齿轮成形装置及齿轮成形系统的制作方法

本发明涉及齿轮加工装置领域，具体而言，涉及一种齿轮成形装置及齿轮成形系统。

背景技术：

现有齿轮的加工方法是采用插齿机和滚齿机进行齿轮加工，然而在实际生产加工过程中，生产效率较低，无法满足企业大批量生产的需要。

综上所述，设计一种适用于外啮合齿轮生产制造的装置及生产方法，从而提高生产效率，是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种齿轮成形装置，设计合理、结构简单，能够提高生产效率，满足企业批量生产的需求。

本发明的目的还在于提供了一种齿轮成形系统，高效、实用、同时降低了生产成本。

本发明的实施例是这样实现的：

基于上述目的，本发明的实施例提供了一种齿轮成形装置，用于将毛坯挤压成齿轮，包括挤压成形组件和挤压主动件，挤压成形组件能够与挤压主动件相配合；挤压成形组件包括可拆卸连接的第一固定件、第二固定件以及设置于第一固定件和第二固定件之间的多个齿形挤压件，第一固定件和/或第二固定件设置有轨道，轨道与齿形挤压件一一对应；齿形挤压件在挤压主动件的作用下能够沿轨道运动。

另外，根据本发明的实施例提供的齿轮成形装置，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的可选实施例中，挤压主动件为挤压套筒，挤压套筒包括外齿轮挤压部和外齿轮成形部，挤压成形组件能够设置于挤压套筒内对外齿轮进行挤压成形；第一固定件和第二固定件均为圆环状，圆环的外壁与外齿轮成形部的内壁相配合，第一固定件设置有第一连接部，第二固定件设置有第二连接部，第一连接部和第二连接部固定连接；齿形挤压件包括相对两端的外挤压齿和外调节部，外挤压齿靠近于圆环的内侧，外调节部位于圆环的外侧，外齿轮挤压部能够挤压外调节部使齿形挤压件沿轨道向内运动。

在本发明的可选实施例中，挤压套筒还包括承压部，外齿轮成形部位于外齿轮挤压部和承压部之间；外齿轮成形部的内壁与挤压成形组件的外壁相配合，外齿轮成形部包括第一成形段和第二成形段，第一成形段的高度大于第二成形段的高度且第一成形段的高度和第二成形段的高度差大于或等于待加工的外齿轮厚度；外齿轮挤压部包括第一挤压段和第二挤压段，第一挤压段与第一成形段对应，第二挤压段与第二成形段对应，第一挤压段和第二挤压段均为能够挤压外调节部且使齿形挤压件运动的弧面。

在本发明的可选实施例中，轨道为滑槽，滑槽的数量为多个且沿第一固定件和/或第二固定件的周向均匀设置；齿形挤压件与滑槽相配合且齿形挤压件可滑动的嵌设于滑槽。

在本发明的可选实施例中，外调节部宽度方向的两侧还设置有第一限位部，第一限位部与轨道的第一限位槽相配合，第一限位部的靠近圆环内侧的一面为第一固定面，第一限位槽的靠近圆环内侧的端面为第二固定面，第一固定面和第二固定面之间设置有复位件。

在本发明的可选实施例中，挤压主动件为挤压轴，挤压轴包括内齿轮挤压部和内齿轮成形部，挤压轴用于设置在挤压成形组件内且能够对待加工的内齿轮毛坯进行挤压成形；第一固定件和第二固定件均为圆环状，圆环的内壁与内齿轮成形部的外壁相配合，第一固定件和第二固定件固定连接；齿形挤压件包括相对两端的内挤压齿和内调节部，内挤压齿靠近于圆环的外侧，内调节部位于圆环的内侧，内齿轮挤压部能够挤压内调节部使齿形挤压件沿轨道向外运动。

在本发明的可选实施例中，内齿轮成形部的外壁与挤压成形组件的内壁相匹配，内齿轮成形部包括第三成形段和第四成形段，第三成形段的高度大于第四成形段的高度且第三成形段的高度和第四成形段的高度差大于或等于待加工的内齿轮厚度；内齿轮挤压部包括第三挤压段和第四挤压段，第三挤压段与第三成形段相对应，第四挤压段与第四成形段相对应，第三挤压段和第四挤压段均为能够挤压内调节部且使齿形挤压件运动的弧面。

