一種短節(jié)距精密鏈輪的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種短節(jié)距精密鏈輪的制造方法，包括如下步驟（a）鏈輪形狀設(shè)計(jì)；（b）模具制作；（c）模具裝配；（d）選擇鏈輪配料；（e）混合配料；（f）壓制成坯；（g）燒結(jié)；（h）切削毛坯；（i）銑齒形；（j）參照設(shè)計(jì)圖紙檢驗(yàn)毛坯的外觀與尺寸；（k）熱處理。鑄造工具使用簡單，多工藝處理毛坯，對毛坯外觀與形狀進(jìn)行全面的處理，使得成型鏈輪精度高、質(zhì)量優(yōu)。模具與鏈輪一條線生產(chǎn)，使鏈輪的針對性強(qiáng)，在實(shí)際使用中功效明顯，工作效率高，使用壽命長，從而有效的降低了成本。同時方便于根據(jù)不同的要求及用途鑄造相應(yīng)鏈輪，滿足用戶不同的需求。
【專利說明】一種短節(jié)距精密鏈輪的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種短節(jié)距精密鏈輪的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)械化的今天，鏈輪廣泛的應(yīng)用于各種行業(yè)，如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、科技等方面，在各種領(lǐng)域起到舉足輕重的作用，在規(guī)模大的傳動過程中，鏈輪比齒輪起到更大的作用，鏈輪是用鏈條來傳動的，齒輪是通過互相嚙合來傳動的。和齒輪相比，鏈輪有單排、雙排和多排的。適用于低速、重載和高溫條件下，傳動的功率和速度范圍較大，結(jié)構(gòu)緊湊可實(shí)現(xiàn)較大的傳動比，效率高、使用壽命長，可以用在兩軸中心較遠(yuǎn)的場合。
[0003]雖然鏈輪的適用場合廣泛，但它的生產(chǎn)制作成本是相比齒輪比較大，且制作要求比較高，這就需要一個合理的工藝流程，既要保證質(zhì)量高又能保證成本最節(jié)省化。這就要求我們結(jié)合鏈輪的材料、工序、制造參數(shù)、過程分析、提高時間利用率等方面逐個分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種短節(jié)距精密鏈輪的制造方法，結(jié)合鏈輪設(shè)計(jì)圖紙，鑄造匹配的模具。選取鏈輪配料，并摻入性能良好的元素，使得成型鏈輪具有耐磨損、強(qiáng)度大、硬度高、淬透性等特點(diǎn)。利用帕斯卡原理的液壓機(jī)壓制成坯，通過燒結(jié)、切削、系齒形、熱處理等工序處理毛坯，使得成型的鏈輪與設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)參數(shù)吻合度高。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種短節(jié)距精密鏈輪的制造方法:其特征在于包括如下步驟:
[0007](a)鏈輪設(shè)計(jì):
[0008]了解鏈輪的用途、性能及工作條件，明確鏈輪在產(chǎn)品中的位置、功用及其主要的技術(shù)要求，從而確定鏈輪參數(shù):鏈輪齒數(shù)z=31 ;鏈輪輪齒采用梯形狀齒形，鏈輪輪齒節(jié)距P=9.525mm ;滾子直徑比=6.35mm ;鏈輪分度圓直徑Df=94.15mm ;鏈輪齒根圓直徑Di=87.80mm ;鏈輪齒頂圓直徑De=99mm ;鏈輪最大輪轂直徑DH=80mm ;根據(jù)確定的鏈輪各項(xiàng)參數(shù)繪制鏈輪的設(shè)計(jì)圖紙；
[0009](b)模具制作:
[0010]嚴(yán)格遵循鏈輪的參數(shù)以及鏈輪的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)合適的鏈輪模具，并采用如下步驟制造所述鏈輪模具:①下料:選取Cr 12MoV鋼作為模具的原料，用軋制的方法將其制成矩形棒料；②鍛造:將矩形棒料鍛造成較大的矩形毛坯；③退火:對鍛造后的毛坯進(jìn)行退火，消除鍛造后的毛坯的內(nèi)應(yīng)力車床加工成模；⑤熱處理模具:淬火、回火處理模具，檢查硬度HRC在56-60之間；⑥磨模具平面；⑦磨模具內(nèi)孔；⑧精加工模具:采用手工研磨模具刃口 測量成型模具:測量成型模具的各項(xiàng)尺寸，確保與模具設(shè)計(jì)誤差在0.1mm以內(nèi)；
[0011](C)模具裝配；
[0012](d)選擇鏈輪配料:
