[发明专利]齿轮的加工方法及加工装置

权利要求书

1.齿轮的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

下料步骤，根据等体积原理，制作与目标齿轮设计尺寸等体积的坯料；

模具预热步骤，对温挤凹模的模腔进行预热，使温挤凹模的模腔的温度达到200±20℃，温挤凸模的尺寸与目标齿轮的尺寸一致，温挤凹模的轮廓在目标齿轮轮廓的基础上预设的偏置量Δ＝0.3mm～0.8mm；

坯料润滑步骤，在坯料的表面均匀涂抹润滑剂；

坯料加热步骤，对涂抹润滑剂后的坯料进行加热，使坯料外部变形区的温度达到温挤的温度范围，而内部仍保持相对于外部较低的温度；

温挤成形模具润滑步骤，温挤成形前在温挤凹模的模腔的表面均匀涂抹润滑剂；

温挤成形步骤，将加热后的坯料放入温挤成形模具中进行温挤成形，获得齿坯；

冷挤整形模具润滑步骤，冷挤整形前在整形凹模的模腔的表面均匀涂抹润滑剂；

冷挤整形步骤，将冷却后的齿坯放入冷挤整形模具中，利用整形凸模和整形凹模对其进行冷挤整形，得到目标齿轮；

整形凸模采用直径与目标齿轮的齿根圆直径相同的圆柱凸模；

整形凹模的轮廓尺寸确定方法为：

确定齿侧和齿根的实际整形量，齿侧和齿根的理论整形量为偏置量Δ，温挤时模具的弹性变形和坯料的热膨胀引起的整形量的偏差值为δ＝0.0015mm～0.0025mm，确定齿侧和齿根的实际整形量为Δ+δ；

确定齿顶的实际整形量，温挤成形过程中齿顶的欠充形系数为f，温挤凹模的齿顶圆半径为R_d，齿顶的实际整形量为Δ-fR_d；

确定整形凹模的轮廓尺寸，冷挤时模具和齿坯的弹性变形量为δ'＝0.001mm～0.0015mm，整形凹模的齿侧和齿根的轮廓尺寸为齿坯的齿侧和齿根轮廓沿径向向内偏置Δ+δ+δ'；整形凹模的齿顶的轮廓尺寸为齿坯的齿顶的轮廓沿径向向内偏置Δ-fR_d+δ'。

2.如权利要求1所述的齿轮的加工方法，其特征在于，坯料的直径与目标齿轮的分度圆直径差值范围为-0.5mm～0mm。

3.齿轮的加工装置，使用了如权利要求1所述的齿轮的加工方法，其特征在于，包括：温挤成形模具和冷挤整形模具；

所述温挤成形模具包括第一上模和第一下模，所述第一上模设有温挤凸模，所述第一下模设有用于和所述温挤凸模配合挤压坯料的温挤凹模；所述温挤凸模的轮廓与目标齿轮的轮廓相同；所述温挤凹模的内轮廓与目标齿轮的轴向投影形状一致，且大于目标齿轮的轮廓尺寸；

所述冷挤整形模具包括第二上模和第二下模，所述第二上模设有整形凸模，所述第二下模设有用于和所述整形凸模配合挤压温挤成形的齿坯的整形凹模；所述整形凸模采用圆柱形结构，其直径为目标齿轮的齿根圆直径，所述整形凹模的内轮廓小于所述齿坯的轮廓尺寸。

4.如权利要求3所述的齿轮的加工装置，其特征在于，所述第一上模还包括：

上模座，用于固定在压机的滑块上；

凸模固定套，设置在所述上模座的下表面；和

凸模柄，用于连接所述凸模固定套和所述温挤凸模。

5.如权利要求4所述的齿轮的加工装置，其特征在于，所述凸模柄与所述温挤凸模通过螺钉固定。

6.如权利要求3所述的齿轮的加工装置，其特征在于，所述第一下模还包括：

下模座，用于固定在压机的工作台上；

模套，设置在所述下模座上，并且设有用于容纳所述温挤凹模的安装槽；

凹模固定组件，设置在所述模套上，用于固定所述温挤凹模；和

支撑杆组件，一端与压机的顶杆连接，另一端用于支撑坯料。

7.如权利要求6所述的齿轮的加工装置，其特征在于，所述凹模固定组件包括：

上垫环，设置在所述温挤凹模上方；

下垫环，设置在所述温挤凹模下方；

护环，设置在所述上垫环、所述下垫环和所述温挤凹模外周，与所述上垫环、所述下垫环和所述温挤凹模配合安装；所述上垫环、所述下垫环和所述护环均设置在所述模套的安装槽内，所述护环与所述模套配合安装；和

压环，设置在所述模套上方，用于固定所述上垫环。

8.如权利要求3所述的齿轮的加工装置，其特征在于，所述第一上模与所述第二上模为一体结构；所述第一下模和所述第二下模为一体结构。