一種汽車用直齒圓柱齒輪的精密鍛造新工藝及模具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種汽車用直齒圓柱齒輪的精密鍛造新工藝及模具,尤其是采用溫?cái)D壓—冷鍛復(fù)合精密鍛造方法加工齒輪精鍛件。坯料準(zhǔn)備過程為鋼棒下料、退火、噴丸表面處理、水洗、磷化和皂化工藝;溫?cái)D壓預(yù)鍛過程通過凸模分流實(shí)現(xiàn)材料充滿齒腔的工藝,為終鍛成形做準(zhǔn)備。溫?cái)D壓終鍛過程,材料同時(shí)向齒形部分和凹入內(nèi)腔部分填充,實(shí)現(xiàn)了材料分流,降低鍛造載荷;精密冷鍛整形過程采用浮動(dòng)凹模法降低擠壓載荷,獲得高精度的齒輪零件。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于獲得的齒輪產(chǎn)品,不僅具有節(jié)材、節(jié)能、低成本、降低鍛造載荷等顯著優(yōu)勢(shì),而且可提高模具壽命,齒輪的力學(xué)性能和加工效率。
【專利說明】一種汽車用直齒圓柱齒輪的精密鍛造新工藝及模具【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種齒輪的精密鍛造新工藝及模具技術(shù),用于汽車及精密機(jī)床的變速箱。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的齒輪生產(chǎn)大多采用傳統(tǒng)的切削加工方法,材料利用率低,產(chǎn)品成本高。隨著市場(chǎng)對(duì)齒輪產(chǎn)品性能和成本要求的不斷提高,由于切削加工方法的高制造成本和底的加工效率,這使得人們把注意力轉(zhuǎn)到一些新的制造工藝。
[0003]汽車用直齒圓柱齒輪的精密鍛造新工藝及模具,以生產(chǎn)盡量接近齒輪最終形狀的產(chǎn)品,甚至完全提供成品齒輪零件為目標(biāo),不僅具有節(jié)材、節(jié)能、低成本等顯著優(yōu)勢(shì),而且可以提高齒輪的力學(xué)性能和加工性能。
[0004]在汽車用直齒圓柱齒輪的精密鍛造新工藝及模具中,采用溫?cái)D壓一冷鍛復(fù)合精密鍛造方法制造接近齒輪零件形狀的精鍛件,較傳統(tǒng)的閉式精鍛、熱鍛和冷鍛等單一成形方法獲得的鍛件精度更高、成形載荷更小和實(shí)用性更高。在溫?cái)D壓工藝中采用預(yù)鍛和終鍛兩步工藝,使直齒輪的成形工藝性得到提高,同時(shí)采用中心分流的工藝降低了鍛造載荷,提高了模具壽命。在冷鍛過程中通過浮動(dòng)凹模法實(shí)現(xiàn)了汽車用直齒圓柱齒輪零件精密冷鍛整形。上述新工藝使汽車用直齒圓柱齒輪的精密鍛造有著更高的生產(chǎn)效率,獲得的零件的力學(xué)性能得到更大的提高,因此,直齒圓柱齒輪的精密鍛造新工藝及模具具有更加光明的使用價(jià)值與發(fā)展前景。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]在此處鍵入
【發(fā)明內(nèi)容】
描述段落本發(fā)明專利的目的是:針對(duì)上述問題,降低汽車用直齒圓柱齒輪加工的高制造成本和底的加工效率。以溫?cái)D壓一冷鍛復(fù)合精密鍛造方法制造接近零件形狀的毛坯,較傳統(tǒng)的成形技術(shù)減少了后工序的切削量,減少了材料能源的消耗。采用精鍛工藝生產(chǎn)齒輪,不僅具有節(jié)材、節(jié)能、低成本及高效率等顯著優(yōu)勢(shì),而且有助于在齒輪的內(nèi)部形成致密、均勻的材料組織,沿齒形輪廓具有連續(xù)合理的金屬流線,形成表面加工硬化層及圓滑過渡的齒根,從而大大提高齒輪的耐磨損、抗腐蝕的能力及根部的彎曲強(qiáng)度,明顯改善齒輪的疲勞性能。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明專利的技術(shù)方案是:本發(fā)明一種汽車用直齒圓柱齒輪的精密鍛造新工藝及模具,包括坯料的準(zhǔn)備過程、溫?cái)D壓預(yù)鍛過程、溫?cái)D壓終鍛過程和精密冷鍛整形過程四個(gè)相應(yīng)的階段 。
