專利名稱：熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑成型法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械制造齒輪加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑 成型技術(shù)。
背景技術(shù)：
齒輪是機(jī)械傳動(dòng)常用基礎(chǔ)零部件，應(yīng)用廣，用量大，部分被列入定型標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品。 現(xiàn)行齒輪加工方法基本有兩種一是有屑切齒加工，經(jīng)車削、銑齒、鉆孔、插槽、磨齒等傳統(tǒng) 加工方法，工序多、效率低、金屬損耗大，需配置大量各類加工機(jī)床及操作工人，生產(chǎn)成本 高；二是無屑加工，如溫?zé)釘D壓閉塞成型，成品質(zhì)量高，金屬損耗少，但坯料重量及外型尺寸 需精確計(jì)算，單個(gè)生產(chǎn)效率很低，只適宜于有特殊要求齒輪的小批量生產(chǎn)；另如熱軋齒輪， 雖有高效、省料優(yōu)點(diǎn)，但齒面精度、光潔度低，需作磨齒處理；而冷拔齒輪僅用于有色金屬加 工。我國(guó)是基礎(chǔ)零部件生產(chǎn)大國(guó)，而非強(qiáng)國(guó)，齒輪產(chǎn)品質(zhì)量水平仍不盡人意。隨著汽車 制造和裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，齒輪需求量大增，大批專業(yè)制造齒輪的中小企業(yè)承擔(dān)了主 要生產(chǎn)任務(wù)，普遍采用有屑切齒加工工藝。由于金屬損耗大，多耗費(fèi)了大量鋼材，而鋼鐵工 業(yè)是能耗大戶，從綜合節(jié)能和節(jié)約資源考慮，存在技術(shù)創(chuàng)新的迫切性；由于生產(chǎn)效率低，用 工量大，就節(jié)約人力資源而言，同樣存在企業(yè)轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實(shí)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)齒輪加工工藝現(xiàn)狀，研發(fā)一種具有高效率、高質(zhì) 量、低損耗、低成本特點(diǎn)的熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑成型法。本發(fā)明的技術(shù)思路借鑒合金鋼厚壁異型端面無縫管生產(chǎn)原理，應(yīng)用合金鋼臥式 反向擠壓機(jī)，生產(chǎn)熱擠壓齒輪棒，經(jīng)切片、熱處理即成成品齒輪，其齒面精度能達(dá)8 9級(jí)， 若有更高要求能增加磨齒或冷擠工序。本發(fā)明僅限于直齒和斜齒圓柱齒輪生產(chǎn)。本發(fā)明的具體技術(shù)方案1、主要生產(chǎn)設(shè)備采用合金鋼臥式反向擠壓機(jī)，是經(jīng)轉(zhuǎn)化研發(fā)成功的FJH-1000型 一次成型臥式反向熱擠壓機(jī)，在機(jī)械制造領(lǐng)域齒輪無屑加工工藝的一項(xiàng)實(shí)際應(yīng)用，是本發(fā) 明人前一項(xiàng)發(fā)明的延伸。2、關(guān)鍵配套模具齒輪擠壓模設(shè)計(jì)，采用組合式結(jié)構(gòu)。模芯為雙錐模，增大軸向擠壓 力以利齒孔成型，材質(zhì)選用高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨的高速鋼，許允單位壓力值為2000Mpa， 齒孔采用中走絲線切割加工，保證尺寸精度和表面光潔度；模套材質(zhì)為熱強(qiáng)性高的熱作模 具鋼。