雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝的制作方法
【專利摘要】“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”，其技術方案的技術要點是：用鍛造工藝和閉式鍛造模具，制造雙聯(lián)直齒圓柱齒輪的兩級臺階圓柱齒輪的全部齒形，鍛造工藝為用圓餅毛坯一次加熱，一次鍛造成型全部齒形，精密模鍛的鍛模結構為閉塞式模膛構造，齒形凹模為上大下小的分體式構造，模具上沖頭為分體式的齒形凸模，模具下沖頭為齒形墊模兼作卸料模，模具用4組導柱導套導向定位。鍛造工藝流程是：備料→加熱→用閉塞式模膛的鍛模，在無下死點的螺旋壓力機或者模鍛壓力機上進行鍛造→熱鍛件檢驗→鍛件冷卻→機械加工兩個端面和內(nèi)孔→齒輪產(chǎn)品滲碳熱處理→齒輪產(chǎn)品終檢驗→產(chǎn)品包裝入庫。
【專利說明】雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝
所屬【技術領域】
[0001]雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝，屬于機械制造行業(yè)鍛造工藝【技術領域】。
【背景技術】
[0002]雙聯(lián)直齒圓柱齒輪在基礎工業(yè)的機械行業(yè)的中，在各種齒輪傳動機構中有著飛十分廣泛的用途?，F(xiàn)在國內(nèi)外生產(chǎn)這種齒輪，幾乎部是采用鍛造工藝鍛造齒輪毛坯，再用滾齒機或者插齒機的機械加工工藝加工制造雙聯(lián)直齒圓柱齒輪的齒形。這是傳統(tǒng)的穩(wěn)定的雙聯(lián)直齒圓柱齒輪制造工藝。但是傳統(tǒng)的機械加工制造雙聯(lián)直齒圓柱齒輪制造方法，存在固有的缺陷:一是雙聯(lián)直齒圓柱齒輪的材料利用率低，因為機械加工齒形兩個輪齒之間的金屬被切削掉了，同時對于齒輪毛坯的外圓還需要留機械加工余量，所以相對于鍛造齒形，需要浪費材料35%——45%，大模數(shù)齒輪的材料利用率更低；二是用機械加工工藝加工制造雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形，由于兩個輪齒之間的金屬纖維被切削掉了，所以相當于鍛造成型齒形的齒輪機械強度要差很多。三是生產(chǎn)效率很低，用機械加工工藝加工制造雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形，以本實施例齒輪模數(shù)為4,雙聯(lián)直齒圓柱齒輪的大端齒輪齒數(shù)為30齒,齒厚為20mm,小端齒輪齒數(shù)為15齒,齒厚為30mm,不論是用滾齒機加工,還是用插齒機加工，都需要45分鐘以上。換言之，用機械加工工藝生產(chǎn)制造“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形”的缺陷是:材料消耗定額高、綜合能耗高、生產(chǎn)效率低、齒輪嚙合強度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服用機械加工工藝加工制造雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形的固有缺陷，所以創(chuàng)造發(fā)明了“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”。具體的
【發(fā)明內(nèi)容】
是:
[0004]1.雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝，其技術方案的主要技術要點是:用鍛造工藝和閉塞式模膛的鍛造模具，制造雙聯(lián)直齒圓柱齒輪的兩級臺階圓柱齒輪的全部齒形，鍛造工藝為用圓餅毛坯一次加熱，一次鍛造成型全部齒形，精密模鍛的鍛模結構為閉塞式模膛構造，齒形凹模為上大下小的分體式構造，模具上沖頭(12)為分體式的齒形凸模，上大下小的鍛模下沖頭(4)為齒形墊模兼作卸料模，模具用4組導柱導套導向定位。
