一种直升机用大模数直齿圆柱齿轮精密锻造分流降压复合成形方法及其模具.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110434263A(43)申请公布日2019.11.12(21)申请号201910874668.1(22)申请日2019.09.17(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人宗影影肖爽邵斌王继伟单德彬郭斌(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人岳泉清(51)Int.Cl.B21J5/00(2006.01)B21J13/02(2006.01)B21K1/30(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种直升机用大模数直齿圆柱齿轮精密锻造分流降压复合成形方法及其模具(57)摘要一种直升机用大模数直齿圆柱齿轮精密锻造分流降压复合成形方法及其模具，本发明属于齿轮精密锻造成形技术领域，特别涉及一种直升机用大模数直齿圆柱齿轮精密锻造分流降压复合成形方法及其模具。本发明是解决现有加工直升机用大模数直齿圆柱齿轮方法成本高，其热锻表层会发生严重氧化，温锻精度不高，冷锻成形压力大无法实现大模数齿轮精锻的问题。本发明采用热锻预锻+温锻终锻的复合成形工艺，预锻终锻过程通过上下凸模端面形状来调整坯料受力与流动方向，实现齿形上下角隅的完好填充；通过预锻终锻两步提高齿形成形精度。模具包括导向装置、预紧凹模装置、凸模装置和顶出装置本发明用于直升机用大模数直齿圆柱齿轮复合成形。CN110434263ACN110434263A权利要求书1/2页1.一种直升机用大模数直齿圆柱齿轮精密锻造分流降压复合成形方法，其特征在于直升机用大模数直齿圆柱齿轮精密锻造分流降压复合成形方法具体是按以下步骤进行：一、下料：根据齿轮零件设计需要进行钢棒下料，得到坯料；二、墩粗：坯料采用燃气炉加热至1160℃，坯料取出8s内放置墩粗台上，墩粗压力设置为300T，墩粗压下36mm，去除氧化皮，得到墩粗后的坯料；三、热锻预锻：墩粗后的坯料转移到热锻预锻成型模具的凹模腔内，固定好后进行热锻，得到预锻齿轮坯；四、钻中心孔：在预锻齿轮坯的中心钻直径30mm的中心分流孔，得到钻中心孔的齿轮坯；五、温锻终锻：将钻中心孔的齿轮坯表面喷涂水基石墨，在燃气炉内加热至800℃，取出放置于温锻终锻成型模具的凹模腔内，锻造压力设置为400T；固定好后进行温锻，得到终锻齿轮件；六、钻孔修整：根据齿轮零件设计需要钻取中心孔，将锻件端面平整。2.根据权利要求1所述的一种直升机用大模数直齿圆柱齿轮精密锻造分流降压复合成形方法，其特征在于步骤一中所述齿轮零件的齿轮单边余量选取0.3mm，齿轮零件体积V0＝22189691.2mm，零件氧化量取3％，锻件体积V1＝V0(1+3％)＝195382mm，考虑到后续墩粗圆柱坯料尺寸定为直径52mm，高度92mm。3.根据权利要求2所述的一种直升机用大模数直齿圆柱齿轮精密锻造分流降压复合成形方法，其特征在于步骤三得到的预锻齿轮坯的上下角隅允许不充满、上下端面预制分流区。4.根据权利要求1所述的一种直升机用大模数直齿圆柱齿轮精密锻造分流降压复合成形方法，其特征在于步骤五得到的终锻齿轮件的齿部角隅完全充满时，中心分流孔未锻合。5.一种实现权利要求1所述直升机用大模数直齿圆柱齿轮精密锻造分流降压复合成形方法的模具，包括导向装置、预紧凹模装置、凸模装置和顶出装置，其特征在于所述导向装置由导柱(2)和导套(4)组成，导柱(2)与下模板(1)过盈配合，导套(4)与上模板(5)过盈配合，导柱(2)和导套(4)间隙配合，保证上凸模(10)精准压入凹模(12)的型腔内；预紧凹模装置由凹模(12)、预紧圈(14)和凹模固定圈(15)组成，凹模(12)与预紧圈(14)之间过盈配合，过盈量为1.04mm，采用凹模固定圈(15)与螺栓将凹模(12)和下模板(1)连接；凸模装置由上凸模(10)、下凸模(13)、上凸模固定板(6)、上垫板(7)和下垫板(3)组成，所述上垫板(7)设置在上模板(5)和上凸模固定板(6)之间；上凸模(10)和下凸模(13)均为齿形凸模，上凸模(10)采用螺栓与上凸模固定板(6)连接，上凸模固定板(6)通过螺栓与上模板(5)连接，上模板(5)与设备相连，上凸模(10)压入凹模(12)内，上凸模(10)与凹模(12)的单边间隙为0.2mm，顶出装置为顶杆(17)，所述顶杆(17)穿过下模板(1)和下垫板(3)对下凸模(13)进行限位，使下凸模(13)在凹模(12)内上下移动。6.根据权利要求5所述的直升机用大模数直齿圆柱齿轮精密锻造分流降压复合成形方法的模具，其特征在于所述设备为高速挤压机或电控螺旋压力机。7.根据权利要求5所述的直升机用大模数直齿圆柱齿轮精密锻造分流降压复合成形方法的模具，其特征在于当用于热锻