上述齒輪擠壓模設(shè)計(jì)內(nèi)水冷系統(tǒng)。模芯，模套以錐面配合，結(jié)合面近工作帶處，內(nèi) 腔設(shè)二條環(huán)形水冷槽，由過渡槽聯(lián)通。冷卻水由設(shè)于空心擠壓軸厚壁中的兩條Φ6πιπι導(dǎo)水 孔道引入或排出，與設(shè)在齒輪擠壓模底部的引水槽進(jìn)口與排水槽出口對(duì)接，擠壓模與空心 擠壓軸接口處，設(shè)耐熱金屬密封墊，螺口旋接壓緊。模芯與模套以錐面緊配合密封。在空心擠壓軸擠壓行程外的根部，下方設(shè)進(jìn)水口，上方設(shè)排水口，配管接頭，以壓力為0. 25Mpa的 循環(huán)冷卻水，實(shí)施齒輪擠壓模的強(qiáng)制冷卻，視回水溫度調(diào)控冷卻強(qiáng)度，模具控溫范圍150 300 0C . 3、模具擠壓筒采用雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯選用熱強(qiáng)性高的熱作模具鋼，外套為耐熱合金 結(jié)構(gòu)鋼，錐面配合，由兩端法蘭以內(nèi)六角螺釘壓緊。擠壓筒外套設(shè)感應(yīng)加熱圈，供模具預(yù)熱。
上述擠壓筒內(nèi)襯其外壁設(shè)梯形螺旋冷卻槽，底寬20mm，高5mm，兩端為30mm寬環(huán)形 槽，外套上方兩端設(shè)導(dǎo)入和排出孔，孔徑Φ 12mm對(duì)準(zhǔn)環(huán)形槽，外接1/2時(shí)管接頭。冷卻介質(zhì) 壓縮空氣吹送壓力為0. 4 0. 5Mpa強(qiáng)制冷卻。外套頂部中央設(shè)有熱電偶插孔，實(shí)施控溫， 控溫范圍300 500°C。4、模具穿孔芯棒之芯棒頭采用組合式浮動(dòng)穿孔針結(jié)構(gòu)，芯棒材質(zhì)為熱強(qiáng)性高的熱 作模具鋼，芯棒頭與穿孔針為高速鋼，鑲配硬質(zhì)合金鍵槽成型模塊。上述穿孔模具設(shè)冷卻裝置。潤(rùn)滑冷卻液自主擠壓軸端部引入，以Φ8πιπι通孔貫穿 主擠壓軸、芯棒至芯棒頭部空腔，浮動(dòng)穿孔針中心鉆Φ4πιπι孔，芯棒頭厚壁及穿孔針徑向分 設(shè)兩排Φ2πιπι及Φ 溢流孔，在穿孔與擠壓階段，均有潤(rùn)滑冷卻液自溢流孔向體外流放， 同時(shí)起冷卻與潤(rùn)滑作用。潤(rùn)滑冷卻液輸送壓力為0. 12 0. HMpa05、采用溫?cái)D壓成型工藝。齒輪鋼坯料的加熱溫度定為900 950°C，始擠壓溫度 彡850°C，在此溫度區(qū)間，金屬表面氧化層厚< 0. 05mm，塑性較高，變形抗力較低，具有較為 理想的成型條件。與熱擠壓工藝相比，具有能耗低、氧化輕、無脫碳，能延長(zhǎng)模具壽命等優(yōu) 點(diǎn)。其產(chǎn)品的精度、表面粗糙度和力學(xué)性能與冷擠壓相近，是一種精密、半精密的成型工藝。6、采用中速擠壓成型。裝料速度200mm/s，穿孔速度60mm/s，擠壓速度20mm/s，能 增加齒輪內(nèi)在金屬結(jié)構(gòu)密度，提高成品質(zhì)量，降低模具磨損，延長(zhǎng)使用壽命。7、實(shí)施快速無氧化加熱。采用快速感應(yīng)透熱爐，坯料爐內(nèi)加熱時(shí)間僅8-10分鐘； 毛坯入爐前予熱至150°C，涂以固體潤(rùn)滑劑，防止表面氧化；或在加熱爐的進(jìn)出料口設(shè)置氮 封爐門，連鎖開閉，阻斷空氣進(jìn)入爐膛；控制坯料加熱溫度900 950°C，使毛坯金屬表面氧 化層厚度在0. 05mm以內(nèi)。8、實(shí)施潤(rùn)滑擠壓。選用H-4C潤(rùn)滑劑，采用噴涂或刷涂對(duì)擠壓模具及紅熱毛坯進(jìn)行 潤(rùn)滑；稀釋后能作潤(rùn)滑冷卻液，輸入芯棒冷卻系統(tǒng)，擠壓穿孔時(shí)經(jīng)模具溢流孔流放，同時(shí)起 潤(rùn)滑和冷卻作用。