨和超支化聚合物。
其中，所述石墨和超支化聚合物的重量比为1:0.6-0.8；所述超支化聚合物为羧端基超支化聚合物；所述超支化聚合物的超支化代数为3-4。
如上所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，所述步骤一中润滑剂的涂覆厚度为0.05-0.1mm。
如上所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，所述步骤一中润滑剂中还含有水、分散剂和增稠剂。
如上所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，其特征在于，所述齿轮或齿圈的表面粗糙度为6.3-12.5，加工精度为9-10级。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，在合适的高温、压力和时间条件下，使用模具对胚料进行上下挤压，一次加工成型，保证了齿轮或齿圈的加工品质，有利于提升齿轮或齿圈的加工效率；在胚料上涂覆有润滑剂，可避免因摩擦造成的模具磨损和齿轮或齿圈成品表面缺陷，降低齿轮或齿圈表面粗糙度，提升齿轮或齿圈的加工精度，提升齿轮或齿圈的品质；且精滚齿加工处理初始齿轮或齿圈后，有利于进一步提高初始齿轮或齿圈的加工精度。
具体实施方式
本申请提供一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，包括以下步骤：
步骤一：表面预处理无齿的齿轮或齿圈坯料，得到表面光滑坯料，在所述表面光滑坯料上涂覆润滑剂，整体加热至1150±15℃，将整体加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
步骤二：在一定压力下，使用所述下挤压模具与待加工齿形相匹配的上挤压模具，挤压所述加热后的表面光滑坯料至成型，降到室温后，再经精滚齿加工，得到齿轮或齿圈。
具体为：
S1表面预处理无齿的齿轮或齿圈坯料，得到表面光滑坯料，在所述表面光滑坯料上涂覆润滑剂，整体加热至1150±15℃，将整体加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
S11表面预处理无齿的齿轮或齿圈坯料，去除坯料外表面的氧化层和污垢，能够保证齿轮或齿圈的纯度和品质，还能够降低齿轮或齿圈表面粗糙度，提升齿轮或齿圈的品质。
S12将表面光滑坯料上涂覆润滑剂，润滑剂中含有石墨和超支化聚合物。
石墨主要起到润滑作用，避免因摩擦造成的模具磨损和齿轮或齿圈成品表面缺陷，提升齿轮或齿圈表面的光滑度；超支化聚合物为现有物质，其性能介于线形聚合物和树枝形聚合物之间，可用作聚合物薄膜，使润滑剂中的环境形成胶束结构一样环境，可以很好让石墨在润滑剂当中融合，使润滑剂的粘性提升，可进一步减少摩擦、防止磨损。
S121超支化聚合物为羧端基超支化聚合物，能够溶解润滑剂当中憎水性的分子，增强润滑剂的胶束环境，增强润滑剂的粘度，有利于润滑剂在高温条件下依然保持较好的粘性，能够稳定发挥出降低表面粗糙度的作用。
S122超支化聚合物的超支化代数为3-4，体系粘度较强，可使超支化聚合物具有较好的粘度，有利于增加润滑剂的粘性。
S123石墨和超支化聚合物的重量比为1:0.6-0.8，该配比范围，可使润滑剂拥有较好的粘度，有利于减小摩擦。
S13润滑剂中还含有水、分散剂和增稠剂，有利于润滑剂形成胶体状态而不易沉积在胚料上。
S14润滑剂涂覆厚度为0.05-0.1mm，有利于更好实现挤压过程当中的润滑剂的流体动力润滑效果，很好地减小模具磨损和齿圈制品表面缺陷。
S2在一定压力下，使用下挤压模具与待加工齿形相匹配的上挤压模具，挤压加热后的表面光滑坯料至成型，降到室温后，再经精滚齿加工得到齿轮或齿圈。
S21压力为8-10MPa，挤压的时间为70-90s，在挤压过程中，压力大小不仅影响挤压效果，还影响挤压时间，而挤压时间又受胚料的加热温度限制。因此，综合考虑胚料加热温度、挤压压力和挤压时间，设置压力为8-10MPa，挤压时间为70-90s，有利于成功获得完整即高品质的齿轮或齿圈。
S22下挤压模具中涂覆脱模剂，方便脱模。
S23齿轮或齿圈的表面粗糙度Ra为6.3-12.5，加工精度为9-10级。
下面结合具体实施例来对本申请的温挤压制造过程进行详细说明，需要强调的是，以下实施例中使用的模具是全新且完好，可避免因模具这一因素对制得的齿轮或齿圈的精度及表面粗糙度等指标的影响。
实施例1
表面预处理无齿的齿轮或齿圈坯料，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料上涂覆润滑剂，整体加热至1135℃，将整体加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
在8MPa压力下，使用下挤压模具与待加工齿形相匹配的上挤压模具，挤压加热后的表面光滑坯料至成型，挤压70s，待降至室温后得到初始齿轮或齿圈，将初始齿轮或齿圈放入精滚齿中进行精加工，得到齿轮或齿圈。
润滑剂中含有石墨，超支化聚合物、水、分散剂和增稠剂，石墨与超支化聚合物的重量比为1:0.6，超支化聚合物的超支化代数为3，润滑剂涂抹厚度为0.05mm。
制得的初始齿轮或齿圈的表面粗糙度为25，加工精度为11级。
精加工后的齿轮或齿圈的表面粗糙度为12.5，加工精度为10级。
实施例2
表面预处理无齿的齿轮或齿圈坯料，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料上涂覆润滑剂，整体加热至1150℃，将整体加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
在10MPa压力下，使用下挤压模具与待加工齿形相匹配的上挤压模具，挤压加热后的表面光滑坯料至成型，挤压80s，待降至室温后得到初始齿轮或齿圈，将初始齿轮或齿圈放入精滚齿中进行精加工，得到齿轮或齿圈。
润滑剂中含有石墨，超支化聚合物、水、分散剂和增稠剂，石墨与超支化聚合物的重量比为1:0.7，超支化聚合物的超支化代数为3，润滑剂涂抹厚度为0.08mm。
