一种直齿圆柱内齿轮的精密温锻一次成形新工艺的制作方法
【专利摘要】直齿圆柱内齿轮的精密温锻一次成形新工艺是将环形坯料放入组合凹模内，模具下行，凸模进入环形坯料的心部。外齿形凸模与内齿形背压套结合施加压力迫使在挤压力作用下发生分流，一部分向外齿形凸模流动填充齿形，一部分向外流动，实现了材料流动分流，降低挤压载荷。模具上行时，在弹簧弹力的作用下板和背压块会在一定的时间内保持不动，可以将附着在齿形凸模上的工件取下，如果工件附着在凹模内壁上，可以用顶杆顶出。该模具可以快速、高效的成形出质量较高的直齿圆柱内齿轮，同时整个工艺坯料加热温度在再结晶温度以下，获得制锻件不会出现氧化皮，最终锻件尺寸精度高、力学性能好，同时成形模具使用寿命长，工作平稳。
【专利说明】—种直齿圆柱内齿轮的精密温锻—次成形新工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于一种直齿圆柱内齿轮的精密温锻新工艺，用于精密设备的变速及传动机构。
【背景技术】
[0002]传统的齿轮生产大多采用传统的切削加工方法，材料利用率低，产品成本高。内齿轮的现有加工方法主要为机械切削加工，按传统的生产工艺主要包括:钻孔、粗车内孔、精车内孔、插齿等。其中就插齿而言，加工所需时间长，而且材料利用率低，浪费严重。此外，传统的的机械切削工艺不但存在加工工序较多，工艺路线长材料利用率低，成本高，加工效率低，而且齿轮精度的一致性较差，并且由于采用切削加工，机械力学性能较差。近年来齿轮的挤压成形工艺得到发展，但多采用多次成形工艺，增加了工艺的次数，而且多为外齿轮的成形工艺，对于内齿轮的一次成形工艺研究却很少，尤其是内齿轮的精密温锻一次成形工艺。
[0003]在直齿圆柱内齿轮的精密温锻新工艺中，采用温精密锻造方法制造接近齿轮零件形状的精锻件，较传统的闭式精锻、热锻和冷锻等单一成形方法获得的锻件精度更高、成形载荷更小和实用性更高。上述新工艺使汽车用直齿圆柱齿轮的精密锻造有着更高的生产效率，获得的零件的力学性能得到更大的提高，因此，直齿圆柱齿轮的精密锻造新工艺及模具具有更加光明的使用价值与发展前景。
【发明内容】
[0004]本发明专利的目的在于克服现有内齿轮机床切削加工生产方法的弊端，提供一种生产工序少，加工工艺路线短，齿轮精度一致性高，力学性能好，加工效率高的一种直齿圆柱内齿轮的精密温锻新工艺。新方法较传统的成形技术减少了后工序的切削量，减少了材料能源的消耗。采用精锻工艺生产齿轮，不仅具有节材、节能、低成本及高效率等显著优势，而且有助于在齿轮的内部形成致密、均匀的材料组织，沿齿形轮廓具有连续合理的金属流线，形成表面加工硬化层及圆滑过渡的齿根，从而大大提高齿轮的耐磨损、抗腐蚀的能力及根部的弯曲强度，明显改善齿轮的疲劳性能。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明专利的技术方案是:本发明一种直齿圆柱内齿轮的精密温锻一次成形新工艺，包括坯料的准备过程、精密温锻一次成形过程两个阶段。料的准备过程主要包括钢棒下料、材料软化退火、喷丸表面处理工艺、水洗、磷化和造化工艺；精密温锻一次成形过程，通过凸模与工件接触的部分具有齿形，坯料在背压块竖直向下的力的作用下产生分流，一部分向里流动形成齿形，一部分向外流动。由于形成的齿形容易附着在凸模上，该模具的卸料板与上模座之间安有弹簧。模具上行时，弹簧由于弹簧的弹性作用，卸料版和背压块会在一定的时间内保持不动，可以把附着在凹模上的工件取下。
[0006]采用此种方案，通过精密温锻一次成形造方法，可以实现直齿圆柱内齿轮的成形加工，成形模具使用寿命长，工作平稳。[0007]作为本发明的一种改进，采用背压快在成形时与凸模为一个施力体对坯料变形，而在脱模时通过背压可快速顶件脱模。
[0008]所述退料是指:将冷挤压成形件从凹模中取出。
[0009]所述脱模是指；将内齿轮件与齿形冲头分离。
[0010]本发明的有益效果是:采用精密温锻一次成形造方法加工直齿圆柱内齿轮，可以生广接近最终形状的金属零件，提闻了材料的利用率，减少了加工工序，提闻了加工效率；由于采用精密温锻一次成形造方法加工直齿圆柱内齿轮，金属流线按齿廓形状分布，因而产品力学性能得到增强。
[0011]【专利附图】
【附图说明】:
下面是结合附图和实施例对本发明的具体实施方案进行详细地说明。
[0012]图1为本发明内齿轮零件图。
[0013]图2本发明精密温锻一次成形造方法示意图。
[0014]上述图中的标记为:
图2为本发明精密温锻一次成形造方法示意图的1.外齿形凸模，2.内齿形背压套，
3.压板，4.背压弹簧，5.组合凹模，6.第一层预应力套圈，7.第二次预应力套圈，8.顶出杆。
【具体实施方式】
[0015]将环形坯料放入组合凹模(5)内，外齿形凸模(I)下行，凸模(I)进入环形坯料的心部。外齿形凸模与内齿形背压套结合施加压力迫使在挤压力作用下发生分流，一部分向外齿形凸模流动填充齿形，一部分向外流动，如图2所示。向内流的部分进入齿形凸模(I)形成齿形。工件取出时，由于工件有可能会附着在齿形凸模上，在压板(3)与上模座之间安有弹簧。模具上行时，在弹簧弹力的作用下卸料板和内齿形背压套(2)会在一定的时间内保持不动，卸料弹簧施加脱模李可以将附着在齿形凸模(I)上的工件取下，如果工件附着在凹模(4)内壁上，可以用顶杆(8)顶出。
[0016]本发明所需设备为机械压力机或液压机。
【权利要求】
1.一种直齿圆柱内齿轮的精密温锻一次成形新工艺，其特征是:整个工艺包括两个过程:坯料的准备过程和精密温锻一次成形过程两个相应的阶段。
2.根据权利要求1所述的一种直齿圆柱内齿轮的精密温锻一次成形新工艺，其特征是:精密温锻一次成形过程过程主要包括带有实现材料充满齿腔的工艺，可实现外齿形凸模与内齿形背压套结合施加压力迫使在挤压力作用下发生分流，一部分向外齿形凸模流动填充齿形，一部分向外流动，，实现了材料流动分流，降低挤压载荷。
3.根据权利要求1所述的一种直齿圆柱内齿轮的精密温锻一次成形新工艺，其特征是:整个工艺坯料加热温度在再结晶温度以下，获得制锻件不会出现氧化皮，最终锻件尺寸精度高、力学性能好，同时成形模具使用寿命长，工作平稳。
【文档编号】B21K1/30GK103658500SQ201310667865
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】徐淑波, 刘玉婷, 路敬, 林晓娟, 任国成, 范小红, 景财年 申请人:山东建筑大学