9、齒輪棒成品作余熱退火。齒輪棒擠壓成型后余熱溫度約800°C，成品進(jìn)緩冷箱進(jìn) 行余熱退火，既節(jié)能，又能改善加工性能。10、成品線切割切片。齒輪棒經(jīng)余熱退火緩冷至室溫后，采用快走絲線切割切片機(jī) 切片，其割縫僅0. 20mm，為車床切片的1/10，能減少金屬損耗，提高成品收得率，擴(kuò)大節(jié)能 效果，齒輪端面光潔度高，能提升產(chǎn)品外觀品質(zhì)。本發(fā)明配套技術(shù)措施熱擠壓齒輪棒是機(jī)械加工半成品。由于齒孔成型工作環(huán)境惡劣，模具須經(jīng)受高溫、 高壓、高磨擦考驗(yàn)，工作帶狹窄，形狀復(fù)雜，金屬連續(xù)擠壓成型，技術(shù)難度極大。為了獲得理 想的產(chǎn)品，各項(xiàng)技術(shù)措施必須成套配合使用，缺一不可。綜合上述技術(shù)方案，本發(fā)明的核心技術(shù)為坯料無氧化快速感應(yīng)加熱；溫?cái)D壓成 型；組合式內(nèi)冷卻結(jié)構(gòu)模具強(qiáng)制冷卻。
配套技術(shù)措施為中速擠壓；模具潤(rùn)滑；成品緩冷退火；線切割切片。配套技術(shù)措還包括模具預(yù)熱(150 300°C )；擠壓比控制4 12，坯料規(guī)格 Φ 75、Φ 100、Φ 120mm三種，L300mm，成品齒輪規(guī)格齒頂圓直徑da20 70mm.本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果與齒輪有屑切齒加工方法相比，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，減少加工設(shè)備配置，節(jié)約車間占 地和用工人員，能大幅度提高生產(chǎn)效率、節(jié)約原材料消耗、降低生產(chǎn)成本、增加企業(yè)利潤(rùn)，提 高齒輪強(qiáng)度和耐磨性能，齒面精度達(dá)8 9級(jí)。最宜應(yīng)用于直齒和斜齒圓柱齒輪生產(chǎn)。與熱擠壓齒輪閉塞成型法比較，既有優(yōu)質(zhì)、低耗相同優(yōu)點(diǎn)，又具有能實(shí)現(xiàn)高效率和 大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。與熱軋齒輪法相比，?？讛D壓成型比軋輥軋制成型工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備容易維護(hù)、調(diào) 整，而成品精度、齒面光潔度較高。綜上所述，本發(fā)明是齒輪加工技術(shù)的重大創(chuàng)新。


圖1是是本發(fā)明實(shí)施例FJH-1000型一次成型臥式反向熱擠壓機(jī)主體結(jié)構(gòu)示意 圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例熱擠壓齒輪棒擠壓模具組合及成型原理示意圖；圖3是擠壓模具組合冷卻結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1至圖4示，本發(fā)明實(shí)施例，圖1為轉(zhuǎn)化的FJH-1000型一次成型臥式反向熱 擠壓機(jī)主體結(jié)構(gòu)示意圖，是實(shí)施本發(fā)明關(guān)鍵設(shè)備載體。擠壓機(jī)本體由機(jī)座1、前固定橫梁2、 后固定橫梁3、中間活動(dòng)橫梁4、張力柱5、螺母6、主液壓缸7、移模缸8、回程缸9等組成；穿 孔、擠壓自動(dòng)切換操作系統(tǒng)模具組合由后底板組合10及彈簧閘閥11、前底板12及錐形頭 13、主擠壓軸14及芯棒15與穿孔針16、芯棒支承17及擠壓墊18、副軸19及活塞缸20與 閘板21、十字橫擔(dān)與導(dǎo)向軸22及拉桿組件23等組成；熱擠壓操作系統(tǒng)模具組合由擠壓筒 24、感應(yīng)加熱圈25及擠壓模26與空心擠壓軸組件27兩部分組成；退模、分離、擠余切除操 作系統(tǒng)模具組合系空心擠壓軸輸出端成品出口處的自動(dòng)彈簧抱閘組件28。