[0005]2.根據(jù)第一項技術要點所述的“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”其鍛造工藝流程是:備料 > 加熱 > 用閉塞式模膛的鍛模，在無下死點的螺旋壓力機或者模鍛壓力機上進行鍛造>熱鍛件檢驗>鍛件冷卻>機械加工兩個端面和內(nèi)孔>齒輪產(chǎn)品滲碳熱處理>齒輪產(chǎn)品終檢驗>產(chǎn)品包裝入庫。
[0006]3.根據(jù)第一項技術要點所述的“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”，精密模鍛的鍛模結構為閉塞式模膛構造，其技術要點是:閉塞式模膛的上部是圓柱大齒輪的型腔，下部是圓柱小齒輪的型腔，它是由大小兩個直齒圓柱內(nèi)齒輪型腔模、直齒圓柱外齒輪為上沖頭、直齒圓柱外齒輪為下沖頭的下墊模共同構成雙聯(lián)直齒圓柱齒輪閉塞式模膛。
[0007]4.根據(jù)第一項技術要點所述的“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”，齒形凹模為上大下小的分體式構造，其構造特征是:下部的型腔凹模，在安裝后的工作狀態(tài)是上大下小的直齒圓柱內(nèi)齒輪，為了便于能夠加工制造，和降低模具制造成本，沿大直徑內(nèi)齒輪和小直徑內(nèi)齒輪的分界面，分解為兩個內(nèi)齒輪，兩個內(nèi)齒輪的模數(shù)等齒形參數(shù)相同，但是齒數(shù)和齒頂圓直徑不同，上部大直徑的內(nèi)齒輪的上部有高度大于10mm、角度大于15度的導入角，以保證齒形上沖頭靈活安全的出入型腔內(nèi)齒輪模，其外圓是上小下大的圓錐形，其上小下大的圓錐形的下端面有與下面的型腔凹模保證同心度的定位圓柱凸臺，下面的直齒圓柱內(nèi)齒輪型腔模的外圓是一個圓柱形，并且直徑與圓錐形的大端直徑相同，并且上部有與上型腔內(nèi)齒輪模保證同心度的定位圓柱凹孔，孔直徑與凸臺直徑相吻合，并且緊配合。
[0008]5.根據(jù)第一項技術要點所述的“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”，型腔下模的位置和裝配關系是:型腔下模的各個相關零件，凹模固定環(huán)(6)安裝固定在下模座上，凹模固定環(huán)(6)是的外形是圓柱形，內(nèi)孔是由上部的上小下大的圓錐形和下部的圓柱形構成，在圓環(huán)形的壁厚度中心、有4個以上的沉頭螺桿孔。
[0009]6.根據(jù)第一項技術要點所述的“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”的直齒圓柱外齒輪上沖頭，其構造特征是:直齒圓柱外齒輪的模數(shù)等齒形參數(shù)和型腔凹模的齒形參數(shù)相吻合，并且以凹模為基準取大間隙配合，單邊間隙0.3-0.5mm，型腔凹模內(nèi)齒輪的齒頂圓直徑和齒根圓直徑以齒輪產(chǎn)品零件圖為基準增大0.8%——I %，終鍛溫度高于900度時取上限，終鍛溫度低于900度取下限。
[0010]7.根據(jù)第一項技術要點所述的“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”模具下沖頭(4)為齒形墊模兼作卸料模，其構造特征是:下沖頭(4)是模數(shù)齒數(shù)與型腔下模直齒圓柱小內(nèi)齒輪的模數(shù)齒數(shù)等齒形參數(shù)相同的外齒輪，但是以直齒圓柱小內(nèi)齒輪內(nèi)腔為基準，取間隙配合，單邊間隙0.lmm_0.3mm。
