成形轧制设备和成形轧制方法技术

本公开内容提供用于对杆形材料应用横切进给成形轧制的成形轧制设备和成形轧制方法，该设备包括：构造成将杆形材料支承为能够在轴向方向上旋转的支承部；圆形模，该圆形模在其外周缘上形成有模齿；构造成面向杆形材料的外周缘表面定位的模齿；以及移动装置，该移动装置使圆形模移动，使得圆形模的轴线与杆形材料的轴线的距离改变。模齿包括用于在杆形材料的外周缘表面上生成齿轮齿的成形模齿和通过与生成的齿轮齿接合并且旋转来提高生成的齿轮齿的齿表面精度的精轧模齿。精轧模齿的构型形成为均具有不与生成的齿轮齿的齿槽底面接触的齿顶。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容总体上涉及。
技术介绍
成形轧制是下述制造方法，该制造方法通过在形成在成形轧制模上的模齿压靠杆形材料的外周缘表面的状态下驱动成形轧制模来在杆形材料的外周缘表面上施加形变加工的制造方法。通常，齿条模或圆形模用作成形轧制模。成形轧制广泛地适用于形成例如螺旋齿轮、螺旋件、尺寸减小的蜗杆以及花键，因为该制造方法不损坏环境、具有高生产率且具有低制造成本。成形轧制包括两种类型的制造方法，该两种类型的制造方法是横切进给成形轧制(in-feed form rolling)和增量乳制(incremental rolling)。根据横切进给成形乳制，成形轧制模的模齿穿入杆形材料的外周缘表面，同时逐渐地减小杆形材料的中心与成形轧制模之间的距离，以在杆形材料的外周缘表面上形成齿部。因此，在将圆形模应用于横切进给成形轧制的情况下，通常地，在圆形模上在圆形模的整个圆周上设置有具有相同构型的模齿。另一方面，根据增量轧制，在杆形材料的外周缘表面上形成有齿部，同时使杆形材料的中心与成形轧制模之间的距离维持为常量。应用于增量成形轧制的成形轧制模沿着其操作方向形成有具有不同构型的模齿。因此，在将圆形模应用于增量成形模制的情况下，沿着圆形模的周向方向设置有具有不同构型的模齿。因而，对杆形材料的外周缘表面应用成形车L制，以遵循模齿的构型的改变。JPS59-97731A( S卩，以下称作专利文献I)公开了通过横切进给成形轧制在杆形材料的外周缘表面上形成螺旋齿的成形轧制设备。公开在专利文献I中的成形轧制设备包括:将杆形材料支承为能够在轴向方向上旋转的支承部；以及圆形模，该圆形模在外周缘上形成有模齿并且定位成使得模齿面向由支承部所支承的杆形材料的外周缘表面。以下文献公开了对用于根据杆形材料的横切进给成形轧制将圆形模和杆形材料的接触状态从具有摩擦的滚动接触状态转换至齿轮啮合接触状态的过程和用于依据接触状态的转换减小杆形材料的工件平移(轴向运动)的方法的分析:Eiri NAGATA、Yoshitomo NAKAHARA、Morimasa NAKAMURA和 Ichiro MORIffAKI 的“Form Rolling of Helical Gear with SmallNumber of Teeth and Large Helix Angle (Reduct1n of Work Piece Shift)(具有少量的齿和大螺旋角的螺旋齿轮的成形轧制(工件平移的减小))”，日本机械工程师协会学报79 (798)，371-381 (以下称作非专利文献I)。下述文献公开了对在杆形材料的横切进给成形轧制期间的成形偏差的生成机制的数值分析:Eiri NAGATA, Tomokazu TACHIKAWA、Morimasa NAKAMURA 和 Ichiro MORIffAKI 的“Form Rolling of Helical Gear withSmall Number of Teeth and Large Helix Angle(Geometrical Discuss1n on FormDeviat1n Caused by Die Penetrat1n)(具有少量的齿和大螺旋角的螺旋齿轮的成形乳制(对通过模穿入所引起的成形偏差的几何学讨论))，日本机械工程师协会学报79(807)，367-379(以下称作非专利文献2)。非专利文献2确认了，例如，根据通过使用圆形模的横切进给成形轧制，由于圆形模对杆形材料的模穿入，在已加工的或生成的齿轮齿上产生齿廓偏差和/或齿线的起伏。非专利文献2还公开了通过在成形轧制期间有意地改变圆形模和杆形材料的轴向相位来消除齿线的起伏的方法。根据该方法，获得了消除齿线的起伏的一定的效果，然而，这种效果是不够的。因此存在对校正齿线的起伏的的需要。
技术实现思路
