[发明专利]齿轮的精锻工艺及制造工艺

说明书

本发明公开了一种齿轮的精锻工艺及制造工艺，该精锻工艺为将在先获得的毛坯置入精锻凹模中进行锻打，以获得齿轮的成品或半成品，所述毛坯为：中央设置有两个盲孔的柱状结构，两个盲孔同轴，盲孔的轴线与柱状结构的轴线共线，两个盲孔的孔口位于柱状结构的不同端，两个盲孔均为锥形圆孔，各盲孔的直径最大位置均位于盲孔的开口端；所述凹模的型腔中部设置有第一凸台；用于锻打的上模下端中部设置有第二凸台。所述制造工艺基于所述精锻工艺，采用该精锻工艺及制造工艺，可有效突破齿轮精锻工艺对齿轮尺寸的要求：使得齿轮精锻工艺能够运用于厚度更大的齿轮加工中。

技术领域

本发明涉及齿轮加工技术领域，特别是涉及一种齿轮的精锻工艺及制造工艺。

背景技术

目前，直齿圆柱齿轮主要是通过传统的金属切削加工或热模锻制坯与切削加工相结合的方法来制造，切削加工制造方法存在着生产效率低，材料利用率不高、轮齿金属纤维的连续性遭到破坏等问题，以上问题导致直齿圆柱齿轮具有综合性能较差、齿轮寿命低等缺点。

如申请号为201811273204.7的发明专利提供的技术方案所述，现有技术中，出现了基于锻造的齿轮加工工艺。业界普遍认为，用精密锻造(精锻)的方法加工齿轮，可以提高材料的利用率、提高生产效率、提高齿轮机械性能、降低成本和增强市场竞争力。尤其对用于汽车工业的大规模生产、齿轮精密锻造具有更大的效益和潜力。

尽管齿轮精密锻造具有诸多优点，并已用于锥齿轮的规模生产，但距运用于一定尺寸的圆柱直齿轮和斜齿轮的规模生产还有一定距离。

发明内容

针对上述提出的齿轮精密锻造距运用于一定尺寸的圆柱直齿轮和斜齿轮的规模生产还有一定距离的技术问题，本发明提供了一种齿轮的精锻工艺及制造工艺。所述制造工艺基于所述精锻工艺，采用该精锻工艺及制造工艺，可有效突破齿轮精锻工艺对齿轮尺寸的要求：使得齿轮精锻工艺能够运用于厚度更大的齿轮加工中。

针对上述问题，本发明提供的齿轮的精锻工艺及制造工艺通过以下技术要点来解决问题：齿轮的精锻工艺，该精锻工艺为将在先获得的毛坯置入精锻凹模中进行锻打，以获得齿轮的成品或半成品，所述毛坯为：中央设置有两个盲孔的柱状结构，两个盲孔同轴，盲孔的轴线与柱状结构的轴线共线，两个盲孔的孔口位于柱状结构的不同端，两个盲孔均为锥形圆孔，各盲孔的直径最大位置均位于盲孔的开口端；

所述凹模的型腔中部设置有第一凸台，所述第一凸台的外形与其中一个盲孔的外形匹配；

用于锻打的上模下端中部设置有第二凸台，所述第二凸台的外形与另一个盲孔的外形匹配。

现有技术中，虽然齿轮精锻工艺能够运用于如直齿圆柱齿轮加工中，但由于在锻造过程中，一般情况下毛坯轴线方向上的中间位置最先发生锻造变形，在锻压过程中，如果所要制备的齿轮厚度过厚，难以使得毛坯侧面各位置发生均匀的塑性变形以填满凹模型腔，故现有不预先在毛坯上设置孔道的加工方案，齿轮精锻工艺一般仅能够运用于厚度小于10mm的齿轮加工中；预先在毛坯上设置孔道，同时在锻造时在孔道中嵌入芯棒的加工方案，齿轮精锻工艺一般仅能够运用于厚度小于20mm的齿轮加工中。

本方案中，通过对精锻工艺中所采用到的上模、凹槽以及毛坯进行特别的形状设计，在进行精锻时，第一凸台与毛坯下端的盲孔孔壁贴合，第二凸台与毛坯上端的盲孔孔壁贴合，在进行锻打时，通过第一凸台和第二凸台各点对毛坯上盲孔孔壁的约束，使得毛坯在轴线方向上的各个位置以及周向方向上的各个位置均具有较为均匀的受力，通过优化毛坯金属的刚性流动性，达到均匀精锻工艺或工步中毛坯侧面各点变形量的目的，使得齿轮精锻工艺能够良好的运用于厚度小于100mm的齿轮加工中。同时采用本方案，可使得精锻工艺或精锻工步得到的精锻件锥度为现有其他精锻工艺或精锻工步得到的精锻件的百分之40甚至更小，通过缩小后续加工余量，达到提高齿轮加工效率、降低齿轮加工成本的效果。同时采用本方案，由于这些齿轮的制造不再局限于传统切削加工制造方法，故本采用本方案还可提高厚尺寸齿轮的产品质量。