專利名稱：一種齒輪旋壓成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機械工程的塑性加工設(shè)備領(lǐng)域，具體是指一種齒輪旋壓成形裝置。
背景技術(shù)：
長期以來，齒輪加工一直都是在插齒機、滾齒機等專用設(shè)備上完成，鍛坯經(jīng)切削加工后纖維組織被切斷，齒輪的齒根彎曲疲勞強度、齒面接觸疲勞強度和齒面耐磨性都比較低。此外，有些復(fù)雜的內(nèi)嚙合齒輪，如離合器、減速器、變速器中的杯形(帶底)薄壁內(nèi)嚙合齒輪，由于薄壁且?guī)У?，采用傳統(tǒng)的切削加工方法時，靠近底部需要留退刀槽，使該部分成為應(yīng)力集中區(qū)，強度遭到極大的削弱，故此需要分別采用沖壓工藝成形出底部杯形和利用切削技術(shù)加工出內(nèi)齒后，再采用焊接方法制成，不僅費時費料、加工成本高，且強度低、整體精度差。
而傳統(tǒng)的旋壓成形技術(shù)中，常常采用單個旋輪對隨機床主軸一起旋轉(zhuǎn)的工件施加局部壓力，使之成形為所需要的空心回轉(zhuǎn)體零件，有時為了平衡徑向旋壓力以及提高旋壓效率，常采用繞工件均勻布置的三個旋輪。但旋輪的徑向進給運動一般都采用液壓驅(qū)動，因此旋輪進給的同步及準(zhǔn)確性常成為一項技術(shù)難題，而且整個機床還將因此而增加液壓控制系統(tǒng)，從而造成設(shè)備控制難度和制造成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、控制方便的齒輪旋壓成形裝置。
本實用新型的目的通過下述方案實現(xiàn)本齒輪旋壓成形裝置，包括機架、阿基米德螺旋盤、旋輪相互連接組成，所述阿基米德螺旋盤安裝在機架的中部，機架下部安裝有互相嚙合的蝸桿、蝸輪，蝸桿連接有伺服電機，蝸輪與所述阿基米德螺旋盤固定連接，所述阿基米德螺旋盤嚙合連接有3個帶齒卡爪，3個帶齒卡爪分別設(shè)置在所述機架的3個導(dǎo)軌內(nèi)，且通過旋輪臂、軸承座、軸承與3個所述旋輪連接，3個旋輪間隔120°角均勻設(shè)置，且相互間有軸向錯距、徑向錯距，所述機架后部還固定連接有后蓋。
所述軸向錯距為徑向錯距的8～10倍。
所述旋輪端面與軸承座的端面之間還設(shè)置有軸向調(diào)整墊圈，通過更換不同厚度的墊圈來調(diào)整旋輪的軸向位置，從而可以調(diào)整3個旋輪相互間的軸向錯距量。
所述帶齒卡爪內(nèi)與旋輪臂外周面之間還設(shè)置有徑向調(diào)整楔塊，通過改變徑向調(diào)整楔塊的位置，可以調(diào)整3個旋輪相互間的徑向錯距量。
3個所述帶齒卡爪下部還分別連接有壓板，對帶齒卡爪施加軸向約束，保證帶齒卡爪不致于脫出導(dǎo)軌。
本實用新型的工作原理是本實用新型不是通過刀具而是通過旋輪的運動進行加工齒輪，即將由板料通過沖壓拉深或拉深旋壓方式制取的杯形毛坯裝在隨主軸一起旋轉(zhuǎn)的外齒形芯模上，并通過3個旋輪加壓于旋轉(zhuǎn)的毛坯，使毛坯發(fā)生局部塑性變形的擴展，從而在毛坯的內(nèi)表面加工出內(nèi)嚙合齒形。
(1)所述3個旋輪相互間有軸向、徑向錯距，使一道工序的壓下量分配給3個旋輪分別承擔(dān)，實現(xiàn)錯距旋壓成形；(2)3個旋輪相互間隔120°角均勻分布在工件的圓周方向，可以相互平衡徑向旋壓力；(3)伺服電機通過蝸桿、蝸輪及阿基米德螺旋盤來驅(qū)動旋輪的徑向進給運動，實現(xiàn)三個旋輪徑向進給運動的同步性和進給量的精確控制。
