生产齿轮的方法技术

一种由压制和烧结并在齿连接的区域具有加工余量的粉末金属坯（１）制造齿轮的方法，通过展开压制工具（７）而使粉末金属坯（１）产生塑性变形，而所述压制工具（７）是通过穿入粉末金属坯（１）的制齿的相对的制齿来产生的。为了创造有利的压缩条件，建议通过在粉末金属坯（１）的方向上轴向展开压制工具（７）来产生成型辊子（８），从而成型辊子（８）在整个外周上同时压缩粉末金属坯（１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用压制和烧结并在制齿区域( gearing area)具有力口工余 量的粉末金属坯来，以及实施该方法的装置，在所述方法中， 利用形成与粉末金属坯的制齿相啮合的相对制齿的压制工具的滚动，形成所 述加工余量的塑性变形，从而该粉末金属坯在所述加工余量的区域被压缩 (compacted )。
技术介绍
为了在由粉末冶金生产的齿轮的齿基部区域(the area of the tooth bases ) 获得更高的永久弯曲强度并在齿侧面区域(the area of the tooth flanks)获得 更高的抗磨性，在齿侧面和基部区域对齿轮的烧结粉末金属坯进行压缩是已 知的(EP0552272B1, AT406836B),由此获得大的无孔的表面层，这在齿轮 的啮合区域显著增加了允许负荷能力。齿轮啮合区域的表面层的压缩(compaction)是通过压制工具(compression tool)进4亍的，该压制工具表 现为至少 一个齿轮的形式，具有与粉末金属坯的制齿相啮合的外制齿(external gearing ) ( EP0552272B1 )或者内制齿(internal gearing )(AT406836B),在其帮助下粉末金属坯的齿侧面和压制工具之间的滑动速 度被降低。此外，使用与粉末金属坯的制齿(gearing)相啮合的蜗杆作为压 制工具是已知的(WO0043148A1 ),其中蜗杆的轴线横向地穿过粉末金属坯 的轴线。但是，不论所使用的压制工具的类型，危险在于在压制工具和容纳 齿轮的心轴之间局部出现的压缩力将导致整个轮横截面的塑性变形，这不仅 会产生两个侧面的压缩不足，而且也导致轮圓周的不允许的扩大，尤其在相 对于齿根圓具有相对大的内部直径的齿轮中。为了避免这种缺点，已经建议(AT412955B)在整个圓周的两个前面压缩过程中径向卡住粉末金属坯，这 需要另外的措施，但是，这不能阻止在滚动力的振动，因此由于交替的重叠 条件而出现振动激发，但是，这导致工具和工件的应力增加并且从而导致性 能的限制。3最后，利用矩阵工具来压缩由压制和烧结的粉末金属坯生产的齿轮的齿基部和齿侧面(US6168754B1 )是已知的，该矩阵工具具有互相紧随的矩阵 板，其轴向间距具有用于粉末金属坯的阶段状变小的通道横截面，从而可以 使用柱塞(plungCT)通过矩阵工具来轴向挤压粉末金属坯。因为在粉末金属 坯的整个外周上的同时压缩，可以为压缩齿区域确保好的尺寸稳定性。但是， 该尺寸稳定性通过工件和工具之间的唯一的滑动摩擦获得，这导致工具增加 的磨损和工件上相应的磨损。
技术实现思路
因此，本专利技术基于实施用于生产在开始处描述的类型的齿轮的方法的目 的，该方法是以这样的方式实施在压缩齿的过程中可以确保齿轮的良好的 尺寸稳定性，而不必接受过多的工具磨损或更高的工具和/或工件应力。由于通过构成压制工具的成型辊子向粉末金属坯轴向的滚动而在整个 外周上同时压缩粉末金属坯，本专利技术实现了上述目的。通过在粉末金属坯轴向方向上的滚动具有相应于齿横截面的相反形状 的轮廓的成型辊子，首先实现了没有磨损的光滑的工件表面。因为成型辊子 另外地在粉末金属坯的整个外周上同时能起作用并且相应地均匀并对称地 装载齿，可以确保高的尺寸稳定性。所有齿的同时压缩另外避免了振动激励， 其可以导致工具或工件的应力增加，因此相对高的处理速度和从而生产方法 的成本效率改进成为可能。为了在加工余量的区域在齿表面压缩上施加另外的影响，成型辊子可以 在具有预先确定的滑动的粉末金属坯上滚动。在这样的情况下，在塑性变形 过程中材料的流动可以至少局部由出现在成型辊子和工件之间的滑动上的滑动摩擦支撑。