一种精准快速实现齿成型的加工方法及模具与流程

本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种可准快速实现齿成型的加工方法。

背景技术：

随着各种机械设备的不断更新，为满足机械设备各种功能的零件也在快速发展，一些特殊形状和功能要求的零件也在不断被发明并使用，例如：附图2中所示，这种具有多个防滑齿的齿形零件。该种类型的零件，难以成型，尤其是当其所采用的材料是高硬度合金等难加工材料时，在需要加工该类型的零件时，如果采用传统的机械加工方法（如铣削齿、插齿等）制造工艺，需要设计专用的切削加工刀具，且刀具损耗非常高，单件加工时间和加工周期长，最为严重的是，传统工艺加工出来的产品合格率非常低，尺寸精度无法保证。为制造出满足这些特殊形状和功能要求的齿状零件，且要提高加工精度、产品合格率及效率，特设计出加工这些有特殊形状和功能要求的零件的加工方法，以满足制造出符合产品设计要求的零件。

技术实现要素：

为解决现有技术中齿形零件加工精度无法保证、产品合格率低、需要设计专用的切削加工刀具、且刀具损耗非常高、单件加工时间和加工周期长等一系列的技术问题，本发明提供一种可以精准保证齿形零件的加工精度，且可极快速齿成型的加工方法。

一种精准快速实现齿成型的加工方法，包括以下步骤：

a、加工产品毛坯：采用车削加工方法，使加工的产品的齿形处形成粗坯，粗坯的长度长于产品的设计尺寸，粗坯的径向尺寸小于成品径向的设计尺寸；尺寸确定，要以材料的变形量为标准，使使粗坯镦锻部分前后的材料体积相匹配;

b、润滑：在待加工防滑齿的部门镀润滑层，选用合适材料作为润滑层；润滑层的材料与模具材料必须不能粘连，镀层材料在后续加热及镦锻过程中不能融入产品材料中去;

c、加热镦锻成型：先将模具固定在冲压设备上，对零件粗坯进行加热，加热温度接近但小于产品材料晶力变化温度值；将加热结束的零件毛坯迅速放入模具中镦锻成形；

d、去润滑层：将镦锻后的产品去除零件表面的润滑镀层;

e、热处理：将成型后的零件进行符合设计要求的热处理;

f、修整加工产品外形：对锻面进行修整。

为配合上述方法的使用，在镦锻过程中所使用的模具如下：模具由固定套、导套、上顶杆、下顶杆、模芯组成，固定套固定在镦锻设备的台面上，固定套内设计有通孔，孔内放置下顶杆，通孔的下顶杆之上放置待加工零件，待加工零件的齿部高于固定套的顶面；导套内设置可与固定套同轴的通孔，通孔上部安装有上顶杆，下部安装有齿形模芯，模芯加工成型曲面尺寸与待加工零件的齿状设计尺寸相匹配。

采用本专利申请所公开的技术方案，其优点如下：1、本设计采用模具镦锻成型产品齿形，产品形状和尺寸容易保证，产品质量稳定、可靠。2、刀具损耗小，成本低。3、效率高，比传统切削加工方法，其工作效率提高20倍以上。4、能够应用于多种尺寸、形状和多种原材料上，适用性广。本发明结构简单，刀具损耗小，成本低，效率高，质量稳定、可靠，易于实施，可推广运用到各种尺寸形状的齿形零件和多种原材料上。本方法具有较高的市场推广和应用价值。

附图说明

图1：镦锻加工装配结构图；

图2：带防滑齿的待加工零件正视图；

图3：带防滑齿的待加工零件俯视图；

图4：图3中A部分的放大图。

图中：1、上顶杆 2、导套 3、模芯 4、待加工零件 5、固定套 6、下顶杆 7、防滑齿。

具体实施方式

为了更充分的解释本发明的实施，以下结合具体实施例及视图来进一步说明本发明。所举实例只用于解释本发明，而不是限定本发明的保护范围。

为了更充分的解释本发明的实施，以下结合具体实施例及视图来进一步说明本发明。所举实例只用于解释本发明，而不是限定本发明的保护范围。

当待加工零件4为轴的近端头外圆周侧面加工出沿轴向的防滑齿7，结构如图，材料选用GH2312合金时，具体的加工方法如下：

一种精准快速实现GH2312合金防滑齿7成型的加工方法，包括以下步骤：

a、加工产品毛坯：采用车削加工方法，使加工的产品的齿形处形成粗坯，粗坯的长度长于产品的设计尺寸，粗坯的径向尺寸小于成品径向的设计尺寸；尺寸确定，要以材料的变形量为标准，使使粗坯镦锻部分前后的材料体积相匹配;

b、润滑：选用铜作为润滑材料，在待加工零件4的防滑齿7处镀铜，镀层厚度为3-8μm;

c、加热镦锻成型：先将模具固定在冲压设备上，对零件粗坯进行加热，加热温度为950-1050℃；将加热结束的零件毛坯迅速放入模具中镦锻成形；

d、去润滑层：采用化学变化，将镦锻后的产品去除表面的铜镀层;

e、热处理：将成型后的零件进行符合设计要求的热处理;

f、修整加工产品外形：对锻面进行修整。

为配合上述方法的使用，在镦锻过程中所使用的模具如下：模具由固定套5、导套2、上顶杆1、下顶杆6、模芯3组成，固定套5固定在镦锻设备的台面上，固定套5内设计有通孔，孔内放置下顶杆6，通孔的下顶杆6之上放置待加工零件4，待加工零件4的齿部高于固定套5的顶面；导套2内设置可与固定套5同轴的通孔，通孔上部安装有上顶杆1，下部安装有齿形模芯3，模芯3加工成型曲面尺寸与待加工零件4的齿状设计尺寸相匹配。

镀润滑层是该加工方法的关键之一，润滑层可以降低产品与模具之间的摩擦力，增加模具使用寿命，便于脱模。

润滑层的选择，尤其重要，镀层材料当待加工零件4的材料不同时，合适的润滑层材料是不同的。

如当零件材料选用GH2132合金时，所述的润滑层选用铜最好。待加工零件4为钛合金时，所述的润滑层选用氟硼化。待加工零件4为1cr17ni2合金合金时，所述的润滑层选用草酸盐。

加热镦锻成型，是该加工方法的关键之二，需要将模具固定在特定的冲压设备上，如压力成型机，用特定的加热设备或加热装置，如高频感应加热器，零件毛坯进行快速加热，将加热结束的零件毛坯迅速放入模具中镦锻成形，在保证材料特性和产品机械性能的情况下，即要保证加热温度不能超过材料的晶力变化温度的前提下，加热使齿形成型更加容易，镦锻使金属材料按规定的形状和尺寸流动成型，使其机械性能更加优良；去润滑层和热处理，保证产品的材料特性和最终机械性能，最后采用车削等技术手段加工出符合设计要求的产品外形，主要是对锻面进行加工。本设计能够应用于多种形状和尺寸的齿形零件，也可以应用于多种金属材料加工，包括一些机械加工困难的材料。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。