(4)通過所述軸向調(diào)整墊圈、徑向調(diào)整楔塊，可以較好調(diào)整軸向、徑向錯距量。
本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果(1)傳統(tǒng)切削加工方法制造齒輪時，由于切削加工后材料內(nèi)部纖維組織被切斷，齒輪的齒根彎曲疲勞強度、齒面接觸疲勞強度和齒面耐磨性都比較低。而且有些復(fù)雜的內(nèi)嚙合齒輪還要通過沖壓、切削和焊接的多工序才能加工出來，不僅費時費料、加工成本高，且強度低、整體精度差。而采用本齒輪旋壓成形技術(shù)，可以直接在由板料通過沖壓拉深或拉深旋壓的方式制得的杯形預(yù)制坯上加工出內(nèi)齒，從而加工成整體無縫杯形薄壁內(nèi)嚙合齒輪件，如汽車離合器、減速器、變速器中的杯形薄壁內(nèi)嚙合齒輪，從根本上消除了與焊縫有關(guān)的不連續(xù)性、強度降低、脆裂和應(yīng)力集中等弊病，金屬纖維走向與齒形相適應(yīng)，保持了其連續(xù)性，其齒輪部分不需要再加工，其它部分凈成形或留少許機加余量。因此可以顯著提高機械設(shè)備、汽車零部件的使用壽命，減少意外事故的發(fā)生。
(2)本實用新型由伺服電機通過蝸桿、蝸輪及阿基米德螺旋盤驅(qū)動3個均勻布置的旋輪進行徑向進給運動，不僅可以完全保證3個旋輪進給的同步性，而且可以通過伺服電機對旋輪的進給量實現(xiàn)精確控制，與傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動的三旋輪結(jié)構(gòu)相比，控制難度和制造成本都大大降低。
(3)本實用新型中3個旋輪相互間有軸向、徑向錯距，使一道工序的壓下量分配給3個旋輪分別承擔(dān)，而且軸向、徑向錯距量可以方便地進行調(diào)節(jié)，較好地實現(xiàn)錯距旋壓成形，克服了對厚壁毛坯在大壓下量旋壓時存在的工藝參數(shù)和旋輪型面適應(yīng)范圍窄的弊病，減少旋壓成形工序，提高了生產(chǎn)效率和工件質(zhì)量。


圖1是本齒輪旋壓成形裝置的總體外觀圖；圖2是本齒輪旋壓成形裝置的總體結(jié)構(gòu)圖；圖3是本齒輪旋壓成形裝置的壓板結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本齒輪旋壓成形裝置的軸向錯距量調(diào)整結(jié)構(gòu)圖；圖5是本齒輪旋壓成形裝置的徑向錯距量調(diào)整結(jié)構(gòu)圖；圖6、7是本齒輪旋壓成形裝置的工作原理圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細說明，但本實用新型的實施例如圖1、2所示，本齒輪旋壓成形裝置，包括機架10、阿基米德螺旋盤6、旋輪3相互連接組成，阿基米德螺旋盤6安裝在機架10的中部，機架10下部安裝有互相嚙合的蝸桿14、蝸輪15，蝸桿14連接有伺服電機，蝸輪15與阿基米德螺旋盤6固定連接，阿基米德螺旋盤6嚙合連接有3個帶齒卡爪5，3個帶齒卡爪5分別設(shè)置在機架10的3個導(dǎo)軌內(nèi)，且通過旋輪臂4、軸承座8、軸承7與3個旋輪3連接，3個旋輪3間隔120°角均勻設(shè)置，且相互間有軸向錯距、徑向錯距，軸向錯距為徑向錯距的8～10倍，機架10后部還固定連接有后蓋11。