根据前述方面，本公开内容提供了用于对杆形材料的外周缘表面应用横切进给成形轧制以生成螺旋齿轮齿的成形轧制设备。该成形轧制设备包括:支承部，该支承部构造成将杆形材料支承为能够在轴向方向上旋转；圆形模，该圆形模在其外周缘上形成有模齿，圆形模能够绕构造成平行于杆形材料的轴向方向布置的旋转轴线旋转，该杆形材料构造成由支承部支承；模齿，该模齿构造成面向构造成由支承部支承的杆形材料的外周缘表面定位；旋转驱动装置，该旋转驱动装置旋转地致动圆形模；以及移动装置，该移动装置使圆形模沿与圆形模的旋转轴线正交的方向移动，使得圆形模的轴线与杆形材料的轴线的距离改变。模齿包括:用于在杆形材料的外周缘表面上生成齿轮齿的成形模齿；和用于通过与生成的齿轮齿接合并且旋转来提高生成的齿轮齿的齿表面精度的精轧模齿。精轧模齿形成各自具有不与生成的齿轮齿的齿槽底面相接触的齿顶的构型。根据本公开内容的成形轧制设备，成形模齿和精轧模齿设置在圆形模的外周缘上，当在杆形材料的外周缘表面上生成生成的齿轮齿时应用成形模齿，而精轧模齿应用于提高生成的齿轮齿的齿表面精度。精轧模齿形成为使得精轧模齿的齿顶不与生成的齿轮齿的齿槽底面接触。根据该结构，当应用精轧模齿时，精轧模齿的齿顶不与生成的齿轮齿的齿槽底面接触。因此，通过成形模齿的应用而在杆形材料上生成的生成的齿轮齿的齿线的起伏能够通过精轧模齿的应用来校正，并且因此提高了形成生成的齿轮齿的精度。根据本公开内容，精轧模的齿高比成形模齿的齿高更短。根据本公开内容的结构，当应用精轧模齿时，精轧模齿的齿顶不与生成的齿轮齿的齿槽底面接触。因此，通过成形模齿的应用而在杆形材料上生成的生成的齿轮齿的齿线的起伏能够通过精轧模齿的应用来校正，并且因此提高了形成生成的齿轮齿的精度。根据本公开内容，精轧模齿中的每个齿通过从与成形模齿的齿具有相同构型的齿去除包括齿顶面的齿顶区域而形成。根据本公开内容的结构，形成有成形模齿和精轧模齿的圆形模能够容易地进行制造。根据本公开内容，精轧模齿形成为与生成的齿轮齿以无齿隙的方式接合。例如，为了在精轧阶段不将来自模齿的穿入力施加于杆形材料，例如，模齿与生成的齿轮齿的相对位置调整成在模齿与生成的齿轮齿之间提供间隙。然而，由于间隙形成了齿隙，因此降低了生成的齿轮齿的齿表面精度或会生成毛刺。对应于该缺点，根据本公开内容，精轧模齿和生成的齿轮齿以无齿隙的方式接合并且即使在精轧阶段穿入力也不施加于杆形材料。因此，能够进一步提高生成的齿轮齿的齿表面精度。根据本公开内容的另一方面，用于对杆形材料的外周缘表面应用横切进给成形轧制以形成螺旋齿轮齿的成形轧制方法，该成形轧制方法包括成形过程和精轧过程，该成形过程用于通过在成形模齿与被以能够旋转的方式支承的杆形材料的外周缘表面相接触的状态下使圆形模旋转的同时，在杆形材料的外周缘表面处沿杆形材料的径向向内方向穿入的形成在圆形模的外周缘上的成形模齿来在杆形材料的外周缘表面上生成齿轮齿；该精轧过程用于通过在形成在圆形模的外周缘上的精轧模齿与在杆形材料的外周缘表面上生成的生成的齿轮齿接合的状态下使圆形模旋转来提高生成的齿轮齿的齿表面精度。精轧模齿和生成的齿轮齿接合成使得在精轧过程中精轧模齿中的每个精轧模齿的齿顶不与生成的齿轮齿的齿槽底面接触。通常，根据横切进给成形轧制，随着圆形模对杆形材料的穿入量增加，察觉到圆形模的旋转扭矩的周期性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对杆形材料(W)的外周缘表面应用横切进给成形轧制以生成螺旋齿轮齿的成形轧制设备，所述成形轧制设备包括：支承部(20)，所述支承部(20)构造成将所述杆形材料(W)支承为能够在轴向方向上旋转；圆形模(35、45)，在所述圆形模(35、45)的外周缘上形成有模齿(T1、T2)，所述圆形模(35、45)能够绕旋转轴线旋转，所述旋转轴线构造成平行于构造成由所述支承部(20)支承的所述杆形材料(W)的轴向方向布置，所述模齿(T1、T2)构造成面向构造成由所述支承部(20)支承的所述杆形材料(W)的所述外周缘表面定位；旋转驱动装置(34、44)，所述旋转驱动装置(34、44)旋转地致动所述圆形模(35、45)；以及移动装置(36、46)，所述移动装置(36、46)使所述圆形模(35、45)沿着正交于所述圆形模(35、45)的所述旋转轴线的方向移动，使得所述圆形模(35、45)的轴线与所述杆形材料(W)的轴线的距离改变；其中所述模齿(T1、T2)包括成形模齿(T1)和精轧模齿(T2)，所述成形模齿(T1)用于在所述杆形材料(W)的所述外周缘表面上生成齿轮齿(T3)；所述精轧模齿(T2)通过与所生成的齿轮齿(T3)接合并且旋转来提高所生成的齿轮齿(T3)的齿表面精度；并且其中所述精轧模齿的构型形成为各自具有如下齿顶：所述齿顶不与所生成的齿轮齿(T3)的齿槽底面接触。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：永田英理，
申请(专利权)人：爱信精机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP