大模数直齿轮冷挤压工艺制造技术

本发明专利技术涉及大模数直齿轮冷挤压工艺，包括预成形：沿径向对齿轮坯圆周面进行挤压，在齿轮坯的圆周面上形成多个轴向延伸的预成形槽，预成形槽的数量与齿数相同，且预成形槽的槽口宽度从中间到两端逐渐增加，预成形槽的深度与齿槽的深度一致；精整：将预成形后的齿轮坯放入模具，对模具施加向下的压力，模具的多个成形齿从齿轮坯的一端进入预成形槽，并沿着预成形槽向下移动，将齿槽和轮齿挤压成形。本发明专利技术减小了精整时的变形量，降低了精整时的挤压阻力，成形难度降低，实现在更小的压力下完成冷挤压，减小了模具受到的压力，模具的损坏风险降低，且防止模具在挤压过程中温度增加过快而硬度降低，从而可提高模具的使用寿命。从而可提高模具的使用寿命。从而可提高模具的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
大模数直齿轮冷挤压工艺


[0001]本专利技术属于齿轮加工
，尤其是一种大模数直齿轮冷挤压工艺。

技术介绍

[0002]冷挤压是齿轮的常用加工方式，具有效率高、成本低、齿面致密性较好等优点，但一般只能用于尺寸和模数较小的齿轮加工。对于模数大于或等于4的较大模数的齿轮，由于其齿形的尺寸相对较大，冷挤压时相对变形量大，导致成形阻力大，模压是必须对模具施加较大的压力，模具难以长时间使用，且挤压过程中模具升温块，升温后硬度降低，易变形，导致模具的使用寿命低，同时成形质量较差。因此，大模数直齿轮通常采用滚齿加工，加工周期长，材料损耗大，刀具成本、工装成本高。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种大模数直齿轮冷挤压工艺，降低模具成本，保证成形质量。
[0004]为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案为：大模数直齿轮冷挤压工艺，包括
[0005]预成形：沿径向对齿轮坯圆周面进行挤压，在齿轮坯的圆周面上形成多个轴向延伸的预成形槽，预成形槽围绕齿轮坯的中心均匀分布，预成形槽的数量与齿数相同，且预成形槽的槽口宽度从中间到两端逐渐增加，预成形槽的深度与齿槽的深度一致；
[0006]精整：将预成形后的齿轮坯放入模具，对模具施加向下的压力，模具的多个成形齿从齿轮坯的一端进入预成形槽，并沿着预成形槽向下移动，将齿槽和轮齿挤压成形。
[0007]进一步地，在精整的过程中，利用冷却液对成形齿进行降温。
[0008]进一步地，预成形中，采用的挤压设备包括水平的工作台，工作台上设置有定位轴以及压力设备，定位轴竖直设置且连接有伺服电机，且定位轴外部固定设置有支撑盘，支撑盘的上表面设置有定位槽，支撑盘的上方设置有与支撑盘可拆卸连接的压板；支撑盘的外侧壁设置多个延伸至定位槽的导向槽，导向槽的侧壁为斜面；压力设备上设置有预成形块，预成形块的侧壁设置有竖直的成形部，成形部的断面呈梯形或V形，成形部的宽度从中间到两端逐渐增加；
[0009]预成形时，将齿轮坯套在定位轴上并向下滑动至定位槽中，将压板安装在支撑盘上，利用压板压紧齿轮坯；再通过压力设备推动预成形块朝着齿轮坯的方向移动，使成形部穿过导向槽并对齿轮坯进行挤压，预成形槽成形；完成一次挤压后，伺服电机带动定位轴转动一定的角度，再次通过压力设备推动预成形块朝着齿轮坯的方向移动，将下一个预成形槽挤压成形；重复上述操作，直到所有的预成形槽成形。
[0010]进一步地，压力设备包括液压缸，预成形块固定安装于液压缸的活塞杆，工作台的上方设置有水平的导向杆，导向杆贯穿预成形块并与预成形块滑动配合。
[0011]进一步地，模具包括上模和下模，下模包括下模座、下模套和下模芯，下模芯内设置有型腔，成形齿设置于型腔的侧壁，下模芯设置于下模座上，下模套套接于下模芯外壁；
上模包括上模芯、上模芯套、上模套、上垫板和上模压圈，上模芯套套接在上模芯的外壁，上模芯的下端伸入型腔，上模芯套设置在上模套内部，上垫板设置在上模芯和上模芯套的上表面，上模压圈套接在上模套的外壁；
[0012]精整时，将齿轮坯放在型腔上端口，每个预成形槽对准一成形齿，挤压机推动上模向下移动，下模芯伸入齿轮坯的内孔，上模芯套的下端接触齿轮坯的上端面并推动齿轮坯向下移动，成形齿沿着预成形槽运动，将齿槽和轮齿成形。
[0013]进一步地，型腔的上部为导向腔，导向腔的内径从上至下逐渐减小，导向腔的侧壁设置有多个导向齿，每个导向齿与一成形齿一体成型。
[0014]进一步地，导向齿的宽度从上至下逐渐增加。
[0015]进一步地，上模芯套的外壁设置有环形槽，环形槽的槽底设置有多个均匀分布的布水孔，环形槽连接有给水管；
[0016]精整时，通过给水管向环形槽通水，水通过布水孔后流动至上模芯套的外壁，然后向下流动至成形齿，对成形齿进行冷却；
[0017]精整完成后，挤压机带动上模向上移动，上模芯套脱离齿轮，继续通过给水管向环形槽通水，水流动至齿轮表面，对齿轮进行冷却，以便于脱模。
[0018]进一步地，压力设备为多个，围绕定位轴均匀设置。
[0019]本专利技术的有益效果是：本专利技术先进行预成形，在齿轮坯的圆周面上形成预成形槽，具有以下优点：