[0007]坯料的準(zhǔn)備過程主要包括鋼棒下料、材料軟化退火、噴丸表面處理工藝、水洗、磷化和造化工藝;溫?cái)D壓預(yù)鍛過程主要包括帶有實(shí)現(xiàn)材料充滿齒腔的工藝,模具頂桿表面增加了凸臺(tái),從而得到了上端凹入的預(yù)鍛件,這樣可實(shí)現(xiàn)溫?cái)D壓終鍛時(shí)凹入部分分流;溫?cái)D壓終鍛過程,材料向齒形部分填充的同時(shí),向凹入的內(nèi)腔填充。齒形充填完畢后,內(nèi)腔尚未充滿或接近充滿,使材料在充填型腔的過程中始終有自由流動(dòng)的余地,從而提高型腔填充性,降低變形阻力和加工載荷;精密冷鍛整形過程主要包括精密凈成形達(dá)到所要求的汽車用直 齒圓柱齒輪零件的尺寸和形狀精度和力學(xué)性能。
[0008]采用此種方案,通過溫?cái)D壓一冷鍛復(fù)合精密鍛造方法,該新工藝可以實(shí)現(xiàn)汽車用 直齒圓柱齒輪的成形加工,成形模具使用壽命長(zhǎng),工作平穩(wěn)。
[0009]作為本發(fā)明的一種改進(jìn),精密冷鍛整形過程采用浮動(dòng)凹模法,此過程的鍛壓力比 閉式模鍛所需壓力要小。
[0010]采用此種方案,有利于提高模具的使用壽命,變有害摩擦為有力成形條件,最終模 具閉合時(shí),能獲得所要求的汽車用直齒圓柱齒輪零件的尺寸、形狀精度和力學(xué)性能。
[0011]【專利附圖】
【附圖說明】:
下面是結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)地說明。
[0012]圖1為傳統(tǒng)汽車用直齒圓柱齒輪的加工示意圖;
圖2為本發(fā)明汽車用直齒圓柱齒輪的成形示意圖;
圖3為本發(fā)明汽車用直齒圓柱齒輪的溫?cái)D壓預(yù)鍛成形模具;
圖4為本發(fā)明汽車用直齒圓柱齒輪的溫?cái)D壓終鍛成形模具;
圖5為本發(fā)明汽車用直齒圓柱齒輪的冷精整形模具中的浮動(dòng)凹模裝置示意圖;
圖6為本發(fā)明汽車用直齒圓柱齒輪的冷精整形模具;
上述圖中的標(biāo)記為:
圖3為汽車用直齒圓柱齒輪的溫?cái)D壓預(yù)鍛成形模具的1.上模座,2.凸模墊板,3.銷 釘,4.凸模固定內(nèi)六角落釘,5.凸模固定板,6.凸模,7、19.緊固螺釘,8.凹模,9.第一層壓 套,10.第二層壓套,11.凹模壓板,12.齒形墊板,13.下凸臺(tái),14.下模座,15.頂料墊塊, 16.頂桿,17.上凸臺(tái),18.導(dǎo)柱,20.導(dǎo)套。
[0013]圖4為汽車用直齒圓柱齒輪的溫?cái)D壓終鍛成形模具的1.上模座,2.凸模墊板,
3.銷釘,4.凸模固定內(nèi)六角螺釘,5.凸模固定板,6.凸模,7、17.緊固螺釘,8.凹,9.第一 層壓套,10.第二層壓套,11.齒形墊板,12.凹模墊板,13.頂料墊塊,14.頂桿,15.芯軸, 16.下模座,18.導(dǎo)柱,19.導(dǎo)套,20.凹模壓板。
[0014]圖5汽車用直齒圓柱齒輪的冷精整形模具中的浮動(dòng)凹模裝置示意圖的1.頂桿,
2.反向沖頭,3.彈簧,4.工件(鍛件),35.齒輪鍛件,6.內(nèi)齒成形凹模。
[0015]圖6本發(fā)明汽車用直齒圓柱齒輪的冷精整形模具的1.下模座2.導(dǎo)柱3六角螺 栓4.浮動(dòng)模板5.下墊板6.內(nèi)六角固定螺釘7.帶預(yù)應(yīng)力套圈凹模8.上模固定板9.內(nèi) 六角固定螺釘10.上模座11.上墊板12.不帶凸臺(tái)上模13.不帶凸臺(tái)下模14.支撐彈 簧。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明由于采用帶有分流方法的溫?cái)D壓預(yù)鍛和終鍛工藝, 極大降低了鍛造載荷,冷鍛精整形模具新增浮動(dòng)凹模裝置,使凹模起到積極的摩擦作用,使 摩擦對(duì)金屬流動(dòng)不利因素變?yōu)橛欣蛩兀瑥亩菇饘僖子诔錆M型腔。