以下結(jié)合附圖1、圖2，按具體操作程序?qū)?shí)施例齒輪棒成型原理作進(jìn)一步描述 將齒輪鋼坯料鋸切分段，逐一加入快速感應(yīng)透熱爐步進(jìn)式連續(xù)加熱；擠壓筒24由感應(yīng)加熱 圈25預(yù)熱，移模缸8前行將空心擠壓軸27倒插入擠壓筒24內(nèi)，預(yù)熱擠壓模26，兩者預(yù)熱 溫度至300°C，擠壓筒退出；坯料加熱至900 950°C，加冷料將熱料自爐門頂出，由機(jī)械手 將熱料裝入擠壓筒24，移模缸8再次前行完成裝料作業(yè)；液壓缸主缸7前行，后底板組合10 及其中彈簧閘閥11推動(dòng)主擠壓軸14、芯棒15及穿孔針16，開始坯料穿孔；后底板組合10 與前底板12合攏，錐形頭13將設(shè)在后底板組合10中的彈簧閘閥11頂開，主擠壓軸14與 彈簧間閥11分離，穿孔動(dòng)作完成，主擠壓軸、芯棒被十字橫擔(dān)22、拉桿組件23拉住、緊鎖， 芯棒頭穿孔針16在擠壓模26?？字行亩ㄎ?；液壓缸主缸7繼續(xù)前行，坯料金屬被反向擠 入擠壓模26?？?，隨著擠壓的繼續(xù)，坯料金屬源源不斷從齒孔與穿孔針之間的環(huán)形孔隙壓
6出，齒輪棒成型；成品穿過空心擠壓軸27輸出端成品出口導(dǎo)路，從自動(dòng)彈簧抱閘組件28逸 出；擠壓結(jié)束，回程缸9動(dòng)作，主液壓缸回程退出擠壓筒時(shí)，成品齒輪棒被自動(dòng)彈簧抱閘抱 緊，實(shí)現(xiàn)脫模分離，切除擠余殘料，完成一次生產(chǎn)過程。以下結(jié)合附圖3對(duì)擠壓模具組合冷卻系統(tǒng)實(shí)施強(qiáng)制冷卻作詳細(xì)描述擠壓筒24采 用雙層結(jié)構(gòu)，外套24a與內(nèi)襯24b錐面配合，由兩端面法蘭24c和24d以內(nèi)六角螺釘壓緊； 上述擠壓筒內(nèi)襯24b，其外壁設(shè)有螺旋冷卻槽，兩端各設(shè)30mm寬環(huán)形槽，梯形螺旋槽底寬 20mm、高5mm ；上述擠壓筒外套24a上方兩端設(shè)導(dǎo)入和排出孔，孔徑Φ 12mm，對(duì)準(zhǔn)內(nèi)襯環(huán)形 槽，外接1/2時(shí)管接頭；冷卻介質(zhì)壓縮空氣吹送壓力為0. 4-0. 5Mpa。外套頂面有熱電偶插 溫孔實(shí)施控溫，控溫范圍300 500°C。齒輪擠壓模26采用組合結(jié)構(gòu)，由模芯26a與模套26b錐面配合組成。上述模芯為 雙錐模，齒孔線切割加工，組合后的擠壓模內(nèi)腔結(jié)合面兩側(cè)，工作帶鄰近部位設(shè)有二條環(huán)形 水冷槽，由過渡槽聯(lián)通；冷卻水由設(shè)于空心擠壓軸27軸桿厚壁中的兩條Φ6πιπι導(dǎo)水孔道引 入或排出，與設(shè)在擠壓模模套26b底部的引水槽進(jìn)口與排水槽出口對(duì)接；上述齒輪擠壓模 26與空心擠壓軸27軸桿接口處，設(shè)耐熱金屬密封墊，螺口旋接壓緊；上述空心擠壓軸27軸 桿在擠壓行程外根部下方設(shè)進(jìn)水口，上方有排水口，配3/8時(shí)管接頭，以壓力為0. 25MPa的 循環(huán)冷卻水，實(shí)施齒輪擠壓模的強(qiáng)制冷卻，視回水溫度調(diào)控冷卻強(qiáng)度，模具控溫范圍150 300 "C。