專利名稱：一種直齒圓柱齒輪的成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于齒輪的成形技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種直齒圓柱齒輪的成形方法，尤其是冷擠壓成形方法。
背景技術(shù)：
直齒輪在機械傳動中占據(jù)著非常重要的作用，應(yīng)用極為廣泛，年需求量數(shù)億套。但其生產(chǎn)方法主要還是沿用傳統(tǒng)的切削加工工藝，即采用棒料毛坯(直徑較大時選用鍛造毛坯)，經(jīng)車端面、鉆孔、車內(nèi)外園、滾齒、剃齒及熱處理等多道工序成形。該方法不僅存在加工難度大、生產(chǎn)效率低、原材料利用率低、加工成本高的弊端，且在加工時齒形部分的纖維被切斷，使齒輪的強度降低，影響其承載能力。
采用塑性成形技術(shù)生產(chǎn)齒輪件，具有節(jié)材、節(jié)能、加工成本低、效率高等顯著優(yōu)勢，而且可大幅度提高產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量與外觀質(zhì)量，是未來齒輪加工的主要方法之一。目前，國內(nèi)外在直齒傘齒輪熱精鍛、冷靜鍛方面的技術(shù)已趨成熟。但直齒圓柱齒輪精鍛尚未進入工業(yè)化應(yīng)用階段，原因是目前直齒輪的精密塑性成形工藝基本上是采用鐓擠方法。由于在室溫條件下的高流動應(yīng)力，金屬毛坯在接近終了階段的流動受到極大限制，材料的變形抗力急劇上升，加上齒輪齒槽部分的摩擦作用，使齒輪角隅充填困難，最終造成齒形局部充料不足的缺陷。另外，成形時凹模承受很大的應(yīng)力，使模具壽命下降較多，制造成本增加。為此，國內(nèi)外作了多項研究進行補救，從工藝上、模具結(jié)構(gòu)上甚至成形設(shè)備都作了探討，但都還沒有得到滿意的結(jié)果。
發(fā)明人已申請的“一種直齒圓柱齒輪精密成形方法”專利，采用貫通式正向溫擠壓精密成形工藝，成功地擠壓出直齒圓柱齒輪零件，該成形方法具有成形容易、變形抗力小、模具使用壽命長等特點，齒輪的齒面精度可滿足精密毛坯的要求。但由于溫擠壓時，溫度的變化會影響擠壓件的尺寸精度，且高溫下潤滑效果較差及溫度本身的影響，使擠壓件的齒形表面質(zhì)量不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種直齒圓柱齒輪的成形方法，使其成形工藝簡化、加工成本降低、制件性能進一步提高。
本發(fā)明實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是采用擠出式冷擠壓成形工藝方案，依次將棒料毛坯放入模具，擠壓成形后制件從凹模的下面取出。制件組織呈連續(xù)的流線形結(jié)構(gòu)特征，沿制件輪廓分布。
棒料毛坯在擠壓成形前先進行軟化處理和涂潤滑處理。
棒料毛坯的長度與一個齒輪的厚度對應(yīng)，成形后可以加工出一個齒輪。棒料毛坯的長度也與兩個或兩個以上齒輪的厚度對應(yīng)，成形后根據(jù)所需要的齒輪厚度尺寸進行切斷，再進行輔助加工得到齒輪成品。
本發(fā)明提出的直齒圓柱齒輪成形方法具有以下優(yōu)點1、成形較容易。采用擠出式正向冷擠壓成形工藝，制件的齒形由凹模的齒形形狀來決定，不存在齒輪角隅充填困難的問題，可有效提高成形質(zhì)量。
2、變形抗力小。采用正向擠壓，毛坯的變形程度較鐓擠小，且應(yīng)力球張量也遠小于鐓擠時的封閉擠壓狀態(tài)，因而抗力卻顯著下降。
3、模具壽命高。模具所承受的變形抗力明顯減小，且主要作用在模具的容料腔部分，應(yīng)力集中現(xiàn)象小，因而提高了模具壽命。
4、具有優(yōu)質(zhì)高效節(jié)材的特點。與切削加工相比，生產(chǎn)效率和材料利用率都有顯著提高。
