专利名称：内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮及其精锻工艺和模具冲头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属制品及其制备方法，尤其是一种伞齿轮和它的精锻工艺及其模具。
背景技术：
半挂汽车支腿必须支撑过百吨的车箱及货物，支腿升降依靠一组传动齿轮完成，因此该传动齿轮组中的每个齿轮设计强度要求都很高。如说明书附图1中所示的伞齿轮1即为该传动齿轮组中的一个齿轮，伞齿轮ι的内孔2具有两个平键键槽3。平键键槽3不贯穿内孔2。两个平键键槽3的尺寸、形状均相同，且相对于内孔2轴线对称。该产品传统的加工方法是铸造后切削加工获得，即在铸造后车削加工内孔2，然后用立铣刀铣削加工平键键槽3。因铣削方法限制，槽底只能为平头形状，如图2。由于伞齿轮1与插入内孔2的立轴由圆柱形销固定，因此，圆柱形销与平键键槽3的联接是圆弧面与平面联接，只能是线接触，且切削加工很难保证两个平键键槽3相对于内孔2轴线精确对称。这对齿轮带动立轴旋转是不利的。同时，用铸造方法成形的伞齿轮产品存在缩松、气孔等缺陷，强度及精度明显不足，时有断齿情况发生。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能够增大销与键槽的接触面，提高产品强度的内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮及其精锻工艺和模具冲头。本发明的技术解决方案是内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮，伞齿轮的内孔具有两个平键键槽，平键键槽不贯穿内孔，且相对于内孔轴线对称，其特征在于平键键槽的槽底为半圆柱弧面。精锻上述内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮的工艺流程是下料一车外圆制坯一中频加热一预成形一粗成形一抛丸一中频加热一精成形一切削加工一渗碳淬火热处理。进一步地说，其特征还在于齿部成形定位，预成形后粗成形时，用预成形坯件放置于下模模腔校模定位，最终精成形时，为防止齿形成形错位，采用两个平键键槽的半圆柱弧面槽底校模定位导正。用于精锻上述内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮的模具冲头，其特征在于冲头顶端成形部分呈“ Φ ”形凸起，两侧键槽成形部分相对于压制导正坑的圆柱台轴线对称，对称精度高于产品要求精度，两侧键槽成形部分与圆柱台为联体设置，两键槽成形部分的顶部为半圆柱弧面，圆柱台顶端高于键槽成形部分并带有锥角，锥角为112° 120°，锥台高度不低于4毫米。本发明采用精锻工艺制造，提高了产品自身的强度及精度；改进键槽形状，改销与键槽线接触为圆弧面接触，增大销与键槽的接触面，提高产品的联接强度；采用本发明提供的生产工艺及模具冲头，产品两侧键槽与导正坑一体成形，生产率可提高3倍以上，保证了键槽与产品轴孔轴线的对称精度，联接精度大幅度提高；精锻模具冲头的圆台锥角比钻削该产品轴孔时所用钻头锥角略大，保证了钻孔时钻头按此冲头压出的坑导向定位，从而保证两键槽与轴孔的对称，同时保证轴孔与齿轮尺寸的同轴。
图1为现有半挂汽车支腿升降机构伞齿轮结构示意图。图2为图1的C-C剖示图。图3为本发明伞齿轮结构示意图。图4为图3的A-A剖示图。图5为本发明工艺流程图。图6为本发明模具冲头结构示意图。图7为本发明模具冲头仰视图。下面结合附图对本发明进行详细说明。图中1、伞齿轮，2、内孔，3、平键键槽，4、模具冲头，5、圆柱台，6、键槽成形部分，7、锥台。下面结合附图对本发明作详细说明。
具体实施例方式内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮1，伞齿轮1的内孔2具有两个平键键槽3，平键键槽3不贯穿内孔2，两个平键键槽3的尺寸、形状均相同，且相对于内孔2轴线对称，对称度值小于0. 2毫米，平键键槽3的槽底为半圆柱弧面。精锻上述内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮1的工艺流程是下料一车外圆制坯一中频加热一预成形一粗成形一抛丸一中频加热一精成形一切削加工一渗碳淬火热处理。