[0013]選擇45Mn (優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼)為主配料，并混入少量其他副配料，組成制造鏈輪的原料；根據(jù)鏈輪的特點(diǎn)，制定各配料的具體質(zhì)量百分比為:45Mn (優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼)含量占0.95-0.99，釩含量占 0.01-0.015，鎢含量占 0.005-0.01，硼含量占 0.001-0.005 ；
[0014](e)混合配料:
[0015]按鏈輪各配料的具體質(zhì)量百分比及鏈輪的生產(chǎn)數(shù)量要求，合理稱取各配料:45Mn (優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼)粉、釩粉、鎢粉、硼粉；依次加入雙軸葉片混料機(jī)，進(jìn)行混料作業(yè)250-300min,待混料均勻成型后，取出混料確保無其他雜質(zhì)混入，并清理雙軸葉片混料機(jī)；
[0016](f)壓制成坯:
[0017]根據(jù)鏈輪設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)，計(jì)算每個鏈輪所需的混料量，并準(zhǔn)確稱取一個鏈輪的混料量，先將稱取的混料置于所述模具內(nèi)，然后采用雙柱液壓機(jī)壓制混料，雙柱液壓機(jī)將液體靜壓力施加給混料，實(shí)現(xiàn)配料在模具內(nèi)自動移粉，使混料在模具內(nèi)均勻分布，最后壓制成毛還;
[0018](g)燒結(jié):
[0019]將毛坯置于燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，經(jīng)低溫預(yù)燒階段、中溫升溫?zé)Y(jié)階段、高溫保溫階段完成燒結(jié)過程，保溫階段溫度在1100-11201:，燒結(jié)25-301^11，然后以0.41: /s冷卻，在650-400°C內(nèi)則以1.5°C /s冷卻，完成毛坯燒結(jié)；[0020](h)切削毛坯:
[0021]嚴(yán)格按照鏈輪設(shè)計(jì)圖紙，比對毛坯與設(shè)計(jì)圖紙中鏈輪的各項(xiàng)參數(shù)，確定所需銑齒的量及位置；首先用三爪卡盤將毛坯固定于車床，然后采用如下步驟切削鏈輪:①平端面；②粗車外圓；③鉆中心孔；④拉孔；⑤粗車端面；⑥精車外圓；⑦精車端面；⑦清洗毛坯去毛刺和倒角；⑧檢驗(yàn)毛坯；
[0022](i)銑齒形:
[0023]參照鏈輪設(shè)計(jì)圖紙，采用銑刀對所述毛坯進(jìn)行銑齒；銑齒之前，在機(jī)床上安裝固定胎具，根據(jù)鏈輪直徑大小在所述毛坯上放置傘形支架，用以加固銑齒時的剛性和平穩(wěn)性，然后比對所述毛坯的規(guī)格尺寸與設(shè)計(jì)圖紙中鏈輪的各項(xiàng)參數(shù)，確定所需銑齒的量及位置；待銑齒完成后，清洗所述毛坯，檢驗(yàn)齒形規(guī)格尺寸，確保與設(shè)計(jì)參數(shù)的誤差范圍在0.05mm以內(nèi)；
[0024](j)參照設(shè)計(jì)圖紙檢驗(yàn)毛坯的外觀與尺寸；
[0025](k)熱處理:
[0026]將毛坯在淬火爐中加熱，升溫至Ac3 (727_912°C)，然后在水中快速冷卻；接著對毛坯重新加熱升溫至Acl (757-962°C)，經(jīng)保溫后，將毛坯置于油環(huán)境中冷卻成成型鏈輪；待檢測強(qiáng)度要求在40-50HRC范圍內(nèi)后，清洗鏈輪后入倉。
[0027]本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果:
[0028]鑄造工具使用簡單，多工藝處理毛坯，對毛坯外觀與形狀進(jìn)行全面的處理，使得成型鏈輪精度高、質(zhì)量優(yōu)。模具與鏈輪一條線生產(chǎn)，使鏈輪的針對性強(qiáng)，在實(shí)際使用中功效明顯，工作效率高，使用壽命長，從而有效的降低了成本。同時方便于根據(jù)不同的要求及用途鑄造相應(yīng)鏈輪，滿足用戶不同的需求。鏈輪配料中摻入多種元素，有效改善了鏈輪各方面的性能，包括:耐磨性、耐腐蝕性、強(qiáng)度、硬度、淬透性、韌性、熱穩(wěn)定性等。
【專利附圖】

【附圖說明】[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0030]圖1為本發(fā)明短節(jié)距精密鏈輪的示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明銑齒形用的一種銑刀。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明一種短節(jié)距精密鏈輪的制造方法，采用模具和鏈輪一條線的生產(chǎn)方式。確定鏈輪設(shè)計(jì)要求，按照設(shè)計(jì)要求制作對應(yīng)模具。選擇鏈輪制作配料，摻入性能優(yōu)良的元素，通過雙軸葉片混料機(jī)均勻混合配料。利用雙柱液壓機(jī)的液體靜壓力壓制混料成坯，在燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)加固，經(jīng)切削、銑齒形和熱處理工序處理毛坯的外觀、形狀及輪齒，從而制得成型的鏈輪。
