本發(fā)明涉及齒圈制造領(lǐng)域，特別是涉及一種內(nèi)斜齒圈多模具擠壓滾軋模具，以及一種內(nèi)斜齒圈多模具擠壓滾軋方法。

背景技術(shù)：

1、內(nèi)斜齒圈作為傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要零部件，在一些裝備中起到動(dòng)力傳動(dòng)、轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)和承載等作用，是裝備制造產(chǎn)業(yè)中的不可或缺的基礎(chǔ)部件，由于其傳動(dòng)平穩(wěn)、沖擊噪聲小、適用于高速重載的場(chǎng)合以及使用壽命長(zhǎng)等突出優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用到各類(lèi)減速器、齒輪箱等機(jī)械傳動(dòng)裝置當(dāng)中。立足于我國(guó)工業(yè)技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，諸多領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)度、高壽命、高精度的內(nèi)斜齒圈以及綠色生產(chǎn)的要求，傳統(tǒng)的長(zhǎng)周期、低效率、低經(jīng)濟(jì)效益的切削加工已經(jīng)逐漸不能滿(mǎn)足裝備制造和時(shí)代發(fā)展的要求，因此快速、高效、綠色的新型內(nèi)斜齒圈生產(chǎn)工藝的提出迫在眉睫。

2、目前內(nèi)斜齒圈的加工制造以滾齒、銑削和磨削等減材成形的手段為主，其加工過(guò)程中材料利用率低、加工時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低，且切削加工切斷零件表層的金屬流線，導(dǎo)致成形后零件的力學(xué)性能降低。此外，切削成形內(nèi)斜齒圈所需要的刀具和設(shè)備也具有很高的要求，采用的齒輪切削刀具型面復(fù)雜、強(qiáng)度要求高，加工過(guò)程刀具運(yùn)動(dòng)路徑復(fù)雜，對(duì)機(jī)床及其控制系統(tǒng)要求高。

3、切削加工內(nèi)斜齒圈所需的設(shè)備主要包括齒輪切削機(jī)床和磨齒機(jī)，高精度內(nèi)斜齒圈往往需要高檔數(shù)控機(jī)床。設(shè)備成本高，專(zhuān)用的齒輪切削機(jī)床和磨齒機(jī)通常價(jià)格昂貴，對(duì)于小型和中型企業(yè)來(lái)說(shuō)初始投資大；操作復(fù)雜，高檔數(shù)控機(jī)床操作對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員要求高，內(nèi)斜齒圈切削加工刀具運(yùn)動(dòng)更加軌跡復(fù)雜，操作要求顯著提升；運(yùn)行與維護(hù)成本高，加工時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致單件加工能耗高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)目前內(nèi)斜齒圈采用切齒、滾齒等工藝加工時(shí)效率低、成本高、控制復(fù)雜的問(wèn)題，提供了一種內(nèi)斜齒圈滾軋成形設(shè)備。

2、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，一種內(nèi)斜齒圈多模具滾軋模具，包括下模組件和上模組件，下模組件包括下?；拖峦苿?dòng)裝置，下模基座為圓筒形，下模基座連接有轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，下推動(dòng)裝置的推動(dòng)端位于圓筒形內(nèi)腔的下部；上模組件包括多個(gè)模具單體，多個(gè)模具單體以下模基座的回轉(zhuǎn)中心為軸沿周向均勻分布，模具單體為圓柱形且外周面均勻設(shè)置有斜切齒。本方案提供了一種內(nèi)斜齒圈的滾軋?jiān)O(shè)備，通過(guò)坯料與壓模的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)與直線進(jìn)給，多次加工完成形貌軋制，多次局部成型，大大地降低設(shè)備所需的噸位，基于此設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)斜齒圈的滾軋制造，大大減低了設(shè)備成本與工藝復(fù)雜性。

3、優(yōu)選的，所述上模組件還包括上推動(dòng)裝置，多個(gè)所述模具單體均安裝于上推動(dòng)裝置的升降端。

4、優(yōu)選的，所述下推動(dòng)裝置包括推動(dòng)環(huán)和下推驅(qū)動(dòng)件，推動(dòng)環(huán)位于下?；膱A筒內(nèi)腔中，推動(dòng)環(huán)的外周與下?；膬?nèi)壁可滑動(dòng)的接觸。

