[发明专利]一种高效加工直齿圆柱齿轮的挤压新方法

说明书

技术领域

本发明属于一种齿轮的温挤压精密成形新工艺及模具技术，用于提高直齿圆柱齿轮的加工效率。

背景技术

目前，大部分的直齿圆柱齿轮的生产大多采用传统的切削加工方法，但它具有很多缺陷，如：材料利用率低，成本高，加工效率低。随着机械工业的发展和国际竞争的激化，对齿轮产品的性能的提高和加工成本的降低提出了更高的要求，尤其加工效率的提高。因此齿轮的挤压和锻造成形技术得到了重视和发展。此类加工方法由原来传统工艺加工方法40%的材料利用率提高到70%以上，而且齿轮强度也提高20%，并且加工效率提高大约40%，但此类加工方法均采用单件生产加工方法，其加工效率有待进一步的提升。为此，发明人提出了一种高效加工直齿圆柱齿轮的挤压新方法。

这种高效加工直齿圆柱齿轮的挤压新方法是以齿轮的温挤压精密成形新工艺及模具技术为基础，在垂直挤压机上连续挤压成形空心长条状直齿圆柱齿轮管，然后采用线切割的方法将连续挤压成形件切割成齿轮成品件。此种方法是采用连续温挤压精密成形的工艺，生产尽量接近齿轮最终形状的产品，因此此种加工方法不仅具有节材、节能、低成本等显著优势，而且可以提高齿轮的力学性能和加工性能，此外，由于采用黑色金属垂直挤压机连续挤压成形，然后采用线切割加工成齿轮成品，较之单件挤压成形具有更高的加工效率。

    在这种温挤压精密连续成形新工艺及模具技术中，采用温挤压精密连续成形方法制造接近齿轮零件形状的空心长条状直齿圆柱齿轮管精锻件，较传统的冷挤压精密成形方法加工效率高，较热挤压成形方法获得的表面质量和力学性能好。在模具设计中，采用凹模上置便于连续挤压成形，同时方便取料，并且将凹模设计成预应力组合凹模，可以抵消部分或完全抵消模具工作时产生的切向拉应力，从而提高整个凹模的强度，并可以提高模具的寿命，并且在凹模内圈产生磨埙或裂纹时，只需更换凹模内圈，大大节省了模具材料。上述新工艺使直齿圆柱齿轮的精密挤压成形，不仅可以获得的零件的力学性能得到更大的提高，而且还有着更高的生产效率。因此，这种高效加工空心直齿圆柱齿轮的挤压新方法有很好的使用价值与发展前景。

发明内容

本发明专利的目的是：针对上述问题，克服直齿圆柱齿轮加工的材料低利用率，高制造成本和较低的加工效率。在黑色金属垂直挤压机上，采用连续温挤压精密成形，然后采用线切割加工成齿轮成品件。用连续温挤压精密成形方法制造空心长条状直齿圆柱齿轮管，较传统的成形技术减少了后工序的切削量，减少了材料能源的消耗。连续式温挤压精密成形，可以经过一次温挤压成形挤压出很长的齿轮管精锻件，然后经过线切割成齿轮成品件，较传统的单件挤压成形方法，可以减少加工工序，进一步提高齿轮的加工效率。

本发明专利的技术方案是：本发明是一种高效加工直齿圆柱齿轮的挤压新方法，包括坯料的准备过程、连续温挤压成形过程、线切割成形过程三个相应的阶段。

坯料的准备过程主要包括钢棒下料、材料软化退火、喷丸表面处理工艺、水洗、磷化和皂化工艺；连续温挤压过程主要包括带有实现材料充满齿腔的工艺，模具凹模上置，并采用组合凹模，增加凹模强度，且凹模由导向环、挤压腔和成形腔组成。线切割成形过程主要是把连续温挤压成形件切割成多件齿轮成品。

采用此种方案，通过连续温挤压精密成形方法一次成形较长尺寸的齿轮件，然后线切割最终成形齿轮成品件。该新工艺可以实现更高的齿轮加工效率。

作为本发明的一种改进，采用凹模上置，在黑色金属垂直挤压机上通过模具向上连续温挤压成形长齿轮管精锻件，然后采用线切割成形齿轮成品件。

采用此种方案，不仅有利于提高直齿圆柱齿轮零件的尺寸、形状精度和力学性能，模具的使用寿命，而且可以进一步提高齿轮的加工效率。

附图说明：

下面是结合附图和实施例对本发明的具体实施方案进行详细地说明。

    图1为本发明加工工艺简略示意图；

图2为本发明加工过程三维示意图；

图3本发明挤压模具凹模示意图；

图4为本发明温挤压精密成形模具示意图；

上述图中的标记为：

图3为本发明挤压模具凹模的1．成形腔，2.挤压腔，3.凹模座，4.内层凹模，5.加强圈。

图4为本发明温挤压模具示意图的1.上模座，2.凹模垫板，3.加强圈，4.凹模座，5.导套，6.凸模固定圈，7.凸模座，8.下模座，9工件，10.内凹模，11.螺钉，12.凸模，13.凹模压盖，14.凸模定位圈，15.导柱，16.下垫板，17.螺钉。