[0011]8.雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝，實用于相同類型不同規(guī)格即不同齒輪直徑，不同齒輪高度，不同齒輪參數(shù)，不同齒數(shù)的同類型的雙聯(lián)直齒圓柱齒輪，只要采用本發(fā)明工藝相同的鍛模結構，就毫無疑問的落入本發(fā)明專利的權利要求保護的范疇。
[0012]9.模具用I組導柱導套導向定位，并且滿足壓力機滑塊在上死點的位置時，導柱仍然在導套之中，以保證鍛模工作時的運動精度，從而滿足齒輪鍛件的質量要求。
[0013]“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”的有益效果，完全克服了用滾齒機或者插齒機的機械加工工藝加工制造雙聯(lián)直齒圓柱齒輪的齒形的不足和缺陷。其有益效果是:一是材料消耗定額降低40%以上；二是綜合能耗降低40%以上；三是生產(chǎn)效率提高20倍以上；四是齒輪嚙合強度大幅度提高。有利于節(jié)能減排，發(fā)展低碳經(jīng)濟，建設資源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會的時代要求。
[0014]本發(fā)明工藝的技術方案的工藝路線是:
[0015]1.毛坯備料，為了避免毛坯在鍛造成型變形之前產(chǎn)生彎曲變形，毛坯長度與直徑之比小于宜小于2，所以對于本實施例而言，進入閉塞式模膛的毛坯為長度與直徑之比小于I的圓餅。
[0016]2.金屬毛坯加熱，用鍛造中頻爐加熱，在加熱過程中不允許有過熱情況發(fā)生，始鍛溫度控制在1100以下，爐膛不允許有可能產(chǎn)生“白點”情況存在，即不允許用加熱過金屬銅材料的爐子加熱鍛造毛坯。
[0017]3.鍛造，用本發(fā)明工藝的閉塞式模膛的鍛模，在無下死點的螺旋壓力機或者模鍛錘上鍛造。[0018]4.熱鍛件檢驗，熱鍛件檢驗之目的是判定鍛件的齒形輪廓是否鍛滿，以此調節(jié)滑塊的行程高度和調節(jié)設備的打擊能量。
[0019]5.鍛件冷卻，對于齒輪的專用材料比如20CrMnTi等等，可以采用空氣冷卻，但是必須防止兩種情況:一是防止終鍛溫度比較高，即大于800度時的鍛后氧化，防止措施是鍛好后的鍛件快速隔絕空氣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是雙聯(lián)直齒圓柱齒輪的零件圖。
[0021]圖2是雙聯(lián)直齒圓柱齒輪的鍛件圖。
[0022]圖3是雙聯(lián)直齒圓柱齒輪鍛造工藝流程圖
[0023]圖4是雙聯(lián)直齒圓柱齒輪的閉塞式模膛的鍛模構造圖。
[0024]圖5是雙聯(lián)直齒圓柱齒輪鍛模去掉上模部分后的水平視圖。
[0025]圖6是毛坯圖。
[0026]圖1是雙聯(lián)直齒圓柱齒輪型腔凹模。
[0027]圖8是雙聯(lián)直齒圓柱齒輪成型上沖頭。
[0028]圖9是雙 聯(lián)直齒圓柱齒輪成型下墊模。
【具體實施方式】
[0029]結合附圖對“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”進行詳細描述，為了方便、準確描述，將附圖中的零件編號，按照順序列表敘述如下:
[0030]
【權利要求】
1.雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝，其特征是:用鍛造工藝和閉式鍛造模具，制造雙聯(lián)直齒圓柱齒輪的兩級臺階圓柱齒輪的全部齒形，鍛造工藝為用圓餅毛坯一次加熱，一次鍛造成型全部齒形，精密模鍛的鍛模結構為閉塞式模膛構造，齒形凹模為上大下小的分體式構造，齒形模上沖頭(12)為分體式的齒形凸模，上大下小的雙聯(lián)直齒圓柱齒輪成形下沖頭兼卸料模(4)為齒形墊模兼作卸料模，模具用4組導柱導套導向定位。
2.根據(jù)權利要求1所述的“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”，其鍛造工藝流程的特征是:毛坯備料一毛坯加熱一用閉塞式模膛的鍛模、在無下死點的螺旋壓力機或者模鍛壓力機上進行鍛造一熱鍛件檢驗一鍛件冷卻一機械加工兩個端面和內(nèi)孔一齒輪產(chǎn)品滲碳熱處理一齒輪產(chǎn)品終檢驗一產(chǎn)品包裝入庫。
