专利名称：齿轮毛坯齿部挤制方法
技术领域：
本发明涉及圆柱直齿齿轮的毛坯齿部挤制方法，属齿轮加工过程中毛坯的锻造范畴。
背景技术：
目前，锻造齿轮毛坯时，如将齿部同时锻打出来，采用的方法有两种，一种是在横锻机上轧制，另一种是模锻。横轧齿轮毛坯的方法需要有专用设备，且灵活性较差，模锻方法虽较灵活，但锻造出来的齿轮毛坯成本较高，其原因是模具消耗较大，同时这两种方法锻造出来的齿轮毛坯，其齿部剩余的加工量仍然较大，而且锻造所需要设备的吨位非常大。因此，在锻造齿轮毛坯时，直接将齿形锻出来的还不够普遍。
发明内容
为弥补和克服现有锻造齿轮毛坯方法的不足，本发明提供一种圆柱直齿齿轮的毛坯齿部挤制方法。该方法与现有的方法相比，具有所用压力机吨位小、模具耐用且制作成本低、齿部剩余的加工余量少的优点。
本发明方法解决其技术问题所采用的方案是按所制齿轮毛坯齿部沟槽所围(同一齿部沟槽内两齿面及齿根所围部分)的形状制成仿齿形滚面滚轮，将滚轮围绕待挤齿工件的轴线呈放射状分布放置，滚轮轴线与工件的轴线相垂直，这样，各滚轮面所围成的形状俯视正是一个齿轮的轮廓，并可直观的形成由滚轮面凸点连接所形成的小圆，和滚轮面凹点连接所形成的大圆，如将待挤齿工件直径制成大于小圆而小于大圆，那么经过高温加热的工件，施加一定的外力，使其从小圆与大圆之间通过，其结果会得到工件外表面与各滚轮面凸点接触处形成齿沟，而齿沟部位的材料流向滚轮面凹点处形成齿牙。
为实现本发明的方法，滚轮可用一根轴安放在支架上，按要所挤制齿轮毛坯尺寸的大小、齿数的多少，将已放上滚轮的支架呈放射状放置并固定，再配以托料台和压头，置于滚轮的滚轮面所围起形状的中心，托料台台面高于滚轮轴线以上。这样，将加热好待挤的工件(坯料)放于托料台上，压力机向下压的压力通过压头传向工件，当工件受力向下移动接触到滚轮时，随着工件的不断下降滚轮作旋转运动，直到工件的上平面低于滚轮轴线以后，挤压过程即结束。
根据实际情况，滚轮可制成一个滚轮对应一个齿槽的，即单体的，也可制成一个滚轮对应几个齿槽的，即连体的。
根据齿轮模数的大小不同和实际情况，较小模数齿轮毛坯可一次挤压成形，较大模数齿轮毛坯可分两次或多次挤压成形。
本发明有益的效果是1.挤压成形时金属流动受到的拘束系数小，因此挤压成形时比较省力。
2.工作状态下滚轮与工件的接触为滚动形式，滚轮表面受到的力为压应力和滚动摩擦，因此滚轮寿命比较长。
3.滚轮加工较容易。
4.不但因成形好带来的切削余量小、节省材料，而且机加工刀具费用会下降，生产效率会提高。
5.齿轮齿部的金属流线好，对齿根的抗弯强度及齿面的接触疲劳有益。
6.齿轮齿部的挤压工序可与齿坯锻造的其它工序结合起来，从而减少工件的加热次数，也可已在粗加工之后，采用感应局部加热的方法进行加热，而与后序的调质处理、正火工序结合起来，同样可以起到节约能源的目的。
下面结合附图进一步说明圆柱直齿齿轮的毛坯齿部挤制方法。
图1是本发明的三维结构示意图。
图2是图1的纵向剖面构造图，也是图3的A-A剖视图。
图3是图2的俯视图，该图为工件齿部挤完的状态。
图4是图3的A处局部放大图。
