[发明专利]一种整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺及制备的齿轮轴

权利要求书

1.一种整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺，其特征在于包括以下步骤：(1)下料、制坯；(2)柄部正挤：将锻坯加热后，放入正挤下模，上冲头挤压锻坯正向挤压柄部成形，随时查看锻坯有无拉毛，及时修复正挤下模；(3)预镦粗：将正挤后锻坯放入预镦粗下模，带有凹圆坑的上冲头挤压锻坯，在锻坯上端成形凸台，并在下模中预镦出规定尺寸的球形，同时中间预镦粗到接近下道挤小齿后的外圆尺寸，随时查看锻坯有无拉毛，及时修复预镦粗下模；(4)挤小齿：加热锻坯，放入带有伞齿轮齿形的下模，上模为带有小直齿轮齿形的冲头，挤压锻坯，下模伞齿轮齿形中成形伞齿轮，锻坯中部预镦出挤大齿所需的齿坯，同时上模小直齿轮齿形中成形出小直齿轮；(5)球化退火；(6)磷皂化处理；(7)挤大齿:将锻坯放入具有大齿轮齿形的下模，上模带有成品伞齿轮齿形及幅板处形状，下模挤齿结束的位置安装具有小直齿轮齿形及幅板处形状的下压力块，锻坯在上模的带动下首先在下模中挤压出大直齿轮，大直齿轮挤压完成后，锻坯在上模及下压力块模腔中进行最终的整形齿挤压，并对幅板进行平整，随时查看锻坯有无拉毛，及时修复挤大齿下模。

2.根据权利要求1所述的整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺，其特征在于：所述步骤（2）柄部正挤之前对锻坯进行抛丸、表面涂层、加热；所述步骤（4）挤小齿之前对锻坯进行抛丸、表面涂层、加热。

3.根据权利要求1所述的整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺，其特征在于：所述步骤（2）柄部正挤中，控制柄部直径和长度尺寸，直径比下道预镦粗小0.2-0.4mm,长度比下道短1-2mm,以便将柄部完全放入下道模具。

4.根据权利要求1所述的整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺，其特征在于：所述步骤（3）中预镦粗中，将伞齿部预镦为规定尺寸的球形：大小端外圆直径均比伞齿小4-8mm，高度比伞齿长高4-8mm，球部半径等于大端外圆直径；控制柄部直径比下道挤小齿小0.1-0.5mm，长度比下道短6-14mm，以便将柄部完全放入下道模具中，且锻坯与模具之间为伞齿部成形预置流料空间。

5.根据权利要求1所述的整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺，其特征在于：所述步骤（4）中将锻坯重新抛丸涂层，并加热到800℃-870℃，挤压锻坯，首先预镦的球部，在伞齿下模齿形中向下流动并向四周展开，成形伞齿轮，然后锻坯中间镦粗的部位将继续在上下模腔中流动，预镦出挤大齿所需的齿坯，同时上模小直齿形中成形出小直齿轮，控制柄部直径为成品尺寸，长度比下道减柄短4-8mm，随时查看锻坯有无拉毛，及时修复挤小齿下模或小直齿上模。

6.根据权利要求1所述的整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺，其特征在于：所述步骤（3）预镦粗中，将伞齿部预镦为规定尺寸的球形：大小端外圆直径均比伞齿小6mm，高度比伞齿长高6mm，球部半径等于大端外圆直径；控制柄部直径比下道挤小齿小0.2-0.4mm，长度比下道短10mm，以便将柄部完全放入下道模具中，且锻坯与模具之间为伞齿部成形预置流料空间。

7.根据权利要求1所述的整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺，其特征在于：所述步骤（4）中将锻坯重新抛丸涂层，并加热到820℃-850℃，挤压锻坯，首先预镦的球部，在伞齿下模齿形中向下流动并向四周展开，成形伞齿轮，，然后锻坯中间镦粗的部位将继续在上下模腔中流动，预镦出挤大齿所需的齿坯，同时上模小直齿形中成形出小直齿轮，控制柄部直径为成品尺寸，长度比下道减柄短6mm，随时查看锻坯有无拉毛，及时修复挤小齿下模或小直齿上模。

8.根据权利要求1所述的整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺，其特征在于：所述步骤（7）挤大齿之前还包括柄部减径成形，柄部四方成形，随时查看锻坯有无拉毛。

9.根据权利要求1所述的整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺，其特征在于：所述步骤（4）中上下模具之间设置有定位导向套。

10.根据权利要求1所述的整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺，其特征在于：所述小直齿轮上模采用热锻用高温硬质合金模具材料VDA60。

11.一种根据权利要求1所述整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺制备的齿轮轴，其特征在于：包括依次邻接的小直齿轮、大直齿轮和齿轮，以及与小直齿轮、大直齿轮和锥齿轮同轴的轴杆；两直齿轮结合面之间为圆角过渡，圆角R1±0.5；大直齿轮的幅板的厚度7-8mm；小直齿轮、大直齿轮和锥齿轮的同轴跳动小于0.2毫米，大直齿轮幅板处无皱折；小直齿轮、大直齿轮、伞齿轮和轴杆为整体锻造近终成形件，其材料为锻钢抗拉强度σb (MPa)：≥1080、屈服强度σs (MPa)：≥835、伸长率δ5 (％)：≥10，断面收缩率ψ (％)：≥45。