一种直齿圆柱齿轮的温挤压成形方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103056179A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103056179103056179A(43)申请公布日2013.04.24(21)申请号201310009770.8(22)申请日2013.01.11(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人赵军王炜马瑞(74)专利代理机构石家庄一诚知识产权事务所13116代理人李合印(51)Int.Cl.B21C23/02(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图6页附图6页(54)发明名称一种直齿圆柱齿轮的温挤压成形方法(57)摘要本发明公开了直齿圆柱齿轮的温挤压成形工艺方法，旨在采用温成形并结合差温成形对坯料进行加热，合理的模具设计和润滑的选择，其技术方案的要点是：方法一：挤压+镦粗+反向第二次挤压（同一套挤压模具）；方法二：挤压+反向第二次挤压（不同尺寸的凹模）。此成形工艺可有效降低成形力，同时齿形充形良好。其优点是：不仅克服了切削加工方法材料利用率低，生产效率低，产品成本高，同时由于金属纤维被切断而导致齿轮强度和使用寿命降低等缺点。同时，克服了其它塑性成形方法遇到的成形力大，角隅填充困难，模具使用寿命低等问题，有望在塑性成形领域实现直齿圆柱齿轮的工业化生产。CN103056179ACN1035679ACN103056179A权利要求书1/2页1.一种直齿圆柱齿轮的温挤压成形方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：第一步下料：根据目标齿轮确定坯料的尺寸，进行下料，坯料下部为圆柱形，上部为圆锥形，底部圆柱直径比目标齿轮分度圆直径大6%~10%，顶部倒角为12°~15°；第二步模具预热：使用乙炔焰将模具预热至200℃~250℃，以减少坯料与模具接触时的热量损失；第三步坯料加热：在坯料表面涂抹润滑剂后，通过中高频感应加热对坯料实施差温加热，使坯料外部温度达到温挤压的温度范围，而内部保持较低温度；第四步第一次挤压：对坯料进行第一次挤压，挤压前在模具表面涂抹润滑剂，使摩擦系数达到0.4~0.6；第五步镦粗：对坯料再次加热后进行一定镦粗比的镦粗；第六步反向第二次挤压：将镦粗后的坯料塌角段朝上，即将第一次挤压的坯料放置状态调转180°后，进行第二次挤压。2.根据权利要求1所述的一种直齿圆柱齿轮的温挤压成形方法，其特征在于：在第四步中所述的模具包括凸模和凹模，所述的凸模采用具有不完全齿形的类齿轮设计，相当于所要生产的目标齿轮被切去齿顶部分后的形状；所述的凹模包括凹模入模段和凹模成形段；所述的凹模成形段的内轮廓与目标齿轮平面投影形状一致，而尺寸偏大，是由目标齿轮齿廓向外偏置一定的数值所得；所述的入模部分是具有相应入模角度的倾斜段，入模段高度和入模角度是根据目标齿轮的参数确定的。3.一种直齿圆柱齿轮的温挤压成形方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：第一步下料：按照设计的坯料尺寸下料，坯料下部为圆柱形，上部为圆锥形，底部圆柱直径比目标齿轮分度圆直径大6%~10%，顶部倒角为12°~15°；第二步模具预热：使用乙炔焰将模具预热至200℃~250℃，以减少坯料与模具接触时的热量损失；第三步坯料加热：在坯料表面涂抹润滑剂后，通过中高频感应加热对坯料实施差温加热，使坯料外部温度达到温挤压的温度范围，而内部保持较低温度；第四步第一次挤压：第四步第一次挤压：对坯料进行第一次挤压，挤压前在模具表面涂抹润滑剂，使摩擦系数达到0.4~0.6；第五步反向第二次挤压：将第一次挤压的坯料放置状态调转180°后，进行第二次挤压。4.根据权利要求3所述的一种直齿圆柱齿轮的温挤压成形方法，其特征在于：在第四步中所述的模具包括凸模和凹模，所述的凸模采用具有不完全齿形的类齿轮设计，相当于所要生产的目标齿轮被切去齿顶部分后的形状；所述的凹模包括凹模入模段和凹模成形段；所述的凹模成形段的内轮廓与目标齿轮平面投影形状一致，而尺寸偏大，是由目标齿轮齿廓向外偏置一定的数值所得；所述的入模部分是具有相应入模角度的倾斜段，入模段高度和入模角度是根据目标齿轮的参数确定的。2CN103056179A权利要求书2/2页5.根据权利要求3所述的一种直齿圆柱齿轮的温挤压成形方法，其特征在于：在所述的第四步中的第一次挤压所用凹模较所述的第五步中的第二次挤压所用凹模齿形轮廓要大。3CN103056179A说明书1/4页一种直齿圆柱齿轮的温挤压成形方法技术领域[0001]本发明涉及一种机械加工方法，特别涉及一种直齿圆柱齿轮的温挤压成形方法。背景技术[0002]齿轮作为传递运动和动力的最基本零件之一，在工程领域特别是在制造业有着非常广泛的应用。其中，直齿圆柱齿轮不仅形状复杂，而且尺寸精度、表面质量及综合力学性能要求