图5是图2序号4(滚轮)的立面图。
图6是图5的A-A剖视图。
图7是滚轮为连体形式的立面图。
图8是图7的A-A剖视图。
图9是说明序号2(工件)未挤齿前，在由序号4滚轮面凸点连接所形成的小圆，和滚轮面凹点连接所形成大圆的俯视状态。
图10是图9的A处局部放大图。滚轮面凸点连接所形成的小圆，和滚轮面凹点连接所形成大圆，也就是双点画线所示的圆，粗实线圆所围的阴影线(此处不代表剖面线)代表序号2(工件)。
图中1.压头，2.工件，3.放料台，4.滚轮，5.心轴，6支架，7.紧固螺栓，8.底板。
在图2中每个部分所处的位置既是挤齿工作的初始状态，也是挤齿工作一个过程的结束状态(图2既是结束状态)。
在图2中，压头(1)是传递来自压力设备向下压力，使加热后待挤的工件(2)的坯料向下移动，通过滚轮(4)所组成的挤压区。放料台(3)与压力设备的顶出器结合，使得挤制好的工件回到挤制前的初始位置。滚轮(4)用心轴(5)固定在支架(6)上，然后用紧固螺栓(7)将支架(6)再固定到底板(8)上，使得形成一个挤压架。
工件(2)坯料，受到压头(1)向下的压力时向下移动，当工件(2)坯料接触到滚轮(4)，因由滚轮(4)滚面凸起点围成的挤压区域直径尺寸小于工件(2)坯料直径尺寸，使得滚面凸起点挤入工件(2)坯料的表面形成齿沟，原齿沟部位的材料流向滚面凹处形成齿牙。
权利要求
1.齿轮毛坯齿部挤制方法，以齿轮模数的大小，齿部轮廓形状，制作滚轮，滚轮的滚面形状与齿轮齿沟槽形状相吻合，工件作直线运动，每个滚轮的轴线与工件的轴是垂直的，相邻滚轮转向相同，与工件轴线所对应的滚轮转向相反，其特征是滚轮旋转是由压力机的力量传给工件，工件带动滚轮旋转，是从工件轴向表面的一点开始到轴向表面的另一点结束，两点之间为直线，直线垂直于滚轮轴线。
2.根据权利要求1所述的齿轮毛坯齿部挤制方法，其特征是滚轮是按照所挤制齿轮横截面的投影轮廓线形状，并将其分成若干段，每一段投影轮廓线绕一轴线旋转，所形成的一个回转体。
3.根据权利要求1所述的齿轮毛坯齿部挤制方法，其特征是滚轮滚面可为一个滚轮对应一个齿轮齿沟槽形式，也可是一个滚轮对应数个齿轮齿沟槽形式。
4.根据权利要求1所述的齿轮毛坯齿部挤制方法，其特征是按齿轮齿数的多少配备与其相适应的滚轮，各滚轮围绕一轴线呈放射状分布放置，各滚轮轴线与其所围的轴线相垂直。
全文摘要
齿轮毛坯齿部挤制方法。各滚轮面所围成的形状俯视正是一个齿轮的轮廓，并可直观的形成由滚轮面凸点连接所形成的小圆，和滚轮面凹点连接所形成的大圆，如将一圆柱体工件直径制成大于小圆而小于大圆的直径，那么经过高温加热的工件，施加一定的外力，使其从小圆与大圆之间通过，其结果会看到工件外表面与各滚轮面凸点接触处形成齿沟，而齿沟部位的材料流向滚轮面凹点处形成齿牙。齿轮毛坯齿部挤制方法，属于齿轮加工过程中毛坯的锻造范畴，适用于圆柱直齿齿轮毛坯齿部的成形。
文档编号B21H5/02GK1644266SQ200510020148
公开日2005年7月27日 申请日期2005年1月12日 优先权日2005年1月12日
发明者刘宏伟 申请人:刘宏伟