5、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)齒輪，所述下?；耐庵苊嬖O(shè)有齒圈部，驅(qū)動(dòng)齒輪與齒圈部嚙合，驅(qū)動(dòng)齒輪還連接有驅(qū)動(dòng)件。

6、優(yōu)選的，所述模具單體設(shè)置有三個(gè)，相互間隔120度設(shè)置。

7、優(yōu)選的，所述模具單體外周的斜切齒包括成型部和修整部，修整部位于成型部的下方，所述修整部的齒頂圓與內(nèi)斜齒圈零件的齒根圓相切；所述成型部的齒頂為斜面，且相對(duì)修整部的齒頂向模具單體的中心方向傾斜。

8、優(yōu)選的，所述成型部的齒頂相對(duì)修整部的齒頂傾角為3-15°，所述模具單體的外徑為rb2，分度圓半徑為r2，高度為hd2，模具單體1與毛坯件的中心距a1，所成形內(nèi)斜齒圈零件的齒根圓半徑為rf，?a1=rf-?rb2。

9、優(yōu)選的，所述下?；?的高度為hd1，內(nèi)徑為rd1，推動(dòng)環(huán)位于下?；?內(nèi)的配合部分的長(zhǎng)度為l1，毛坯件的高度為hb，外徑rb1，滿(mǎn)足公式：

10、hb<hd1-l1；

11、rd1=?rb1-ε；

12、式中，ε為過(guò)盈量。

13、優(yōu)選的，所述模具單體1的齒數(shù)為zd，所成形內(nèi)斜齒圈的齒數(shù)為zp，第i個(gè)擠壓模具相對(duì)于第一個(gè)擠壓模具的相位調(diào)整角度為，并且滿(mǎn)足公式：

14、

15、式中，i=1，2，3。

16、另一方面，本發(fā)明還提供一種內(nèi)斜齒圈多模具擠壓滾軋方法，包括以下步驟：

17、s1.向下模基座的容納腔中放入毛坯件，令毛坯件與容納腔同心放置且毛坯件不高于下模基座的上端面，毛坯件的下端面與下推動(dòng)裝置的推動(dòng)端接觸；

18、s2.?復(fù)合進(jìn)給擠壓滾軋成形，模具單體以速度v1向下運(yùn)動(dòng)，下?；越撬俣圈?順時(shí)針帶動(dòng)毛坯件轉(zhuǎn)動(dòng)，直到模具單體的修整部有三分之二的長(zhǎng)度走出毛坯件下端面為止，滿(mǎn)足公式：

19、

20、式中：β為斜齒圈的螺旋角；

21、s3.?模具退出，模具單體以速度v2向上回程運(yùn)動(dòng)，下模基座以角速度ω2逆時(shí)針帶動(dòng)毛坯件轉(zhuǎn)動(dòng)，直到模具單體回復(fù)到初始位置為止，滿(mǎn)足公式：

22、

23、s4.?增量成形區(qū)轉(zhuǎn)移，下?；鶐?dòng)毛坯件順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)角度α，滿(mǎn)足公式：

24、

25、s5.重復(fù)步驟s2-s4，直到加工出完整的內(nèi)斜齒圈零件；

26、s6.模具單體完全升起，使模具單體下端面與下模基座上端面的距離h大于毛坯件的高度hb，下推動(dòng)裝置向上運(yùn)動(dòng)將成形好的內(nèi)斜齒圈零件從下模基座的頂部推出，完成卸料。