芯棒15潤(rùn)滑冷卻液從主擠壓軸14端部引入，以Φ 8mm通孔貫穿至芯棒頭16a空 腔內(nèi)，浮動(dòng)穿孔針16b中心鉆Φ 4mm孔，芯棒頭厚壁處分設(shè)兩排徑向Φ 2mm溢流孔，浮動(dòng)穿 孔針前后段各設(shè)一排徑向Φ Imm溢流孔，穿孔開始，浮動(dòng)穿孔針被坯料頂入芯棒頭底部，潤(rùn) 滑冷卻液自浮動(dòng)穿孔針后排溢流孔經(jīng)芯棒頭內(nèi)空腔從前排溢流孔及浮動(dòng)穿孔針前排溢流 孔向外流放；穿孔結(jié)束擠壓開始，金屬?gòu)凝X輪擠壓模26內(nèi)孔擠出時(shí)，會(huì)將浮動(dòng)穿孔針16b自 芯棒頭16a中拉出，潤(rùn)滑冷卻液自芯棒頭底部空腔經(jīng)后排溢流孔及浮動(dòng)穿孔針前排溢流孔 向外流放，同時(shí)實(shí)施潤(rùn)滑和冷卻。潤(rùn)滑冷卻液輸送壓力為0. 12 0. 14Mpa。以下再結(jié)合附圖4對(duì)實(shí)施例生產(chǎn)工藝流程作具體描述齒輪鋼坯料經(jīng)鋸床1分段，由爐后推料裝置2裝入感應(yīng)快速透熱爐3進(jìn)行無氧化 快速加熱；熱料經(jīng)爐前出料裝置4逸出，被裝料機(jī)械手5抓至一次成型臥式反向熱擠壓機(jī)6 擠壓筒與空心擠壓軸之間的裝料空間，期間已完成擠壓模具與坯料的潤(rùn)滑劑噴涂；擠壓作 業(yè)開始，先后完成裝料、穿孔及擠壓程序，齒輪棒成品經(jīng)空心擠壓軸輸出端導(dǎo)路，從自動(dòng)彈 簧抱間出口逸出，經(jīng)退模、分離、切除擠余殘料后，被牽引機(jī)7送入輸送輥道8，經(jīng)砂輪鋸9鋸 切后，送入集料平臺(tái)10 ；再由排式夾鉗11、電動(dòng)吊掛葫蘆12裝入緩冷箱13作余熱退火；7令 卻后的齒輪棒成品經(jīng)線切割切片機(jī)14切片，成品齒輪打包后送熱處理車間15進(jìn)入熱處理 程序，完成整個(gè)生產(chǎn)工藝過程。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于熱擠壓齒輪棒切片齒輪無屑成型法與切齒加工齒輪有屑成型 法比較，(1)能減少金屬材料耗損20 30%。鋼鐵生產(chǎn)是能耗大戶，節(jié)約鋼材資源具有重大 節(jié)能意義，符合國(guó)家創(chuàng)導(dǎo)的“節(jié)能環(huán)保，綠色低碳”經(jīng)濟(jì)發(fā)展方針；(2)能提高生產(chǎn)效率30 40%。由于簡(jiǎn)化了工序，減少了生產(chǎn)設(shè)備和操作人員，在當(dāng)今用工成本不斷攀升情勢(shì)下， 更有節(jié)約人力資源的現(xiàn)實(shí)意義；(3)擠壓加工能增加金屬密度，提高成品齒輪強(qiáng)度10% 20%和耐磨性能，齒面精度士0. 05 0. 25mm，粗糙度RaO. 8 6. 5，達(dá)到切齒齒輪的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，總體質(zhì)量?jī)?yōu)于切齒齒輪；(4)綜合生產(chǎn)成本降低25 35%，利潤(rùn)率能達(dá)40% ； (5)最適 用于需求量巨大的直齒和斜齒圓柱齒輪生產(chǎn)。 本發(fā)明的最佳實(shí)施例已被闡明，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員做出的各種變化或改型， 都不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑成型法，其特征是主要生產(chǎn)設(shè)備采用合金鋼臥式反向擠壓機(jī)，是經(jīng)轉(zhuǎn)化研發(fā)成功的FJH 1000型一次成型臥式反向熱擠壓機(jī)，在機(jī)械制造領(lǐng)域齒輪無屑加工的一項(xiàng)實(shí)際應(yīng)用和技術(shù)延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑成型法，其特征是；關(guān)鍵模具 