[发明专利]一种斜齿轮的冷挤压成型加工工艺

说明书

本发明涉及一种斜齿轮的冷挤压成型加工工艺，包括以下步骤：S1：对毛坯料的上、下端面切削加工；S2：依次对毛坯料进行软化热处理、磷皂化处理和表面润滑处理；S3：将毛坯料放入下凹模中，启动第一压力系统驱动上凸模向下运动，第二压力系统给垫板一个向上的压力；S4：毛坯料进行塑性变形沿斜槽进行塑性流动并产生圆周方向旋转的推力，使毛坯料形成成型坯料；S5：斜齿轮挤压成型后，加大第二压力系统的压力，直至斜齿轮从下凹模内脱离完成出料。本发明采用两套独立的压力系统，可以避免弹簧老化问题，第二压力系统提供的压力更加稳定且可对压力大小进行调整，保证斜齿轮可以完全脱模，脱模过程简便快速，工作效率高。

技术领域

本发明涉及冷挤压加工的技术领域，尤其是涉及一种斜齿轮的冷挤压成型加工工艺。

背景技术

目前斜齿轮作为机械传动最重要的零件之一，在机械、汽车、电器等行业中广泛使用，它具有传动稳定、准确可靠、传动效率高等特点；然而大部分斜齿轮以机械切削加工为主，不但耗时多、效率低下，材料浪费多，而且加工出的斜齿轮机械性能较低，主要体现在其金属纤维组织被切断、不连续。采用冷挤压成型加工能够弥补机械加工的不足，通过设备压力的运动把需要挤压的毛坯料压入带有螺旋齿槽的模腔内，金属材料沿齿槽流动，最终形成斜齿轮。

相关技术中，冷挤压方式可以分为无阻力挤压和有阻力挤压。无阻力挤压是设备主液压系统输出压力把毛坯料压入下模，金属在液压力的作用下沿模具内的螺旋齿槽流动，金属的流动速度、成型角度、齿形的饱和度等均取决于设备主液压系统的输出压力的大小，这种成型方式由于是单项作用力，所以存在齿形、齿向填充不足或由于过于充足造成无法顶出的缺陷，成型的难度很大。有阻力挤压是设备主液压系统输出压力把毛坯料压入下模，金属在液压力的作用下沿模具内的螺旋齿槽流动，此时安装在下模底端的弹簧机构产生向上的阻力，使零件在成型时保持稳定的压力差，在一定程度上避免金属自由流动带来的加速情况，保证流动速度相对稳定。

上述中的方案存在以下缺陷：有阻力挤压的成型方式从本质上看还是属于单向作用力的形式，弹簧作用力的大小取决于设备液压系统输出力的大小且无法按实际情况调整，试验证明这种结构仍然存在齿形、齿向无法充足的情况；同时出料过程中依靠的也是弹簧反弹的弹力，可能出现弹力不足而无法完全出料的情况；且由于无法准确通过计算来选择弹簧的型号和强度，在批量生产中由于弹簧老化，会影响挤压成型质量的稳定性。

发明内容

为了解决挤压成型的齿轮存在齿形、齿向无法充足的情况，因弹簧弹力不足无法完全出料的情况和弹簧容易老化的情况，本发明提供一种斜齿轮的冷挤压成型加工工艺。

本发明提供的一种斜齿轮的冷挤压成型加工工艺，采用如下的技术方案：

一种斜齿轮的冷挤压成型加工工艺，包括冷挤压模具，所述冷挤压模具包括上凸模、下凹模、模套筒、垫板和顶杆，所述模套筒套设于下凹模外周，且模套筒和下凹模之间通过轴承连接，所述垫板安装于下凹模的内底部，所述下凹模的内壁开设有斜槽，所述垫板外周焊接有凸块，且凸块位于斜槽内并和斜槽滑动连接，所述顶杆的顶端转动连接于垫板的底部中心处；

具体加工工艺包括以下步骤：

S1：选择齿轮毛坯料，对毛坯料的上、下端面进行切削加工，使其上、下端面平整；

S2：再依次对毛坯料进行软化热处理、磷皂化处理和表面润滑处理；

S3：将处理后的毛坯料放入下凹模内腔中，启动第一压力系统驱动上凸模向下运动，同时启动第二压力系统通过顶杆给垫板一个向上的压力；

S4：上凸模的压力作用于毛坯料的上端面，垫板的压力作用于毛坯料的下端面，在压力的作用下，毛坯料进行塑性变形沿斜槽进行塑性流动并产生圆周方向旋转的推力，使毛坯料形成带有所需要的螺旋齿槽的成型坯料，且圆周方向旋转的推力给下凹模一个周向力，下凹模在周向力作用下通过轴承发生转动，下凹模转动的同时通过斜槽和凸块的卡接作用带动垫块同步转动，有效保证了成形斜齿轮时凸凹模运动的协调性；