專利名稱：齒輪滾軋加工的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新工藝——齒輪滾軋加工。
目前齒輪一般用滾齒機加工。
本發(fā)明的目的是提供一種齒輪加工工藝和協(xié)調(diào)齒輪熱滾軋作業(yè)的齒輪加工的工藝路線，能夠高效、低耗地加工出優(yōu)質(zhì)齒輪。
本發(fā)明的任務(wù)，是如下完成的滾絲機滾制紡機羅拉，其滾輪一次性使用。本發(fā)明把紡機羅拉的齒形看作一個齒輪，算出其模數(shù)用以設(shè)計滾輪。用廢滾輪在外圓磨床磨外圓，蝸桿砂輪齒輪磨床磨齒，做成齒形滾輪，滾制紡機羅拉成功。實際就是用齒形滾輪裝在滾絲機的兩滾輪軸上，滾制齒輪成功。滾絲機能實現(xiàn)齒輪定位滾軋和齒輪軸向進給滾軋中的齒輪冷滾軋。三輥齒輪滾軋機，能夠?qū)崿F(xiàn)齒輪定位滾軋和齒輪軸向進給滾軋中的齒輪冷滾軋和齒輪熱滾軋；線切割截機設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)齒輪熱滾軋作業(yè)的齒輪加工的工藝路線。
以下將結(jié)合附圖對發(fā)明作進一步詳細描述。


圖1、滾絲機定位滾軋紡機斜齒羅拉圖；圖2、滾絲機軸向進給滾軋齒軸圖；圖3、三輥齒輪滾軋機滾軋齒軸圖；圖4、三輥齒輪滾軋機傳動系統(tǒng)圖；圖5、線切割截機模型設(shè)計圖。
參照圖1、圖2、圖3，齒輪滾軋加工其特征是在滾絲機或三輥齒輪滾軋機的滾輪軸，裝上特定設(shè)計強而硬的齒形滾輪，采用定位滾軋或軸向進給滾軋，對齒輪冷滾軋或齒輪熱滾軋的軸坯、管坯或齒輪坯，對滾和徑向擠壓，滾軋出所需的齒軸、齒管或齒輪。
齒軸、齒管——是指截面呈齒形的柱體或管體，采用齒輪軸向進給滾軋的產(chǎn)物，可切割成齒坯。
參照圖1，齒輪定位滾軋其特征是用特制的齒形滾輪，裝在平行于床面的滾絲機兩平行軸上，托片承托工件于兩滾輪之間，工件中心線略低于兩軸中心線形成的平面，工作中，兩滾輪同向同步轉(zhuǎn)動，右側(cè)滾輪頸向定距擠壓工件，工件被帶動反向滾動，滾軋出所需的齒數(shù)和齒形，右側(cè)滾輪離開，取出工件。
兩軸平行，被滾軋工件軸向不移動，故稱定位滾軋。它適用于滾軋螺旋角左、右間斷相間的紡機羅拉或齒輪。
參照圖2，齒輪軸向進給滾軋其特征是滾絲機的兩軸交錯于臺面β角，特制的滾輪裝在兩軸且位于交錯中心處，托片承托工件頭端于兩滾輪之間，工件中心線略低于兩軸交錯中心線，工作中，兩滾輪同向同步轉(zhuǎn)動，右側(cè)滾輪頸向擠壓工件，帶動工件滾動并推動工件軸向進給，直至工件離開滾輪，設(shè)滾輪圓周速度V，工件圓周速度V1，工件軸向進給速度V2，則V1＝Vcosβ，V2＝Vsinβ。
齒輪冷滾軋其特征是溫度在回復以下的滾軋，冷滾軋變形抗力大，但表面光潔度可達 精度可達0.1mm，由于冷變形強化和金屬沿齒向移動，提高了齒的強度。
用Z28-20滾絲機，能實現(xiàn)齒輪定位滾軋和齒輪軸向進給滾軋中的齒輪冷滾軋，宜于滾軋小模數(shù)的各種齒形輥、齒軸、齒輪、紡機齒形羅拉。
齒輪熱滾軋其特征是將坯料加熱到再結(jié)晶溫度以上滾軋，熱滾軋變形抗力小，精度可達±0.3mm，光潔度可達 纖維組織沿齒廓走向。