5、齒形表面質(zhì)量高。齒形的精度和表面質(zhì)量較擠溫壓成形工藝高，表面粗糙度＜Ra1.6μm，表面質(zhì)量高，可達到載重汽車對成品齒輪的要求。
6、力學性能好。采用冷擠壓成形工藝，其組織呈連續(xù)的流線形結(jié)構(gòu)特征，沿制件輪廓分布，力學性能好。


附圖1為本發(fā)明擠壓成形結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為附圖1A-A的剖視圖。
圖中1、壓頭，2、棒料毛坯，3、擠壓套，4、成形凹模。
具體實施例方式
結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的實施例如下本實施例使用的壓力機為液壓機，模具結(jié)構(gòu)如圖1所示，成形工藝步驟為①、對棒料毛坯2進行常規(guī)的退火軟化處理和表面潤滑處理；②、將處理后的棒料毛坯2放入模具的擠壓套3內(nèi)；③、啟動壓機使壓頭1下行，擠壓毛坯2使其產(chǎn)生塑性流動進入凹模4內(nèi)而成形；④、壓頭回程；⑤、將另一段棒料毛坯2放入擠壓套3內(nèi)(也可將兩段及兩段以上棒料毛坯同時放入擠壓套3內(nèi))；⑥、壓頭再次下行，使后一段棒料毛坯2產(chǎn)生塑性流動進入凹模4內(nèi)成形，并使前一段成形好的擠壓件從凹模4的下方擠出；⑦、重復④-⑥過程，使成形好的擠壓件從凹模4下方依次擠出。
本實施例采用的棒料毛坯2的長度與一個齒輪的厚度相對應(yīng)，成形后進行少量的輔助加工即成齒輪成品。棒料毛坯2的長度也可與兩個或兩個以上的齒輪厚度相對應(yīng)，根據(jù)每個齒輪的長度尺寸進行切斷，再進行輔助加工成齒輪成品。
權(quán)利要求
1.一種直齒圓柱齒輪的成形方法，其特征是采用擠出式冷擠壓成形工藝方案，依次將棒料毛坯放入模具，擠壓成形后制件從凹模的下面取出，制件組織呈連續(xù)的流線形結(jié)構(gòu)特征，沿制件輪廓分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直齒圓柱齒輪的成形方法，其特征在于成形時，可一次放入一個或多個棒料毛坯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直齒圓柱齒輪的成形方法，其特征在于所述的棒料毛坯在成形前，應(yīng)進行軟化處理和潤滑劑處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直齒圓柱齒輪的成形方法，其特征在于所述的棒料毛坯長度與一個齒輪的厚度對應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直齒圓柱齒輪的成形方法，其特征在于所述的棒料毛坯的長度與兩個或兩個以上齒輪的厚度對應(yīng)，成形后根據(jù)所需要的齒輪厚度尺寸進行切斷，再進行輔助加工得到齒輪成品。
全文摘要
本發(fā)明屬于齒輪的成形技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種直齒圓柱齒輪的成形方法，尤其是冷擠壓成形方法。采用擠出式冷擠壓成形工藝方案，依次將棒料毛坯放入模具，擠壓成形后制件從凹模的下面擠出。本發(fā)明采用正向擠壓成形工藝，毛坯的變形程度較鐓擠小，且應(yīng)力球張量遠小于鐓擠時的封閉擠壓狀態(tài)，抗力顯著下降，成形比較容易，模具壽命得以提高。制件的組織呈連續(xù)的流線形結(jié)構(gòu)特征，沿制件輪廓分布，力學性能好。采用正擠壓成形工藝，制件的齒形由凹模的齒形形狀來決定，齒形的尺寸精度和表面質(zhì)量高，可達到載重汽車對成品齒輪的要求。
文檔編號B21K1/28GK1868633SQ20051001762
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月27日
發(fā)明者楊永順, 王顏琦, 陳拂曉, 郭俊卿, 楊茜 申請人:河南科技大學, 洛陽瑞爾特科技有限責任公司