上述措施降低了鍛造 載荷,提高了模具使用壽命,進(jìn)一步促進(jìn)了汽車用直齒圓柱齒輪的精密鍛造新工藝的實(shí)用 化,減少了齒輪加工的時(shí)間,提高了加工效率,同時(shí)拓寬了汽車用鍛造零部件的加工范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖3是溫?cái)D壓預(yù)鍛成形階段,在此階段,根據(jù)被加工汽車用直齒圓柱齒輪齒形加工制造凹模8的齒形型腔,加工制造凸模4的分流凸臺(tái),在終鍛成形中實(shí)現(xiàn)中心分流。分流 凸臺(tái)的錐角參數(shù):凸臺(tái)錐角圖2 (a)所示為50°時(shí),在預(yù)鍛結(jié)束時(shí),大部分的預(yù)鍛齒形型腔 已經(jīng)充滿。圖4是溫?cái)D壓終鍛成形階段,在鍛件上下端的中心部位由于凸臺(tái)的作用形成了 兩個(gè)凹腔。最終它們?cè)诮K鍛中將起到分流金屬的作用。圖5為汽車用直齒圓柱齒輪的冷精 整形模具中的浮動(dòng)凹模裝置示意圖,凹模在鍛造的過程中隨上模向下移動(dòng),這樣有助于金 屬向下流動(dòng),并且底部金屬要比中、頂部金屬流動(dòng)快,使金屬易于充滿型腔,可有效降低鍛 造載荷,提高模具使用壽命。圖6為汽車用直齒圓柱齒輪的冷精整形模具圖,采用浮動(dòng)凹模 法,此過程的鍛壓力比閉式模鍛所需壓力要小,當(dāng)模具閉合時(shí),最終獲得所要求的汽車用直 齒圓柱齒輪零件的尺寸、形狀精度和力學(xué)性能。
[0018]本發(fā)明所需設(shè)備為機(jī)械壓力機(jī)或液壓機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.在一種汽車用直齒圓柱齒輪的精密鍛造新工藝及模具,以溫?cái)D壓一冷鍛復(fù)合精密鍛造方法制造接近汽車用直齒圓柱齒輪零件形狀的毛坯,其特征是: a.整個(gè)工藝包括四個(gè)過程:坯料的準(zhǔn)備過程、溫?cái)D壓預(yù)鍛過程、溫?cái)D壓終鍛過程和精密冷鍛整形過程四個(gè)相應(yīng)的階段; b.溫?cái)D壓預(yù)鍛過程主要包括帶有實(shí)現(xiàn)材料充滿齒腔的工藝,模具頂桿表面增加了凸臺(tái),從而得到了上端凹入的預(yù)鍛件,這樣可實(shí)現(xiàn)溫?cái)D壓終鍛時(shí)凹入部分分流;溫?cái)D壓終鍛過程,材料向齒形部分填充的同時(shí),向凹入的內(nèi)腔填充,實(shí)現(xiàn)了材料流動(dòng)分流,降低擠壓載荷; c.精密冷鍛整形過程采用浮動(dòng)凹模法,此過程的鍛壓力比閉式模鍛所需壓力要小,能夠獲得高精度的汽車用直齒圓柱齒輪零件的尺寸和形狀精度和力學(xué)性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車用直齒圓柱齒輪的精密鍛造新工藝,其特征是:溫?cái)D壓預(yù)鍛成形階段,通過凸模分流凸臺(tái),在終鍛成形中實(shí)現(xiàn)中心分流;分流凸臺(tái)的錐角參數(shù)為 50。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車用直齒圓柱齒輪的精密鍛造新工藝,其特征是:采用溫?cái)D壓一冷鍛復(fù)合精密鍛造方法,使整個(gè)工藝坯料加熱溫度在再結(jié)晶溫度以下,獲得制鍛件不會(huì)出現(xiàn)氧化皮,最終鍛件尺寸精度高、力學(xué)性能好,同時(shí)成形模具使用壽命長(zhǎng),工作平穩(wěn)。
【文檔編號(hào)】B21J13/02GK103567340SQ201310604590
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】徐淑波, 劉婷, 李振東, 景財(cái)年, 趙忠魁, 林曉娟 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)