如圖3所示，3個帶齒卡爪5下部還分別連接有壓板9，對帶齒卡爪5施加軸向約束，保證帶齒卡爪5不致于脫出導(dǎo)軌，只能在圖示的徑向移動(圖中只畫出一個帶齒卡爪及壓板的情況)。
如圖4所示，旋輪3端面與軸承座8的端面之間還設(shè)置有軸向調(diào)整墊圈12，通過更換不同厚度的墊圈12來調(diào)整旋輪3的軸向位置，從而可以調(diào)整3個旋輪3相互間的軸向錯距量。
如圖5所示，帶齒卡爪5內(nèi)與旋輪臂4外周面之間還設(shè)置有徑向調(diào)整楔塊13，通過改變徑向調(diào)整楔塊13的左、右位置，可以調(diào)整3個旋輪3相互間的徑向錯距量。
如圖6、7所示，本實用新型齒輪旋壓成形裝置的工作方法是將杯形毛坯1套裝在隨主軸一起旋轉(zhuǎn)的外齒形芯模2上，3個旋輪3沿毛坯外周面的周向呈間隔120°角均勻設(shè)置，且相互間有軸向錯距、徑向錯距，伺服電機通過蝸桿14、蝸輪15及阿基米德螺旋盤6驅(qū)動3個旋輪3進行徑向進給運動，通過旋輪3的運動并加壓于毛坯1上，使毛坯1發(fā)生塑性變形成為內(nèi)嚙合齒輪。
杯形毛坯1通過板料沖壓拉深或拉深旋壓方法加工而成，由于齒輪旋壓成形時的變形金屬的體積分配量較大，因此須采用厚壁毛坯來進行齒輪旋壓成形。
采用本齒輪旋壓成形裝置，若芯模2外周面為光滑圓柱面，還可以對常規(guī)的筒形件進行變薄旋壓加工。
如上所述，即可較好地實現(xiàn)本實用新型。
權(quán)利要求1.一種齒輪旋壓成形裝置，其特征在于包括機架、阿基米德螺旋盤、旋輪相互連接組成，所述阿基米德螺旋盤安裝在機架的中部，機架下部安裝有互相嚙合的蝸桿、蝸輪，蝸桿連接有伺服電機，蝸輪與所述阿基米德螺旋盤固定連接，所述阿基米德螺旋盤嚙合連接有3個帶齒卡爪，3個帶齒卡爪分別設(shè)置在所述機架的3個導(dǎo)軌內(nèi)，且通過旋輪臂、軸承座、軸承與3個所述旋輪連接，3個旋輪間隔120°角均勻設(shè)置，且相互間有軸向錯距、徑向錯距，所述機架后部還固定連接有后蓋。
2.按權(quán)利要求1所述一種齒輪旋壓成形裝置，其特征在于所述軸向錯距為徑向錯距的8～10倍。
3.按權(quán)利要求1所述一種齒輪旋壓成形裝置，其特征在于所述旋輪端面與軸承座的端面之間還設(shè)置有軸向調(diào)整墊圈。
4.按權(quán)利要求1所述一種齒輪旋壓成形裝置，其特征在于所述帶齒卡爪內(nèi)與旋輪臂外周面之間還設(shè)置有徑向調(diào)整楔塊。
5.按權(quán)利要求1所述一種齒輪旋壓成形裝置，其特征在于3個所述帶齒卡爪下部還分別連接有壓板。
專利摘要本實用新型提供一種齒輪旋壓成形裝置，包括機架、阿基米德螺旋盤、旋輪相互連接組成，阿基米德螺旋盤安裝在機架的中部，機架下部安裝有互相嚙合的蝸桿、蝸輪，蝸桿連接有伺服電機，蝸輪與阿基米德螺旋盤固定連接，阿基米德螺旋盤嚙合連接有3個帶齒卡爪，3個帶齒卡爪分別設(shè)置在機架的3個導(dǎo)軌內(nèi)，且通過旋輪臂、軸承座、軸承與3個旋輪連接，3個旋輪間隔120°角均勻設(shè)置，且相互間有軸向錯距、徑向錯距，機架后部還固定連接有后蓋。本實用新型控制容易，成本低，工序簡單，生產(chǎn)效率工件質(zhì)量高，加工的齒輪使用壽命長，可減少意外事故的發(fā)生。
文檔編號B21K1/28GK2805972SQ20052006162
公開日2006年8月16日 申請日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者夏琴香 申請人:華南理工大學(xué)