用于非圆锥齿轮的热锻成形模具及热锻成形工艺.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CN107042273A(43)申请公布日2017.08.15(21)申请号201710369326.5(22)申请日2017.05.23(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人华林韩星会庄武豪郑方焱(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人唐万荣(51)Int.Cl.B21J13/02(2006.01)B21K1/30(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图7页(54)发明名称用于非圆锥齿轮的热锻成形模具及热锻成形工艺(57)摘要本发明公开了一种用于非圆锥齿轮的热锻成形模具设计方法，设计预制坯模具时包括以下步骤：将非圆锥齿轮按单个齿分割成多个部分，并将多个分割后的部分转化为多个具有扇形截面且等高的扇形柱体；以多个扇形柱体的圆弧中点为基准点，采用样条曲线将所有基准点连接成一闭合曲线即为预制坯的径向截面形状；根据扇形柱体的高度、预制坯的径向截面形状以及预制坯的最大轴向截面为分模面进行预制坯模具的加工。采用本热锻成形模具，可大幅度提高非圆锥齿轮生产效率，降低制造成本。CN107042273ACN107042273A权利要求书1/1页1.一种用于非圆锥齿轮的热锻成形模具设计方法，其特征在于，设计预制坯及预制坯模具时包括以下步骤：将非圆锥齿轮按单个齿分割成多个部分，并将多个分割后的部分转化为多个具有扇形截面且等高的扇形柱体；以多个扇形柱体的圆弧中点为基准点，采用样条曲线将所有基准点连接成一闭合曲线即为预制坯的径向截面形状；根据扇形柱体的高度、预制坯的径向截面形状以及预制坯的最大轴向截面为分模面进行预制坯模具的加工。2.如权利要求1所述的用于非圆锥齿轮的热锻成形模具设计方法，其特征在于，所述将非圆锥齿轮按单个齿分割成多个部分，并将多个分割后的部分转化为多个具有扇形截面且等高的扇形柱体的步骤具体包括：以非圆锥齿轮轴线和各齿槽顶点为基准建立多个基准面；通过多个基准面将非圆锥齿轮锻件分割成多个部分；将所分割的各部分按照等体积原则转换为具有扇形截面且等高的扇形柱体，各扇形柱体的扇形截面中心角与非圆锥齿轮中两相邻基准面夹角相等。3.如权利要求1所述的用于非圆锥齿轮的热锻成形模具设计方法，其特征在于，进行终锻模的型腔设计时，将非圆半轴锥齿轮大端齿形的齿顶曲线沿径向延伸所得曲面和非圆半轴锥齿轮大端齿形所在球面共同构成的分模面进行终锻模的型腔设计，其中，包含背部轴杆型腔的凹模为上模，包含齿形型腔的齿形模为下模。4.如权利要求1所述的用于非圆锥齿轮的热锻成形模具设计方法，其特征在于，进行预锻模的型腔设计时，预锻模型腔是在终锻模型腔的基础上，齿形型腔沿齿面法向增大0.2mm～0.3mm，背部轴杆型腔沿轴向增大0.8～1.2mm，并以非圆半轴锥齿轮大端齿形的齿顶曲线沿径向延伸所得延伸曲面和非圆半轴锥齿轮大端齿形所在球面共同构成的分模面进行分模设计，其中，包含齿形型腔的齿形模为上模，包含背部轴杆型腔的凹模为下模。5.如权利要求4所述的用于非圆锥齿轮的热锻成形模具设计方法，其特征在于，预锻模下模型腔底部根据预制坯径向截面形状设计用于预制坯定位的定位槽。6.如权利要求1所述的用于非圆锥齿轮的热锻成形模具设计方法，其特征在于，最大扇形柱体半径等于非圆锥齿轮锻件背部轴杆的半径。7.一种基于权利要求1所述的用于非圆锥齿轮的热锻成形模具设计方法的热锻成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：将圆棒料进行下料以及少无氧化加热处理；将经少无氧化加热处理后的圆棒料经过镦粗或者拔长，获得直径满足2Rmin≤D≤2Rmax的圆柱坯料，其中Rmin、Rmax分别为预制坯径向截面的最大内切圆半径和和最小外接圆半径；将经过镦粗或者拔长后的圆棒料在预制坯模具进行预制坯成形获得预制坯；将预制坯置入预锻模的下模型腔内，在压力机的作用下完成预锻成形获得预锻件；将预锻件置入终锻模的下模型腔内，在压力机的作用下完成终锻成形。2CN107042273A说明书1/5页用于非圆锥齿轮的热锻成形模具及热锻成形工艺技术领域[0001]本发明涉及非圆锥齿轮塑性成形技术领域，尤其涉及一种用于非圆锥齿轮的热锻成形模具及热锻成形工艺。背景技术[0002]非圆锥齿轮可以实现两相交轴或交错轴之间变传动比传动，具有许多圆锥齿轮不能实现的特殊功能，例如采用非圆锥齿轮的汽车防滑差速器不仅具有结构紧凑、传动平稳、效率高、寿命长等优点，而且还具有差速防滑功能，在泥泞、湿滑、冰雪等地面的通过性能比传统的圆锥齿轮差速器有大幅度提高。与具有平面圆节曲线的圆锥齿轮相比，非圆锥齿轮具有复杂的空间非圆节曲线，使得其几何形状十分复杂，这给非圆锥齿轮制造带来巨大困难。目前，非圆锥齿轮主要采用五轴联动数控加