为了实现生产方法，可以、使用一装置作为具有保持器和具有至少一个压 制工具的基础，所述保持器用于经压制和烧结并具有加工余量的齿轮的粉末 金属坯，所述压制工具形成与粉末金属坯的制齿相啮合的相对的制齿。对于 来自这种类型的已知装置的区别，该压制工具包括形成所述相对的制齿的成 型辊子的封闭轮缘，所述成型辊子的轴位于与粉末金属坯的轴线垂直的共用 的平面上，所述成型辊子沿围绕成型辊子的支撑主体的型槽被引导，型槽平 行于粉末金属坯的轴线。因为成型辊子在共用的直径平面上互相无缝地相4邻，可能具有弹性预应力，并且围绕与齿轮设计的外形相应的横截面，所以， 相对于支撑主体共轴位移的用于粉末金属坯的轴向保持器足以因成型辊子 沿着齿的滚动而轴向挤压粉末金属坯通过由成型辊子轮缘围绕的横截面，并 且同时在加工余量的区域压缩粉末金属坯的齿。产生的滚动力可以有利地从 成型辊子驱散到围绕成型辊子的支撑主体上，该支撑主体被提供有用于滚动 成型辊子的轴向型槽，其中成型辊子逆着侧向错开被引导。为了避免成型辊子在支撑主体的轴线方向上的成型辊子的相互位移，成 型辊子可以被保持在相对于支撑主体轴向位移的保持架上，该保持架在简单 的实施例中可以包括两个在它们之间容纳成型辊子的柱塞。由于这样的保持 架的自由位移性，成型辊子一方面基本上在粉末金属坯上无滑动地滚动而另 一方面在支撑主体的型槽中无滑动地滚动。但是，如果保持架以预先确定的 速度相对于支撑主体轴向位移，成型辊子的滚动运动可以具有添加的滑动运 动，通过它可以在成型辊子的啮合区域对压缩条件产生影响。为了使在成型辊子之间挤压通过的必要的轴向力施加在粉末金属坯上， 并且可以在相反的方向上轴向冲击粉末金属坯，轴向保持器可以具有在其之 间容纳粉末金属坯的两部分。如果保持器的这些部分另外地形成与要生产的 齿轮的齿间隙相应的轴向型槽，成型辊子可以有利地沿这些型槽被引导并围 绕外周定向保持器，所述保持器具有粉末金属坯。正如已经指出的，对于粉末金属坯齿的有利的压缩尤其有意义在于成型 辊子在它们的整个直径平面上形成封闭的轮缘。为了避免在相邻成型辊子之 间由于工具磨损形成的加工毛刺的危险，压制工具的成型辊子可以沿着前锥面(frontal conical faces)相互接触，以便由于粉末金属坯的齿的塑性压缩， 在两个成型辊子之间的材料的渗透(penetration)可以被防止，尤其是如果在接触区域具有预应力的成型辊子相互挤压时。附图说明基于附图更加详细地描述根据本专利技术的方法。在附图中图2详细显示了放大比例的沿图1的线II-II的部分的装置，和 图3和图4显示了相应于图1但是不同操作位置和更小比例的装置。具体实施例方式所示的用压制和烧结的粉末金属坯1生产齿轮的装置具有心轴2，该心 轴至少在压缩过程中在齿区域径向支撑粉末金属坯1,根据示例性实施例连接固定到位。安装由两部分4和5形成的保持器3，使得它在该心轴2上可 轴向位移，所述两部分4和5可以在两部分之间以贴身的方式容纳4分末金属 坯1。部分4和5形成与要生产的齿轮的齿隙相应的轴向型槽6。压制工具7 用于加工粉末金属坯1,其提供了成型辊子8的封闭轮缘(closed collar), 该成型辊子的轴线位于与心轴2的轴线垂直进而与粉末金属坯1的轴线垂直 的共用的直径平面。这些成型辊子8形成与粉末金属坯1的制齿相啮合的相 对的制齿，这导致由于在粉末金属坯1上滚动而在粉末金属坯1的齿的加工 余量区域的压缩。成型辊子8在支撑主体10的轴向型槽9啮合，所述型槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用压制和烧结并在制齿区域具有加工余量的粉末金属坯来生产齿轮的方法，其中，利用形成与粉末金属坯的制齿相啮合的相对制齿的压制工具的滚动，形成所述加工余量的塑性变形，从而该粉末金属坯在所述加工余量的区域被压缩，其特征在于，粉末金属坯通过构成压制工具的多个成型辊子相对于该粉末金属坯轴向地滚动而在整个外周上被同时压缩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯琴桑德，
申请(专利权)人：米巴辛特奥地利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]