專利名稱：非對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法及其專用模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法及專用模具。
背景技術(shù)：
目前，加工非對(duì)稱階梯齒輪軸的傳統(tǒng)方法包括切削加工、鍛造和冷擠壓等。切削加工工藝復(fù)雜且材料利用率低，生產(chǎn)率低下及成本高；而鍛造和冷擠壓工藝所采用的模具型腔復(fù)雜，設(shè)計(jì)與制造精度要求嚴(yán)格，同時(shí)也存在加工過(guò)程中成形軸向力較大等一系列相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，尤其是利用楔橫軋工藝加工單個(gè)非對(duì)稱階梯齒輪軸時(shí)由于其成形軸向力很大而造成模具壽命短等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有非對(duì)稱階梯齒輪軸加工由于成形軸向力大導(dǎo)致模具壽命短的缺點(diǎn)，提供一種工藝簡(jiǎn)單、材料利用率高同時(shí)又能提高模具壽命的非對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法及專用模具。
為此，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種非對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法，包括以下步驟(1)模具準(zhǔn)備使模具型腔呈現(xiàn)兩個(gè)非對(duì)稱階梯齒輪軸依中線對(duì)稱排列的形態(tài)；(2)將圓柱棒料經(jīng)中頻感應(yīng)加熱至鍛態(tài)溫度；(3)將呈鍛態(tài)溫度的圓柱棒料置于上、下模具入口處的坯料型槽內(nèi)；(4)調(diào)整好徑向間距；(5)上、下模具在上、下模板帶動(dòng)下開(kāi)始相向運(yùn)動(dòng)；(6)最后將加工完成的初制坯運(yùn)動(dòng)至尾部切斷刀處切斷為兩個(gè)獨(dú)立的非對(duì)稱階梯齒輪軸成型坯；(7)將上述成形坯燒結(jié)、整形、熱處理，即可制得非對(duì)稱階梯齒輪軸。
前面所說(shuō)的非對(duì)稱階梯齒輪軸的加工專用模具，包括有安裝面相向的上、下模板，所述上、下模板上活動(dòng)連接有上、下模具，所述的上、下模具構(gòu)成的型腔呈現(xiàn)兩個(gè)非對(duì)稱階梯齒輪軸依中線對(duì)稱排列的形態(tài)；所述模具尾部對(duì)應(yīng)型腔中點(diǎn)設(shè)有切斷刀。
采用本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、采用該模具解決了成形軸向力大導(dǎo)致模具壽命短的缺點(diǎn)，可以大大提高模具的使用壽命，從而使設(shè)備投資大大降低；2、連續(xù)局部塑性變形，能源利用率高；3、成形件尺寸精度高，機(jī)械性能好；4、使齒輪軸的制造工藝大大簡(jiǎn)化，制造成本顯著降低。


圖1為本發(fā)明非對(duì)稱階梯齒輪軸的加工工藝原理2為本發(fā)明所述坯料在上、下模具間的位置3為本發(fā)明所述的模具型槽結(jié)構(gòu)示意4為圖3所示A-A橫截面的坯料幾何形狀5為圖3所示B-B橫截面的坯料幾何形狀6為圖3所示C-C橫截面的坯料幾何形狀7為圖3所示D-D橫截面的坯料幾何形狀8為圖3所示E-E橫截面的坯料幾何形狀9為本發(fā)明所述的模具結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種非對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法，包括以下步驟(1)模具準(zhǔn)備使模具型腔呈現(xiàn)兩個(gè)非對(duì)稱階梯齒輪軸依中線對(duì)稱排列的形態(tài)；(2)將圓柱棒料經(jīng)中頻感應(yīng)加熱至鍛態(tài)溫度；(3)將呈鍛態(tài)溫度的圓柱棒料置于上、下模具入口處的坯料型槽內(nèi)；(4)調(diào)整好徑向間距和軸向間距；(5)上、下模具在上、下模板帶動(dòng)下開(kāi)始相向運(yùn)動(dòng)；(6)最后將加工完成的初制坯運(yùn)動(dòng)至尾部切斷刀處切斷為兩個(gè)獨(dú)立的非對(duì)稱階梯齒輪軸成型坯；(7)將上述成形坯燒結(jié)、整形、熱處理，即可制得非對(duì)稱階梯齒輪軸。
前面所說(shuō)的非對(duì)稱階梯齒輪軸的加工專用模具，包括有安裝面相向的上、下模板1、9，所述上、下模板上活動(dòng)連接有上、下模具，所述的上、下模具構(gòu)成的型腔呈現(xiàn)兩個(gè)非對(duì)稱階梯齒輪軸依中線對(duì)稱排列的形態(tài)，上模具6、下模具8各自的縱向位置上設(shè)有楔形齒條13，楔形齒條13兩側(cè)設(shè)有楔形凸塊14以阻止齒形材料向左右兩側(cè)分流，兩模具間的徑向(Y向)間距調(diào)整裝置由楔塊2、螺旋3、鎖緊螺母4和手柄5組成，用于調(diào)節(jié)齒輪軸的徑向尺寸及變位系數(shù)，兩模具間的軸向(X向)螺旋調(diào)整裝置由螺旋3、鎖緊螺母4和手柄5組成，用于調(diào)整模具的左右相對(duì)位置，所述模具尾部對(duì)應(yīng)型腔中點(diǎn)設(shè)有切斷刀。