齒輪擠壓模(26)設(shè)計(jì)采用組合結(jié)構(gòu)，模芯(26a)為雙錐模，增大軸向擠壓力以利齒孔成型， 材質(zhì)選用高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨的高速鋼，許允單位壓力值2000Mpa，齒孔采用中走絲線切 割加工，以保證其尺寸精度和表面光潔度；模套(26b)材料為熱強(qiáng)性高的熱作模具鋼；上述 齒輪擠壓模(26)設(shè)計(jì)內(nèi)水冷系統(tǒng)；模芯(26a)、模套(26b)以錐面配合，結(jié)合面近工作帶 處，內(nèi)腔設(shè)二條環(huán)形水冷槽，由過渡槽聯(lián)通；冷卻水由設(shè)于空心擠壓軸(27)厚壁中的兩條 Φ6πιπι導(dǎo)水孔道引入或排出，與設(shè)在齒輪擠壓模(26)底部的引水槽進(jìn)口與排水槽出口對(duì) 接；齒輪擠壓模(26)與空心擠壓軸(27)接口處，設(shè)耐熱金屬密封墊，螺口旋接壓緊；模芯 (26a)與模套(26b)以錐面緊配合密封；在空心擠壓軸(27)擠壓行程外的根部，下方設(shè)進(jìn) 水口，上方設(shè)排水口，配3/8時(shí)管接頭；以壓力為0. 25Mpa的循環(huán)冷卻水實(shí)施齒輪擠壓模的 強(qiáng)制冷卻，視回水溫度調(diào)控冷卻強(qiáng)度，模具控溫范圍150 300°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑成型法，其特征是模具擠壓 筒(24)采用雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯(24a)選用熱強(qiáng)性高的熱作模具鋼，外套(24b)為耐熱合金結(jié) 構(gòu)鋼，錐面配合，由兩端法蘭(24c)與(24d)以內(nèi)六角螺釘壓緊；擠壓筒外套設(shè)感應(yīng)加熱圈 (25)，供模具預(yù)熱；上述擠壓筒內(nèi)襯(24a)其外壁設(shè)有梯形螺旋冷卻槽，底寬20mm，高5mm， 兩端為30mm寬環(huán)形槽；擠壓筒外套(24b)上方兩端設(shè)導(dǎo)入和排出孔，孔徑Φ 12mm，對(duì)準(zhǔn)環(huán) 形槽，外接1/2時(shí)管接頭；冷卻介質(zhì)壓縮空氣吹送壓力為0.4 0. 5Mpa強(qiáng)制冷卻；擠壓筒外 套頂部中央設(shè)有熱電偶插孔，實(shí)施溫控，控溫范圍300 500°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑成型法，其特征是模具穿孔 芯棒(15)之芯棒頭采用組合式浮動(dòng)穿孔針結(jié)構(gòu)；芯棒(15)材質(zhì)為熱強(qiáng)性高的熱作模具鋼， 芯棒頭與浮動(dòng)穿孔針(16)為高速鋼，鑲配硬質(zhì)合金鍵槽成型模塊；上述穿孔模具設(shè)冷卻裝 置，潤(rùn)滑冷卻液自主擠壓軸(14)端部引入，以Φ8πιπι通孔貫穿主擠壓軸(14)、芯棒(15)至 芯棒頭部空腔，浮動(dòng)穿孔針(16)中心鉆Φ 4mm孔，芯棒頭厚壁部及浮動(dòng)穿孔針徑向分設(shè)兩 排Φ2πιπι及Φ 溢流孔，在穿孔及擠壓階段，均有潤(rùn)滑冷卻液自溢流孔向體外流放，同時(shí) 起冷卻與潤(rùn)滑作用；潤(rùn)滑冷卻液的輸送壓力為0. 12 0. HMpa0