[0033]本發(fā)明需要準(zhǔn)備的如下材料及設(shè)備:
[0034]1、材料:Crl2MoV鋼、45Mn (優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼)粉、釩粉、鎢粉、硼粉。
[0035]2、機(jī)具設(shè)備:CA6140機(jī)床、三爪卡盤、專用夾具、X62W萬能銑床、雙軸葉片混料機(jī)、雙柱液壓機(jī)、燒結(jié)爐、淬火爐、各測量工具。
[0036]本發(fā)明包括如下步驟:
[0037](a)鏈輪設(shè)計(jì):
[0038]了解鏈輪的用途、性能及工作條件，明確鏈輪在產(chǎn)品中的位置、功用及其主要的技術(shù)要求，從而確定鏈輪參數(shù)如下表所示:
[0039]
鏈輪齒 輪齒節(jié) 滾子直分度圓齒根圓 齒頂圓最大輪轂
參數(shù)
數(shù)Z 距P 徑K 直徑Df 直徑Di 直徑Db 直徑Dii數(shù)值 31 個 9.525mm 6.35ram 94.15腿 87.80mm 99mm 80mm
[0040]根據(jù)確定的鏈輪各項(xiàng)參數(shù)繪制鏈輪的設(shè)計(jì)圖紙；鏈輪的設(shè)計(jì)原則主要滿足三方面:即嚙合要求、使用要求、工藝性與精度要求，具體如下:
[0041]①保證鏈條能順利的嚙入與嚙出，不會有干涉現(xiàn)象；
[0042]②具有足夠的容納鏈條節(jié)距伸長的能力；
[0043]③具有合理的作用角；
[0044]④齒廓曲線與鏈傳動工況相適應(yīng)；
[0045]⑤有利于嚙入和防止因鏈條跳動而跳鏈；
[0046]⑥加工工藝性好。
[0047]目前我國所執(zhí)行的鏈輪標(biāo)準(zhǔn)為GB1244-85齒形。
[0048](b)模具制作:
[0049]嚴(yán)格遵循鏈輪的參數(shù)以及鏈輪的設(shè)計(jì)圖紙，設(shè)計(jì)合適的鏈輪模具，并采用如下步驟制造鏈輪模具:①下料:選取Crl2MoV鋼作為模具的原料，用軋制的方法將其制成矩形棒料；②鍛造:將矩形棒料鍛造成較大的矩形毛坯；③退火:對鍛造后的毛坯進(jìn)行退火，消除鍛造后的毛坯的內(nèi)應(yīng)力，并改善其加工性能車床加工成模:車下端面，然后掉頭車上端面，留磨削余量為0.3-0.5mm ;⑤熱處理模具:淬火、回火處理模具，檢查硬度HRC在56-60之間；⑥磨模具平:在平面磨床上磨上下兩端面；⑦磨模具內(nèi)孔；⑧精加工模具:采用手工研磨模具刃口測量成型模具:測量成型模具的各項(xiàng)尺寸，確保與模具設(shè)計(jì)誤差在0.1mm以內(nèi)；
[0050](C)模具裝配；
[0051]要制造出一副合格的模具，除了保證模具零件的加工精度外，還必須做好裝配工作。裝配是模具制造過程的一個重要環(huán)節(jié)，裝配質(zhì)量的好壞將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和模具的使用壽命，裝配工藝過程包括裝配前的準(zhǔn)備工作、裝配工作、調(diào)整和精度檢驗(yàn)；
[0052](d)選擇鏈輪配料:
[0053]選擇45Mn (優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼)為主配料，45Mn (優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼)的化學(xué)成份包括:碳C、硅S1、錳Mn、硫S、磷P、鉻Cr、鎳N1、銅Cu。并混入少量其他副配料，組成制造鏈輪的原料；根據(jù)鏈輪的特點(diǎn)，制定各配料的質(zhì)量份如下表所示:
[0054]
【權(quán)利要求】