用滾絲機托片承托工件，滾軋直齒羅拉，發(fā)生頻率較高的噪音，相當于0.5mm模數(shù)直齒羅拉在滾軋中，因有齒的間隔產(chǎn)生0.0154mm的上下抖動。滾絲機不能滾軋直齒輪，也不能實現(xiàn)齒輪熱滾軋。三輥齒輪滾軋機模型設(shè)計產(chǎn)生了。
參照圖3，三輥齒輪滾軋機其特征是三輥相互承托工件滾軋，用特制的齒形滾輪裝在滾軋機的三軸的軸架回轉(zhuǎn)中心處，其回轉(zhuǎn)中心線與各自滾輪軸中心線，垂直相交于理想圓柱面的一個圓的等分三點上，三軸中心線與理想圓柱面相切為同向螺旋角β＝0～±10°，當β＝0時，三軸平行且等距，工作中，三滾輪同向同步轉(zhuǎn)動，工件送進三滾輪中間，三滾輪頸向定距擠壓工件，并帶動工件反向滾動，滾軋出所需的齒數(shù)和齒形，三滾輪離開，取出工件，當β≠0工作中，三滾輪同向同步轉(zhuǎn)動，工件頭端送進三滾輪間，三滾輪頸向定距擠壓工件，帶動工件滾動并推動工件軸向進給，直至工件離開滾輪。
三輥齒輪滾軋機能夠?qū)崿F(xiàn)齒輪定位滾軋和齒輪軸向進給滾軋中的齒輪冷滾軋和齒輪熱滾軋。
參照圖4，三輥齒輪滾軋機傳動系統(tǒng)圖其特征是電動機(1)，經(jīng)皮帶輪(2)，三角皮帶(4)，皮帶輪(5)，帶動軸(6)，經(jīng)一對交換齒輪(16)，帶動軸(15)，再分三路，一路由蝸桿(12)，蝸輪(14)，帶動軸(13)，經(jīng)萬向軸節(jié)(18)，將動力傳至滾輪軸(19)，二路由蝸桿(7)，蝸輪(9)，帶動軸(8)，經(jīng)萬向軸節(jié)(3)，將動力傳至滾輪軸(26)，三路由齒輪(11)，經(jīng)過橋輪(10)，齒輪(17)，傳至軸(20)，由蝸桿(22)，蝸輪(21)，傳至軸(23)，經(jīng)萬向軸節(jié)(24)，將動力傳至滾輪軸(25)，軸(15)、(20)同在一個垂直平面內(nèi)，三油缸分別帶動可調(diào)轉(zhuǎn)角β＝0～±10°的三軸架拖板，使三滾輪軸(19)、(25)、(26)徑向定距擠壓工件或移開。
滾軋紡機羅拉齒形滾輪的設(shè)計和制造其特征是把紡機羅拉齒數(shù)Z、螺旋角β1的齒形軸看成是齒數(shù)為Z、螺旋角為β1的斜齒輪，算出齒輪的模數(shù)作為設(shè)計滾輪的模數(shù)，滾輪螺旋角β2與滾輪軸交錯角β有關(guān)，定位滾軋β＝0，β2＝β1旋向相反，軸向進給滾軋β2＝β1-β，當β1＞β，β2與β1旋向相反，當β1＜β，β2與β1旋向相同，用廢滾輪在外圓磨床磨外圓，再用齒輪磨床磨齒即成，廢滾輪可連續(xù)再磨再用。
滾軋紡機羅拉原滾輪的一次性使用，使每根羅拉分擔滾輪費用達1.2～2元。廢滾輪能連續(xù)再磨再用，可降低紡機羅拉制造成本。
為了獲得優(yōu)質(zhì)齒輪，齒輪熱滾軋剛出頭，就要形變熱處理并回火，成為齒部有火的齒軸或齒管，要把它們切割成齒坯的最佳方法是線切割。線切割截機模型設(shè)計應(yīng)運產(chǎn)生。
參照圖5，線切割截機模型設(shè)計其特征是轉(zhuǎn)輥數(shù)N和每輥多鉬絲繞組數(shù)n的有序組合
每鉬絲繞組寬度B，切割齒坯寬度b，鉬絲切縫寬度b1，則N＞B/(b+b1)，一次切割齒數(shù)x＝nN-1，一次切割齒坯料長L＝(b+b1)x，轉(zhuǎn)輥每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)輥架帶動轉(zhuǎn)輥向放線端軸向移動一個繞線螺距t≥b1。