27、通過(guò)以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，多模具在單道次中的局部成形，因此可以大大地降低成形的時(shí)設(shè)備所需的噸位；本發(fā)明擠壓滾軋成形設(shè)備工作時(shí)，同一時(shí)刻，工作機(jī)構(gòu)僅需繞設(shè)備軸線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單，設(shè)備成本低，效率高；同時(shí)，本發(fā)明提供的滾軋方法有效地減少和降低了成形內(nèi)斜齒圈的時(shí)間和成本，提高成形質(zhì)量，具有生產(chǎn)效率高、設(shè)備噸位小、可成形大齒高的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種內(nèi)斜齒圈多模具滾軋模具，其特征在于，包括下模組件和上模組件，下模組件包括下模基座和下推動(dòng)裝置，下模基座為圓筒形，下模基座連接有轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，下推動(dòng)裝置的推動(dòng)端位于圓筒形內(nèi)腔的下部；上模組件包括多個(gè)模具單體，多個(gè)模具單體以下?；幕剞D(zhuǎn)中心為軸沿周向均勻分布，模具單體為圓柱形且外周面均勻設(shè)置有斜切齒[文岳1]。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)斜齒圈多模具滾軋模具，其特征在于，所述上模組件還包括上推動(dòng)裝置，多個(gè)所述模具單體均安裝于上推動(dòng)裝置的升降端[文岳2]。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)斜齒圈多模具滾軋模具，其特征在于，所述下推動(dòng)裝置包括推動(dòng)環(huán)和下推驅(qū)動(dòng)件，推動(dòng)環(huán)位于下?；膱A筒內(nèi)腔中，推動(dòng)環(huán)的外周與下模基座的內(nèi)壁可滑動(dòng)的接觸[文岳3]。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)斜齒圈多模具滾軋模具，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)齒輪，所述下?；耐庵苊嬖O(shè)有齒圈部，驅(qū)動(dòng)齒輪與齒圈部嚙合，驅(qū)動(dòng)齒輪還連接有驅(qū)動(dòng)件[文岳4]。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)斜齒圈多模具滾軋模具，其特征在于，所述模具單體設(shè)置有三個(gè)，相互間隔120度設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)斜齒圈多模具滾軋模具，其特征在于，所述模具單體外周的斜切齒包括成型部和修整部，修整部位于成型部的下方，所述修整部的齒頂圓與內(nèi)斜齒圈零件的齒根圓相切；所述成型部的齒頂為斜面，且相對(duì)修整部的齒頂向模具單體的中心方向傾斜[文岳5]。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)斜齒圈多模具滾軋模具，其特征在于，所述成型部的齒頂相對(duì)修整部的齒頂傾角為3-15°，所述模具單體的外徑為rb2，分度圓半徑為r2，高度為hd2，模具單體1與毛坯件的中心距a1，所成形內(nèi)斜齒圈零件的齒根圓半徑為rf，?a1=rf-?rb2。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)斜齒圈多模具滾軋模具，其特征在于，所述下模基座3的高度為hd1，內(nèi)徑為rd1，推動(dòng)環(huán)位于下?；?內(nèi)的配合部分的長(zhǎng)度為l1，毛坯件的高度為hb，外徑rb1，滿(mǎn)足公式：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)斜齒圈多模具滾軋模具，其特征在于，所述模具單體1的齒數(shù)為zd，所成形內(nèi)斜齒圈的齒數(shù)為zp，第i個(gè)擠壓模具相對(duì)于第一個(gè)擠壓模具的相位調(diào)整角度為，并且滿(mǎn)足公式：

10.一種內(nèi)斜齒圈多模具擠壓滾軋方法，其特征在于，包括以下步驟[文岳7]：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明為一種內(nèi)斜齒圈多模具擠壓滾軋模具及方法，屬于齒圈制造領(lǐng)域。其技術(shù)方案為，一種內(nèi)斜齒圈多模具滾軋模具，包括下模組件和上模組件，下模組件包括下?；拖峦苿?dòng)裝置，下?；鶠閳A筒形，下?；B接有轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，下推動(dòng)裝置的推動(dòng)端位于圓筒形內(nèi)腔的下部；上模組件包括多個(gè)模具單體，多個(gè)模具單體以下模基座的回轉(zhuǎn)中心為軸沿周向均勻分布，模具單體為圓柱形且外周面均勻設(shè)置有斜切齒。本方案提供了一種內(nèi)斜齒圈的滾軋?jiān)O(shè)備，通過(guò)坯料與壓模的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)與直線進(jìn)給，多次加工完成形貌軋制，多次局部成型，大大地降低設(shè)備所需的噸位，基于此設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)斜齒圈的滾軋制造，大大減低了設(shè)備成本與工藝復(fù)雜性。

技術(shù)研發(fā)人員：李良晨,張陽(yáng)陽(yáng),程金林,蔡麗雯,徐光斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南動(dòng)力有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30