制得的初始齿轮或齿圈的表面粗糙度为12.5，加工精度为10级。
精加工后的齿轮或齿圈的表面粗糙度为6.3，加工精度为9级。
实施例3
表面预处理无齿的齿轮或齿圈坯料，得到表面光滑坯料，将表面光滑坯料上涂覆润滑剂，整体加热至1165℃，将整体加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
在10MPa压力下，使用下挤压模具与待加工齿形相匹配的上挤压模具，挤压加热后的表面光滑坯料至成型，挤压90s，待降至室温后得到初始齿轮或齿圈，将初始齿轮或齿圈放入精滚齿中进行精加工，得到齿轮或齿圈。
润滑剂中含有石墨，超支化聚合物、水、分散剂和增稠剂，石墨与超支化聚合物的重量比为1:0.8，超支化聚合物的超支化代数为4，润滑剂涂抹厚度为0.1mm。
制得的初始齿轮或齿圈的表面粗糙度为25，加工精度为11级。
精加工后的齿轮或齿圈的表面粗糙度为12.5，加工精度为10级。
为验证本发明提供的一种齿轮或齿圈的温挤压制造方法所得的齿轮或齿圈具有较低的表面粗糙度，本实施例中还设置了对比例1-7，用于对比验证不同方法制得的齿轮或齿圈的品质。
对比例1
与实施例3的区别在于，润滑剂中的超支化聚合物替换为油脂，
制得的初始齿轮或齿圈的表面粗糙度为50，加工精度为12级，
精加工后的齿轮或齿圈的表面粗糙度为25，加工精度为11级。
对比例2
与实施例3的区别在于，润滑剂中的羧端基超支化聚合物替换为端基为乙酰基超支化聚合物，
制得的初始齿轮或齿圈的表面粗糙度为50，加工精度为12级，
精加工后的齿轮或齿圈的表面粗糙度为25，加工精度为11级。
对比例3
与实施例3的区别在于，润滑剂中的超支化聚合物的超支化代数为5，
制得的初始齿轮或齿圈的表面粗糙度为50，加工精度为12级，
精加工后的齿轮或齿圈的表面粗糙度为25，加工精度为11级。
对比例4
与实施例3的区别在于，石墨与超支化聚合物的重量比为1:0.9，
制得的初始齿轮或齿圈的表面粗糙度为50，加工精度为12级，
精加工后的齿轮或齿圈的表面粗糙度为25，加工精度为11级。
对比例5
与实施例3的区别在于，润滑剂中的石墨替换为石英玻璃，
制得的初始齿轮或齿圈的表面粗糙度为50，加工精度为12级，
精加工后的齿轮或齿圈的表面粗糙度为25，加工精度为11级。
对比例6
与实施例3的区别在于，加热温度为1180℃，
制得的初始齿轮或齿圈的表面粗糙度为50，加工精度为12级，
精加工后的齿轮或齿圈的表面粗糙度为25，加工精度为11级。
对比例7
与实施例3的区别在于，挤压的压力为11MPa，
制得的初始齿轮或齿圈的表面粗糙度为50，加工精度为12级，
精加工后的齿轮或齿圈的表面粗糙度为25，加工精度为11级。
不难发现，本发明提供的一种齿轮或齿圈的温挤压制造方法，更有利于获得较低表面表面粗糙度的齿轮或齿圈，齿轮或齿圈的加工精度更高、品质更好。
本实施例提供的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，在合适的高温、压力和时间条件下，使用模具对胚料进行上下挤压，一次加工成型，保证了齿轮或齿圈的加工品质，有利于提升齿轮或齿圈的加工效率；且在胚料上涂覆有润滑剂，可避免因摩擦造成的模具磨损和齿轮或齿圈成品表面缺陷，降低齿轮或齿圈表面粗糙度，提升齿轮或齿圈的加工精度，提升齿轮或齿圈的品质；且精滚齿加工处理初始齿轮或齿圈后，有利于进一步提高初始齿轮或齿圈的加工精度。
Claims (10)
1.一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：表面预处理无齿的齿轮或齿圈坯料，得到表面光滑坯料，在所述表面光滑坯料上涂覆润滑剂，整体加热至1150±15℃，将整体加热后的表面光滑坯料放入下挤压模具中；
步骤二：在一定压力下，使用所述下挤压模具与待加工齿形相匹配的上挤压模具，挤压所述加热后的表面光滑坯料至成型，降到室温后，再经精滚齿加工，得到齿轮或齿圈。
2.根据权利要求1所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，其特征在于，所述步骤二中压力为8-10MPa。
3.根据权利要求1所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，其特征在于，所述步骤二中挤压的时间为70-90s。
4.根据权利要求1所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，其特征在于，所述步骤一中的润滑剂中含有石墨和超支化聚合物。
5.根据权利要求4所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，其特征在于，所述石墨和超支化聚合物的重量比为1:0.6-0.8。
6.根据权利要求4所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，其特征在于，所述超支化聚合物为羧端基超支化聚合物。
7.根据权利要求4所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，所述超支化聚合物的超支化代数为3-4。
8.根据权利要求1所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，其特征在于，所述步骤一中润滑剂的涂覆厚度为0.05-0.1mm。
9.根据权利要求1所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，其特征在于，所述步骤一中润滑剂中还含有水、分散剂和增稠剂。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种齿轮或齿圈高温挤压精加工制造方法，其特征在于，所述齿轮或齿圈的表面粗糙度为6.3-12.5，加工精度为9-10级。
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