具体工艺步骤为1、下料，按产品实际重量的120% ；2、车外圆制坯，去除棒料表面氧化皮及表面缺陷；3、中频加热，将棒料加热至1100-1200°C ；4、预成形，将加热后的棒料放入下模，用400吨的摩擦压力机将棒料压制成齿形毛坯，并压出键槽定位坑；5、粗成形，预成形后毛坯立即放入粗成形的下模，用预成形坯件对下模模腔校模定位，使用400吨摩擦压力机使齿形及键槽粗成形；6、抛丸，除去粗锻件的氧化皮；7、中频加热，将抛丸后毛坯加热至800-900°C ；8、精成形，将加热后的毛坯放入下模，采用粗成形的两个平键键槽的半圆柱弧面槽底对模具定位导正，使用400吨压力机使齿形及键槽精成形；9、钻镗孔，沿导向坑机加工钻削齿轮内孔；10、车外圆端面，用齿模夹具装夹，机加工齿轮端面定长并车外圆，最后机加工镗齿轮内孔；11、渗碳淬火热处理，渗碳层深0. 35-0. 6mm，表面硬度!35-45HRC。用于精锻上述内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮1的模具冲头4，其特征在于冲头4顶端成形部分呈“ Φ ”形凸起，两侧键槽成形部分6相对于压制导正坑的圆柱台5轴线对称，对称精度高于产品要求精度，两侧键槽成形部分6与圆柱台5为联体设置，两键槽成形部分6的顶部为半圆柱弧面，圆柱台5顶端高于键槽成形部分并带有锥角，锥角为112° 120°，锥台7高度不低于4毫米。
权利要求
1.内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮，伞齿轮的内孔具有两个平键键槽，平键键槽不贯穿内孔，且相对于内孔轴线对称，其特征在于平键键槽的槽底为半圆柱弧面。
2.据权利要求1所述的内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮，其特征在于两个平键键槽相对于内孔2轴线对称的对称度值小于0. 2毫米。
3.精锻上述内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮的精锻工艺，其特征在于它的工艺流程是下料一车外圆制坯一中频加热一预成形一粗成形一抛丸一中频加热一精成形 —切削加工一渗碳淬火热处理。
4.据权利要求2所述的内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮的精锻工艺，其特征在于齿部成形定位，预成形后粗成形时，用预成形坯件放置于下模模腔校模定位，最终精成形时，为防止齿形成形错位，采用两个平键键槽的半圆柱弧面槽底校模定位导正。
5.据权利要求2所述的内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮的精锻工艺，其特征在于具体工艺步骤为(1)下料，按产品实际重量的120%；(2)车外圆制坯，去除棒料表面氧化皮及表面缺陷；(3)中频加热，将棒料加热至1100-1200°C；(4)预成形，将加热后的棒料放入下模，用400吨的摩擦压力机将棒料压制成齿形毛坯，并压出键槽定位坑；(5)粗成形，预成形后毛坯立即放入粗成形的下模，用预成形坯件对下模模腔校模定位，使用400吨摩擦压力机使齿形及键槽粗成形；(6)抛丸，除去粗锻件的氧化皮；(7)中频加热，将抛丸后毛坯加热至800-900°C；(8)精成形，将加热后的毛坯放入下模，采用粗成形的两个平键键槽的半圆柱弧面槽底对模具定位导正，使用400吨压力机使齿形及键槽精成形；(9)钻镗孔，沿导向坑机加工钻削齿轮内孔；(10)车外圆端面，用齿模夹具装夹，机加工齿轮端面定长并车外圆，最后机加工镗齿轮内孔；(11)渗碳淬火热处理，渗碳层深0.35-0. 6mm，表面硬度35-45HRC。
6.用于精锻上述内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮的模具冲头，其特征在于 冲头顶端成形部分呈“Φ ”形凸起，两侧键槽成形部分相对于压制导正坑的圆柱台轴线对称，对称精度高于产品要求精度，两侧键槽成形部分与圆柱台为联体设置，两键槽成形部分的顶部为半圆柱弧面，圆柱台顶端高于键槽成形部分并带有锥角，锥角为112° 120°， 锥台高度不低于4毫米。
全文摘要
本发明提供的内孔具有对称内圆头平键槽结构的伞齿轮及其精锻工艺和模具冲头涉及一种金属制品及其制备方法，尤其是一种伞齿轮和它的精锻工艺及其模具。它的内孔具有两个平键键槽，平键键槽不贯穿内孔，且相对于内孔轴线对称，平键键槽的槽底为半圆柱弧面。它的精锻工艺流程是下料→车外圆制坯→中频加热→预成形→粗成形→抛丸→中频加热→精成形→切削加工→渗碳淬火热处理。它的精锻模具冲头顶端成形部分呈联体设置的“ф”形凸起。本发明的优点是提高了产品自身的强度及精度，提高产品的联接强度及精度，提高了生产率。
文档编号B21J5/02GK102563010SQ20121003324
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月15日 优先权日2012年2月15日
发明者吴玉平, 聂相宜, 陈雪锋 申请人:江苏创一精锻有限公司