在本发明的可选实施例中，轨道的数量为多个且沿第一固定件和/或第二固定件的周向均匀设置。

在本发明的可选实施例中，内调节部宽度方向的两侧还设置有第二限位部，第二限位部与轨道的第二限位槽相配合，第二限位部的靠近圆环外侧的一面为第三固定面，第二限位槽的靠近圆环外侧的端面为第四固定面，第三固定面和第四固定面之间设置有复位弹簧。

本发明的实施例还提供了一种齿轮成形系统，包括压力机、齿轮毛坯件、下模具以及上述的齿轮成形装置；挤压成形组件能够固定设置于下模具，齿轮毛坯件能够设置于挤压成形组件的内侧/外侧，压力机包括施压件，施压件能够设置于挤压主动件的一端且用于对挤压主动件施压。

本发明实施例的有益效果是：设计合理、结构简单，制造、使用方便，能够满足批量生产的需求，极大的提高了生产效率，降低了生产成本，且应用范围广，具有较好的使用推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的齿轮成形装置的一个视角的示意图；

图2为图1中挤压成形组件的一个视角的爆炸图；

图3为本发明实施例2提供的齿轮成形装置中挤压套筒的一个视角的示意图；

图4为图3的第二视角的剖示图；

图5为本发明实施例2提供的齿轮成形装置中第一固定件的一个视角的示意图；

图6为本发明实施例2提供的齿轮成形装置中第二固定件的一个视角的示意图；

图7为本发明实施例2提供的齿轮成形装置中齿形挤压件的一个视角的示意图；

图8为本发明实施例3提供的齿轮成形装置中挤压轴的一个视角的示意图；

图9为本发明实施例3提供的齿轮成形装置中齿形挤压件的一个视角的示意图。

图标：100-齿轮成形装置；10-挤压成形组件；13-第一固定件；14-第二固定件；15-轨道；16-齿形挤压件；162-外挤压齿；164-外调节部；18-复位件；20-挤压套筒；22-外齿轮挤压部；224-第一挤压段；226-第二挤压段；24-外齿轮成形部；242-第一成形段；245-第二成形段；26-承压部；30-挤压轴；31-内齿轮挤压部；314-第三挤压段；317-第四挤压段；35-内齿轮成形部；352-第三成形段；356-第四成形段；36-内挤压齿；37-内调节部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

其中图1—图2对应本发明的实施例1，图3-图7对应本发明的实施例2，图8-图9对应本发明的实施例3，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案进行详细描述。

实施例1

如图1所示，本发明实施例1提供的齿轮成形装置100，包括挤压成形组件10和挤压主动件。

下面对该齿轮成形装置100的工作原理和用途做详细介绍：

该挤压成形组件10能够与挤压主动件相配合，挤压主动件对挤压成形组件10施加压力，使得挤压成形组件10中的齿形挤压件16滑动，从而将需要待加工的齿轮毛坯料通过齿形挤压件16的挤压，通过挤压成形的方法完成齿轮的生产。

具体的，请参照图2，挤压成形组件10包括可拆卸连接的第一固定件13、第二固定件14以及设置于第一固定件13和第二固定件14之间的多个齿形挤压件16，第一固定件13和第二固定件14是为了将齿形挤压件16的自由度进行限制，使得齿形挤压件16只能按照预设轨道15进行运动，在运动的过程中对齿轮毛坯料进行挤压。

可选的，第一固定件13和/或第二固定件14设置有轨道15，轨道15与齿形挤压件16的数量相同且一一对应，齿形挤压件16在挤压主动件的作用下能够沿轨道15运动，从而对齿轮毛坯进行挤压成形。

由于现有的齿轮采用锻造成形加工方法，虽然在一定程度上能够满足企业的生产需要，实现大批量生产的需求。然而，该锻造成形加工方法在齿轮成形加工中是对齿轮的所有齿进行单步加工成形，从而造成齿轮成形过程中能耗高、成形载荷较大，并且对加工设备和成形模具的要求也较高。