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑成型法，其特征是 采用溫?cái)D壓成型工藝；齒輪鋼坯料的加熱溫度定為900 950°C，始擠壓溫度》8500C，在此 溫度區(qū)間，金屬表面氧化層厚<0. 05mm，塑性較高，變形抗力較低，具有較為理想的成型條 件；與熱擠壓工藝相比，能耗低、氧化輕、無脫碳、能延長(zhǎng)模具壽命，其產(chǎn)品的精度、表面粗糙 度和力學(xué)性能與冷擠壓相近，是一種精密、半精密成型工藝。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑成型法，其特征是采用中速 擠壓成型；裝料速度200mm/s ；穿孔速度60mm/s ；擠壓速度20mm/s，能增加齒輪內(nèi)在金屬結(jié) 構(gòu)密度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低模具耗損，延長(zhǎng)使用壽命。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑成型法，其特征是實(shí)施快速 無氧化加熱；采用快速感應(yīng)透熱爐，坯料爐內(nèi)加熱時(shí)間僅8 10分鐘；毛坯入爐前預(yù)熱至 150°C，涂以固體潤(rùn)滑劑，防止表面氧化；或在加熱爐的進(jìn)出料口設(shè)置氮封爐門，連鎖開閉，阻斷空氣進(jìn)入爐膛；控制坯料加熱溫度900 950°C，使毛坯金屬表面氧化層厚度在0. 05mm 以內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑成型法，其特征是實(shí)施潤(rùn)滑 擠壓；選用H-4C型潤(rùn)滑劑，采用噴涂或刷涂對(duì)擠壓模具及紅熱毛坯進(jìn)行潤(rùn)滑；稀釋后能作 潤(rùn)滑冷卻液，輸入芯棒冷卻系統(tǒng)，擠壓穿孔時(shí)經(jīng)模具溢流孔流放，同時(shí)起潤(rùn)滑和冷卻作用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑成型法，其特征是齒輪棒成 品作余熱退火；齒輪棒擠壓成型后，余熱溫度約800°C，成品進(jìn)緩冷箱作余熱退火，既節(jié)能 又能改善加工性能。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑成型法，其特征是上述齒輪 棒成品經(jīng)余熱退火緩冷至室溫后，采用快走絲線切割切片機(jī)切片，其割縫僅0. 20mm，為車床 切片的1/10，減少金屬損耗，提高成品收得率，擴(kuò)大節(jié)能效果，齒輪端面光潔度高能提升產(chǎn) 品外觀品質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了應(yīng)用合金鋼臥式反向擠壓機(jī)熱擠壓齒輪棒與切片齒輪無屑成型法，解決現(xiàn)行齒輪切齒加工采用車、銑，鉆、插、磨有屑加工存在的工序多、效率低、金屬損耗大、加工機(jī)床及操作人員多、生產(chǎn)成本高等問題。借鑒合金鋼厚壁異型無縫管生產(chǎn)原理，采用內(nèi)冷卻組合式雙錐面齒輪擠壓模、擠壓筒、浮動(dòng)穿孔針組合芯棒；坯料快速無氧化加熱；有潤(rùn)滑溫?cái)D壓成型；一次完成中心穿孔、軸孔插槽及齒面擠壓多道工序，直接產(chǎn)出齒輪棒成品，再經(jīng)余熱退火、線切割切片及熱處理，制成齒輪成品。與有屑切齒成型法比較，具有工序簡(jiǎn)化、用工少、效率高、金屬損耗少、齒輪強(qiáng)度高、齒面精度達(dá)標(biāo)、降低生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)。是直齒和斜齒圓柱齒輪加工工藝的重大技術(shù)創(chuàng)新。
文檔編號(hào)C21D9/32GK101905250SQ20101018876
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者周家鑣 申請(qǐng)人:周家鑣