3.根據(jù)權利要求1所述的“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”，精密模鍛的鍛模結構為閉塞式模膛構造，其特征是:閉塞式模膛的上部是圓柱大齒輪的型腔，下部是圓柱小齒輪的型腔，它是由大小兩個直齒圓柱內(nèi)齒輪型腔模、直齒圓柱外齒輪為上沖頭、直齒圓柱外齒輪為下沖頭的下墊模共同構成雙聯(lián)直齒圓柱齒輪閉塞式模膛。
4.根據(jù)權利要求1所述的“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”，齒形凹模為上大下小的分體式構造，其特征是:其型腔凹模在安裝后的工作狀態(tài)是上大下小的直齒圓柱內(nèi)齒輪，沿大直徑內(nèi)齒輪和小直徑內(nèi)齒輪的分界面，分解為兩個內(nèi)齒輪，兩個內(nèi)齒輪的模數(shù)等齒形參數(shù)相同，但是齒數(shù)和齒頂圓直徑不同，上部大直徑內(nèi)齒輪的上部有高度大于10mm、角度大于15度的導入角，其外圓是上小下大的圓錐形，該上小下大的圓錐形的下端面有與下面的型腔凹模定位的圓柱凸臺，下面的直齒圓柱內(nèi)齒輪型腔模的外圓是一個圓柱形，并且直徑與圓錐形的大端直徑相同，并且上部有與上型腔內(nèi)齒輪模保證同心度的定位圓柱凹孔，孔直徑與凸臺直徑相吻合，并且緊配合。
5.根據(jù)權利要求1所述的“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”，其特征是:型腔下模的各個相關零件，齒形型腔凹模應力圈(6)安裝固定在下模座(I)上，齒形型腔凹模應力圈(6)的外形是圓柱形，內(nèi)孔是由上部的上小下大的圓錐形和下部的圓柱形構成，在圓環(huán)形的壁厚中心、有4個以上的沉頭螺桿孔。
6.根據(jù)權利要求1所述的“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”的直齒圓柱外齒輪上沖頭，其特征是:直齒圓柱外齒輪的模數(shù)等齒形參數(shù)和型腔凹模的齒形參數(shù)相吻合，并且以凹模為基準取大間隙配合，單邊間隙0.3-0.5mm，型腔凹模內(nèi)齒輪的齒頂圓直徑和齒根圓直徑以齒輪產(chǎn)品零件圖為基準增大0.8% -1 %，終鍛溫度高于900度取上限，終鍛溫度低于900度取下限。
7.根據(jù)權利要求1所述的“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”，雙聯(lián)直齒圓柱齒輪成形下沖頭兼卸料模(4)為齒形墊模兼作卸料模，其特征是:雙聯(lián)直齒圓柱齒輪成形下沖頭兼卸料模(4)是模數(shù)齒數(shù)與型腔下模直齒圓柱小內(nèi)齒輪的模數(shù)齒數(shù)等齒形參數(shù)相同的外齒輪，但是以直齒圓柱小內(nèi)齒輪內(nèi)腔為基準，取間隙配合，單邊間隙0.lmm_0.3mm。
8.“雙聯(lián)直齒圓柱齒輪齒形精密鍛造工藝”，實用于相同類型不同規(guī)格即不同齒輪直徑，不同齒輪高度，不同齒輪參數(shù)，不同齒數(shù)的同類型的雙聯(lián)直齒圓柱齒輪，只要采用本發(fā)明工藝相同的鍛模結構，就毫無疑問的落入本發(fā)明專利的權利要求保護的范疇。
9.模具用4組導柱導套導向定位，并且滿足壓力機滑塊在上死點的位置時，導柱仍然在導套之中，以保證鍛模工作時的運動精度。
【文檔編號】B21J5/02GK103801650SQ201210439585
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月7日 優(yōu)先權日:2012年11月7日
【發(fā)明者】楊開衛(wèi) 申請人:四川眾友機械有限責任公司