如圖1-9所示，本發(fā)明非對(duì)稱階梯齒輪軸滾壓楔橫軋成型坯的具體工藝過(guò)程及實(shí)施方案是首先準(zhǔn)備模具，使模具型腔呈現(xiàn)兩個(gè)非對(duì)稱階梯齒輪軸依中線對(duì)稱排列的形態(tài)。然后將直徑為D5、長(zhǎng)為2L0的圓柱棒料經(jīng)中頻感應(yīng)加熱至鍛態(tài)溫度后進(jìn)入上、下模具6、8入口處的坯料型槽10內(nèi)(D5、2L0根據(jù)坯料成形前后體積不變?cè)泶_定，L0為加工一個(gè)非對(duì)稱階梯齒輪軸成型坯所需坯料的長(zhǎng)度)；調(diào)整好徑向間距后，上下模具6、8在上、下模板1、9的帶動(dòng)下開(kāi)始相向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，凸楔11楔入坯料中部，隨著楔入的深度和寬度逐漸增加，滾壓楔橫軋n0圈后，初始坯料形狀變?yōu)閳D5所示，根據(jù)體積不變?cè)?，初始坯料的長(zhǎng)度變?yōu)?(L0+ΔL0)；接著兩側(cè)凸楔12楔入成形直徑為D2的階梯，滾壓楔橫軋n1圈后，坯料形狀變?yōu)閳D6所示，同時(shí)坯料長(zhǎng)度變?yōu)?(L0+ΔL0+ΔL1)；此后楔形齒條13第一段齒形的齒頂開(kāi)始楔入坯料，同時(shí)兩側(cè)凸楔14也楔入坯料，一方面阻止齒形成形材料向左右兩側(cè)分流，另一方面也是為了成形直徑為D1的階梯，這樣，滾壓楔橫軋n2圈，與楔形齒條13接觸的齒坯部分金屬，在壓力的作用下產(chǎn)生塑性變形而徑向流動(dòng)，并與楔形齒條作范成運(yùn)動(dòng)，至楔形齒條第三段正常齒形精成形區(qū)后，逐漸形成分度圓直徑為D0的齒形，坯料形狀變?yōu)閳D7所示，坯料長(zhǎng)度變?yōu)?(L0+ΔL0+ΔL1+ΔL2)；最后凸楔15楔入成形直徑為D3的軸肩，經(jīng)滾壓楔橫軋n3圈后，坯料形狀變?yōu)閳D8所示，坯料長(zhǎng)度變?yōu)?(L0+ΔL0+ΔL1+ΔL2+ΔL3)，至此，所需直徑和長(zhǎng)度的兩個(gè)非對(duì)稱階梯齒輪軸的成型坯加工完成，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)至尾部切斷刀16處切斷為兩個(gè)獨(dú)立的非對(duì)稱階梯齒輪軸成型坯，將上述成形坯燒結(jié)、整形、熱處理，即可制得非對(duì)稱階梯齒輪軸。
權(quán)利要求
1.一種非對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法，其特征在于包括以下步驟(1)模具準(zhǔn)備使模具型腔呈現(xiàn)兩個(gè)非對(duì)稱階梯齒輪軸依中線對(duì)稱排列的形態(tài)；(2)將圓柱棒料經(jīng)中頻感應(yīng)加熱至鍛態(tài)溫度；(3)將呈鍛態(tài)溫度的圓柱棒料置于上、下模具入口處的坯料型槽內(nèi)；(4)調(diào)整好徑向間距和軸向間距；(5)上、下模具在上、下模板帶動(dòng)下開(kāi)始相向運(yùn)動(dòng)；(6)最后將加工完成的初制坯運(yùn)動(dòng)至尾部切斷刀處切斷為兩個(gè)獨(dú)立的非對(duì)稱階梯齒輪軸成型坯；(7)將上述成形坯燒結(jié)、整形、熱處理，即可制得非對(duì)稱階梯齒輪軸。
2.一種用于加工如權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱齒輪軸的模具，包括有安裝面相向的上、下模板，所述上、下模板上活動(dòng)連接有上、下模具，其特征在于所述的上、下模具構(gòu)成的型腔呈現(xiàn)兩個(gè)非對(duì)稱階梯齒輪軸依中線對(duì)稱排列的形態(tài)；所述模具尾部對(duì)應(yīng)型腔中線設(shè)有切斷刀。
全文摘要
一種非對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法，包括以下步驟模具準(zhǔn)備使模具型腔呈現(xiàn)兩個(gè)非對(duì)稱階梯齒輪軸依中線對(duì)稱排列的形態(tài)；將圓柱棒料經(jīng)中頻感應(yīng)加熱至鍛態(tài)溫度；將呈鍛態(tài)溫度的圓柱棒料置于上、下模具入口處的坯料型槽內(nèi)；調(diào)整好徑向間距和軸向間距；上、下模具在上、下模板帶動(dòng)下開(kāi)始相向運(yùn)動(dòng)；最后將加工完成的初制坯運(yùn)動(dòng)至尾部切斷刀處切斷為兩個(gè)獨(dú)立的非對(duì)稱階梯齒輪軸成型坯；將上述成形坯燒結(jié)、整形、熱處理，即可。非對(duì)稱階梯齒輪軸的加工專用模具，包括有安裝面相向的上、下模板，所述上、下模板上活動(dòng)連接有上、下模具，所述的上、下模具構(gòu)成的型腔呈現(xiàn)兩個(gè)非對(duì)稱階梯齒輪軸依中線對(duì)稱排列的形態(tài)；所述模具尾部對(duì)應(yīng)型腔中點(diǎn)設(shè)有切斷刀。
文檔編號(hào)B21C25/02GK1631568SQ200410082379
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2004年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月31日
發(fā)明者應(yīng)富強(qiáng), 李敏, 呂原君 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)