1.一種短節(jié)距精密鏈輪的制造方法:其特征在于包括如下步驟: (a)鏈輪設(shè)計(jì): 了解鏈輪的用途、性能及工作條件，明確鏈輪在產(chǎn)品中的位置、功用及其主要的技術(shù)要求，從而確定鏈輪參數(shù):鏈輪齒數(shù)z=31 ;鏈輪輪齒采用梯形狀齒形，鏈輪輪齒節(jié)距P=9.525mm ;滾子直徑^=6.35mm ;鏈輪分度圓直徑Df=94.15mm ;鏈輪齒根圓直徑Di=87.80mm ;鏈輪齒頂圓直徑De=99mm ;鏈輪最大輪轂直徑DH=80mm ;根據(jù)確定的鏈輪各項(xiàng)參數(shù)繪制鏈輪的設(shè)計(jì)圖紙； (b)模具制作: 嚴(yán)格遵循鏈輪的參數(shù)以及鏈輪的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)合適的鏈輪模具，并采用如下步驟制造所述鏈輪模具:①下料:選取Crl2MoV鋼作為模具的原料，用軋制的方法將其制成矩形棒料；②鍛造:將矩形棒料鍛造成較大的矩形毛坯；③退火:對鍛造后的毛坯進(jìn)行退火，消除鍛造后的毛坯的內(nèi)應(yīng)力車床加工成模；⑤熱處理模具:淬火、回火處理模具，檢查硬度HRC在56-60之間；⑥磨模具平面；⑦磨模具內(nèi)孔；⑧精加工模具:采用手工研磨模具刃口 ；⑨測量成型模具:測量成型模具的各項(xiàng)尺寸，確保與模具設(shè)計(jì)誤差在0.1mm以內(nèi)； (c)模具裝配； (d)選擇鏈輪配料: 選擇45Mn (優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼)為主配料，并混入少量其他副配料，組成制造鏈輪的原料；根據(jù)鏈輪的特點(diǎn)，制定各配料的質(zhì)量份為:45Mn (優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼)粉質(zhì)量份為95-99,1凡粉質(zhì)量份為1-1.5,鶴粉質(zhì)量份為0.5-1,硼粉質(zhì)量份為0.1-0.5 ； Ce)混合配料: 按鏈輪各配料的具體質(zhì)量百分比及鏈輪的生產(chǎn)數(shù)量要求，合理稱取各配料:45Mn (優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼)粉、釩粉、鎢粉、硼粉；依次加入雙軸葉片混料機(jī)，進(jìn)行混料作業(yè)250-300min，待混料均勻成型后，取出混料確保無其他雜質(zhì)混入，并清理雙軸葉片混料機(jī)； (f)壓制成坯: 根據(jù)鏈輪設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)，計(jì)算每個鏈輪所需`的混料量，并準(zhǔn)確稱取一個鏈輪的混料量，先將稱取的混料置于所述模具內(nèi)，然后采用雙柱液壓機(jī)壓制混料，雙柱液壓機(jī)將液體靜壓力施加給混料，實(shí)現(xiàn)配料在模具內(nèi)自動移粉，使混料在模具內(nèi)均勻分布，最后壓制成毛坯； (g)燒結(jié): 將所述毛坯置于燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，經(jīng)低溫預(yù)燒階段、中溫升溫?zé)Y(jié)階段、高溫保溫階段完成燒結(jié)過程，保溫階段溫度在1100-1120°C，燒結(jié)25-30min，然后以0.4°C /s冷卻，在650-400°C內(nèi)則以1.5°C /s冷卻，完成所述毛坯燒結(jié)； (h)切削所述毛坯: 嚴(yán)格按照鏈輪設(shè)計(jì)圖紙，比對所述毛坯的規(guī)格尺寸與設(shè)計(jì)圖紙中鏈輪的各項(xiàng)參數(shù)，確定所需銑齒的量及位置；首先用三爪卡盤將所述毛坯固定于車床，然后采用如下步驟切削鏈輪:①平端面；②粗車外圓；③鉆中心孔；④拉孔；⑤粗車端面；⑥精車外圓精車端面清洗所述毛坯去毛刺和倒角檢驗(yàn)所述毛坯； (i)銑齒形: 參照鏈輪設(shè)計(jì)圖紙，采用銑刀對所述毛坯進(jìn)行銑齒；銑齒之前，在機(jī)床上安裝固定胎具，根據(jù)鏈輪直徑大小在所述毛坯上放置傘形支架，用以加固銑齒時的剛性和平穩(wěn)性，然后比對所述毛坯的規(guī)格尺寸與設(shè)計(jì)圖紙中鏈輪的各項(xiàng)參數(shù)，確定所需銑齒的量及位置；待銑齒完成后，清洗所述毛坯，檢驗(yàn)齒形規(guī)格尺寸，確保與設(shè)計(jì)參數(shù)的誤差范圍在0.05mm以內(nèi)；(j)參照設(shè)計(jì)圖紙檢驗(yàn)所述毛坯的外觀與尺寸； (k)熱處理: 將所述毛坯在淬火爐中加熱，升溫至Ac3 (727-912°C)，然后在水中快速冷卻；接著對所述毛坯重新加熱升溫至Acl(757-962°C)，經(jīng)保溫5h后，將毛坯置于油環(huán)境中冷卻成成型鏈輪；待 檢測強(qiáng)度要求在40-50HRC范圍內(nèi)后，清洗鏈輪后入倉。
【文檔編號】F16H55/08GK103697144SQ201310680557
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】鄭月參 申請人:嵊州市特種鏈輪有限公司