協(xié)調(diào)齒輪熱滾軋作業(yè)的齒輪加工的工藝路線其特征是
送入三輥齒輪滾軋機滾軋成
剛露頭就形變熱處理并回火，線切割截成齒坯，齒坯內(nèi)孔加工，蝸桿砂輪齒輪磨床磨齒為優(yōu)質(zhì)齒輪。
為了節(jié)約材料，大孔徑齒輪可用合適的無縫鋼管，中頻加熱定厚定溫，近孔處要有定厚不加熱，滾軋時撐得住內(nèi)孔不變形。
很多機器用齒輪傳動，齒輪熱滾軋象軋鋼一樣軋出齒軸或齒管，將促進齒輪設(shè)計的標準化和系列化。
從軋鋼或坯管中頻加熱，齒輪熱滾軋到形變熱處理，可省二或一次加熱；硬了的齒軸或齒管，對自身起了保護作用，搬運方便；齒部晶粒細化，纖維組織沿齒廓分布，齒部強化。
線切割機將齒軸或齒管割成齒坯，齒寬尺寸準確，表面光潔，切縫甚細，省料省電。
用蝸桿砂輪齒輪蘑床磨齒，效率高，精度高。
實現(xiàn)協(xié)調(diào)齒輪熱滾軋作業(yè)的齒輪加工的工藝路線做的齒輪是效率高，成本低，精度高，齒堅強。面對巨大的世界市場——齒輪，尤其是汽車齒輪，應(yīng)為之一搏，爭奪一席之地。實現(xiàn)這一工藝路線，只爭朝夕。
權(quán)利要求
1.齒輪滾軋加工其特征是在滾絲機或三輥齒輪滾軋機的滾輪軸，裝上特定設(shè)計強而硬的齒形滾輪，采用定位滾軋或軸向進給滾軋，對齒輪冷滾軋或齒輪熱滾軋的軸坯、管坯或齒輪坯，對滾和徑向擠壓，滾軋出所需的齒軸、齒管或齒輪。
2.按權(quán)利要求1所述齒輪定位滾軋其特征是用特制的齒形滾輪，裝在平行于床面的滾絲機兩平行軸上，托片承托工件于兩滾輪之間，工件中心線略低于兩軸中心線形成的平面，工作中，兩滾輪同向同步轉(zhuǎn)動，右側(cè)滾輪頸向定距擠壓工件，工件被帶動反向滾動，滾軋出所需的齒數(shù)和齒形，右側(cè)滾輪離開，取出工件。
3.按權(quán)利要求1所述齒輪軸向進給滾軋其特征是滾絲機兩軸交錯于臺面β角，特制的齒形滾輪裝在兩軸且位于交錯中心處，托片承托工件頭端于兩滾輪之間，工件中心線略低于兩軸交錯中心線，工作中，兩滾輪同向同步轉(zhuǎn)動，右側(cè)滾輪頸向擠壓工件，帶動工件滾動并推動工件軸向進給，直至工件離開滾輪，設(shè)滾輪圓周速度V，工件圓周速度V1，工件軸向進給速度V2，則V1＝Vcosβ，V2＝Vsinβ。
4.按權(quán)利要求1所述齒輪冷滾軋其特征是溫度在回復以下的滾軋，冷滾軋變形抗力大，但表面光潔度可達 ，精度可達0.1mm，由于冷變形強化和金屬沿齒向移動，提高了齒的強度。
5.按權(quán)利要求1所述齒輪熱滾軋其特征是將坯料加熱到再結(jié)晶溫度以上滾軋，熱滾軋變形抗力小，精度可達±0.3mm，光潔度可達 纖維組織沿齒廓走向。
6.三輥齒輪滾軋機其特征是三輥相互承托工件滾軋，用特制的齒形滾輪裝在滾軋機的三軸的軸架回轉(zhuǎn)中心處，其回轉(zhuǎn)中心線與各自滾輪軸中心線垂直相交于理想圓柱面的一個圓的等分三點上，三軸中心線與理想圓柱面相切為同向螺旋角β＝0～±10°，當β＝0時，三軸平行且等距，工作中，三滾輪同向同步轉(zhuǎn)動，工件送進三滾輪中間，三滾輪頸向定距擠壓工件，并帶動工件反向滾動，滾軋出所需的齒數(shù)和齒形，三滾輪離開，取出工件，當β≠0工作中，三滾輪同向同步轉(zhuǎn)動，工件頭端送進三滾輪間，三滾輪頸向定距擠壓工件，帶動工件滾動并推動工件軸向進給，直至工件離開滾輪。