[0020]1、减小了精整时的变形量，降低了精整时的挤压阻力，成形难度降低，从而可以实现在更小的压力下完成冷挤压，减小了模具受到的压力，模具的损坏风险降低，且防止模具在挤压过程中温度增加过快而硬度降低，从而可提高模具的使用寿命。
[0021]2、采用径向挤压的方式成形预成形槽，将齿轮坯表面的材料切断，精整时，材料的流动方向主要为从预成形槽侧壁向两侧流动，流动阻力小，进一步降低成形难度，保证成形精度，同时，模具受到的压力更小，可反复使用。
[0022]3、在冷挤压过程中，产生的热量不断聚集导致模具的温度不断升高，热量的产生量与材料的变形量相关，材料变形量越大，热量越大。本专利技术将预成形槽的槽口宽度从中间到两端逐渐增加，精整刚开始时，预成形槽可以起到导向的作用，降低初始挤压时的阻力；在挤压的前半程，产生的热量导致成形齿温度不断升高；在挤压的后半程，材料变形量不断减小，成形阻力就会逐渐减小，成形齿受到的负荷逐渐减小，从而避免成形齿温度不断升高的同时又始终承受较大的负荷，可有效提高成形齿的使用寿命。
附图说明
[0023]图1是本专利技术齿轮坯的示意图；
[0024]图2是预成形槽的主视示意图；
[0025]图3是预成形后的齿轮坯的俯视示意图；
[0026]图4是预成形采用的挤压设备俯视示意图；
[0027]图5是图4中A
‑
A的剖视示意图；
[0028]图6是精整时的模具示意图；
[0029]图7是传统冷挤压时材料流动示意图；
[0030]图8是本专利技术材料流动示意图；
[0031]图9是支撑盘的俯视示意图；
[0032]附图标记：1—预成形槽；2—成形齿；10—工作台；11—定位轴；12—伺服电机；13—压力设备；14—预成形块；15—成形部；16—支撑盘；17—定位槽；18—压板；19—导向槽；110—导向杆；21—下模座；22—下模套；23—下模芯；24—型腔；25—上模芯；26—上模套；27—上垫板；28—上模压圈；29—上模芯套；210—导向腔；211—导向齿；212—环形槽；213—给水管。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0034]本专利技术的大模数直齿轮冷挤压工艺，包括
[0035]预成形：沿径向对齿轮坯圆周面进行挤压，在齿轮坯的圆周面上形成多个轴向延伸的预成形槽1，预成形槽1围绕齿轮坯的中心均匀分布，预成形槽1的数量与齿数相同，且预成形槽1的槽口宽度从中间到两端逐渐增加，预成形槽1的深度与齿槽的深度一致；
[0036]精整：将预成形后的齿轮坯放入模具，对模具施加向下的压力，模具的多个成形齿2从齿轮坯的一端进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大模数直齿轮冷挤压工艺，其特征在于，包括预成形：沿径向对齿轮坯圆周面进行挤压，在齿轮坯的圆周面上形成多个轴向延伸的预成形槽(1)，所述预成形槽(1)围绕齿轮坯的中心均匀分布，所述预成形槽(1)的数量与齿数相同，且所述预成形槽(1)的槽口宽度从中间到两端逐渐增加，预成形槽(1)的深度与齿槽的深度一致；精整：将预成形后的齿轮坯放入模具，对模具施加向下的压力，模具的多个成形齿(2)从齿轮坯的一端进入预成形槽(1)，并沿着预成形槽(1)向下移动，将齿槽和轮齿挤压成形。2.如权利要求1所述的大模数直齿轮冷挤压工艺，其特征在于，在精整的过程中，利用冷却液对成形齿(2)进行降温。3.如权利要求1所述的大模数直齿轮冷挤压工艺，其特征在于，预成形中，采用的挤压设备包括水平的工作台(10)，所述工作台(10)上设置有定位轴(11)以及压力设备(13)，所述定位轴(11)竖直设置且连接有伺服电机(12)，且定位轴(11)外部固定设置有支撑盘(16)，所述支撑盘(16)的上表面设置有定位槽(17)，所述支撑盘(16)的上方设置有与支撑盘(16)可拆卸连接的压板(18)；所述支撑盘(16)的外侧壁设置多个延伸至定位槽(17)的导向槽(19)，所述导向槽(19)的侧壁为斜面；所述压力设备(13)上设置有预成形块(14)，所述预成形块(14)的侧壁设置有竖直的成形部(15)，所述成形部(15)的断面呈梯形或V形，所述成形部(15)的宽度从中间到两端逐渐增加；预成形时，将齿轮坯套在定位轴(11)上并向下滑动至定位槽(17)中，将压板(18)安装在支撑盘(16)上，利用压板(18)压紧齿轮坯；再通过压力设备(13)推动预成形块(14)朝着齿轮坯的方向移动，使成形部(15)穿过导向槽(19)并对齿轮坯进行挤压，预成形槽(1)成形；完成一次挤压后，伺服电机(12)带动定位轴(11)转动一定的角度，再次通过压力设备(13)推动预成形块(14)朝着齿轮坯的方向移动，将下一个预成形槽(1)挤压成形；重复上述操作，直到所有的预成形槽(1)成形。4.如权利要求3所述的大模数直齿轮冷挤压工艺，其特征在于，所述压力设备(13)包括液压缸，所述预成形块(14)固定安装于液压缸的活塞杆，所述工作台(10)的上方设置有水平的导向杆(110)，所述导向杆(110)贯穿预成形块...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘光涛，汪胜淋，王勇力，
申请(专利权)人：重庆旺德福机械有限公司，
类型：发明
国别省市：