7.按權(quán)利要求6所述的三輥齒輪滾軋機的傳動系統(tǒng)圖其特征是電動機(1)，經(jīng)皮帶輪(2)，三角皮帶(4)，皮帶輪(5)，帶動軸(6)，經(jīng)一對交換齒輪(16)，帶動軸(15)，再分三路，一路由蝸桿(12)，蝸輪(14)，帶動軸(13)，經(jīng)萬向軸節(jié)(18)，將動力傳至滾輪軸(19)，二路由蝸桿(7)，蝸輪(9)，帶動軸(8)，經(jīng)萬向軸節(jié)(3)，將動力傳至滾輪軸(26)，三路由齒輪(11)，經(jīng)過橋輪(10)，齒輪(17)，傳至軸(20)，由蝸桿(22)，蝸輪(21)，傳至軸(23)，經(jīng)萬向軸節(jié)(24)，將動力傳至滾輪軸(25)，軸(15)、(20)同在一個垂直平面內(nèi)，三油缸分別帶動可調(diào)轉(zhuǎn)角β＝0～±10°的三軸架拖板，使三滾輪軸(19)、(25)、(26)徑向定距擠壓工件或移開。
8.滾軋紡機羅拉齒形滾輪的設(shè)計和制造其特征是把紡機羅拉齒數(shù)Z、螺旋角β1的齒形軸看成是齒數(shù)為Z、螺旋角為β1的斜齒輪，算出齒輪的模數(shù)作為設(shè)計滾輪的模數(shù)，滾輪螺旋角β2與滾輪軸交錯角β有關(guān)，定位滾軋β＝0，β2＝β1旋向相反，軸向進給滾軋β2＝β1-β，當β1＞β，β2與β1旋向相反，當β1＜β，β2與β1旋向相同，用廢滾輪在外圓磨床磨外圓，再用齒輪磨床磨齒即成，廢滾輪可連續(xù)再磨再用。
9.線切割截機模型設(shè)計其特征是轉(zhuǎn)輥數(shù)N和每輥多鉬絲繞組數(shù)n的有序組合
每鉬絲繞組寬度B，切割齒坯寬度b，鋁絲切縫寬度b1，則N＞B/(b+b1)，一次切割齒數(shù)x＝nN-1，一次切割齒坯料長L＝(b+b1)x，轉(zhuǎn)輥每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)輥架帶動轉(zhuǎn)輥向放線端軸向移動一個繞線螺距t≥b1。
10.協(xié)調(diào)齒輪熱滾軋作業(yè)的齒輪加工的工藝路線其特征是
送入三輥齒輪滾軋機滾軋成
剛露頭就形變熱處理并回火，線切割截成齒坯，齒坯內(nèi)孔加工，蝸桿砂輪齒輪磨床磨齒為優(yōu)質(zhì)齒輪。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新工藝-齒輪滾軋加工，它是在滾絲機或三輥齒輪滾軋機的滾輪軸，裝上特定設(shè)計強而硬的齒形滾輪，采用齒輪定位滾軋或齒輪軸向進給滾軋，對齒輪冷滾軋或齒輪熱滾軋的軸坯、管坯或齒輪坯，對滾和徑向擠壓，滾軋出所需的齒軸、齒管或齒輪。齒輪冷滾軋宜于滾軋各種齒形輥、齒輪、紡機齒形羅拉。協(xié)調(diào)齒輪熱滾軋作業(yè)的齒輪加工的工藝路線是軋鋼機軋出的齒坯圓鋼，趁熱送入三輥齒輪滾軋機滾軋成齒軸，剛露頭就形變熱處理并回火，線切割截成齒坯，齒坯內(nèi)孔加工，蝸桿砂輪齒輪磨床磨齒為優(yōu)質(zhì)齒輪。
文檔編號B21H5/02GK1151917SQ9512061
公開日1997年6月18日 申請日期1995年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月15日
發(fā)明者常偉傳 申請人:常偉傳