本发明实施例1提供的齿轮成形装置100，是通过挤压成形组件10对齿轮毛坯的挤压，从而实现能够批量生产的需求，同时，挤压主动件与挤压成形组件10之间的配合能够降低齿轮挤压成形过程中的成形载荷和成形难度，极大提高了齿轮的生产效率，从而降低了齿轮的生产成本，使用效果较好，具有很好的市场推广价值。

实施例2

在上述实施例1的基础上，该齿轮成形装置100可以对外啮合齿轮进行挤压成形，具体说明如下：

当该齿轮成形装置100用于加工外啮合齿轮时，挤压主动件为挤压套筒20，请参照图3，该挤压套筒20与挤压成形组件10的具体结构和相互之间的对应关系进行详细说明。

首先，详细介绍挤压套筒20的具体结构。请参考图4，挤压套筒20包括外齿轮挤压部22、外齿轮成形部24以及承压部26，其中外齿轮成形部24位于外齿轮挤压部22和承压部26之间，具体如下：

外齿轮成形部24包括第一成形段242和第二成形段245，第一成形段242和第二成形段245的内圆尺寸相同，区别在于第一成形段242的高度尺寸大于第二成形段245的高度尺寸，在本发明的实施例2中，外齿轮成形部24的内壁与挤压成形组件10的外壁相配合，从而对外啮合齿轮毛坯进行挤压成形。

为了降低外啮合齿轮的成形载荷，挤压套筒20分两步对外啮合齿轮毛坯进行挤压成形，可选的，第一成形段242的高度和第二成形段245的高度差大于或等于待加工的外啮合齿轮的厚度。

外齿轮挤压部22包括第一挤压段224和第二挤压段226，第一挤压段224与上述第一成形段242相对应，第二挤压段226与上述第二成形段245相对应，即第一挤压段224与第一成形段242连接，第二挤压段226与第二成形段245连接，且第一挤压段224和第二挤压段226均为弧面，该弧面是用于挤压齿形挤压件16且使齿形挤压件16能够沿轨道15运动。

该外齿轮挤压部22和外齿轮成形部24相配合对外啮合齿轮毛坯分两步进行挤压，第一挤压段224先接触齿形挤压件16从而对外啮合齿轮毛坯的一侧进行挤压，当挤压套筒20从第一挤压段224运动到第一成形段242与齿形挤压件16接触时，该侧的外啮合齿轮的齿形已完成了成形过程；挤压套筒20继续向下挤压，第二挤压段226与齿形挤压件16接触从而对外啮合齿轮毛坯的另一侧进行挤压，当挤压套筒20从第二挤压段226运动到第二成形段245与齿形挤压件16接触时，另一侧的外啮合齿轮的齿形也完成了成形过程。

当然，该第一挤压段224和第二挤压段226的弧面尺寸不做限定，在实际生产过程中，可根据实际情况调整挤压套筒20内外齿轮挤压部22的圆弧曲线的分布情况。

在挤压套筒20内设置两个不同的成形段，即有两段不同的圆弧曲面，能够实现外啮合齿轮齿形的分步成形，从而有效降低外啮合齿轮在挤压成形过程中的成形载荷。

可选的，该挤压套筒20一体成形，由于该挤压套筒20是在压力机的压力下对齿轮毛坯进行挤压，故选用硬度和刚度较高的材料制成，具体材料不做限制，只要能够满足使用要求即可。

其次，详细介绍挤压成形组件10，该挤压成形组件10能够设置于挤压套筒20内从而对外啮合齿轮毛坯进行挤压成形。挤压成形组件10包括了第一固定件13、第二固定件14以及齿形挤压件16，此处的齿形挤压件16用于对外啮合齿轮进行挤压成形，详细介绍如下：

请参照图5和图6，第一固定件13和第二固定件14均为圆环状，该圆环的外壁与上述外齿轮成形部24的内壁相配合。可选的，第一固定件13和第二固定件14结构、尺寸相同，当然，第一固定件13和第二固定件14的厚度尺寸也可以不同，只要第一固定件13与第二固定件14的内外圆直径相同即可。

其中，第一固定件13设置有第一连接部，第二固定件14设置有第二连接部，第一连接部和第二连接部通过连接件固定连接，该固定连接为可拆卸的连接，以便对设置于第一固定件13和第二固定件14内的齿形挤压件16进行调整或维修更换。

本发明的实施例2中，轨道15为滑槽，滑槽的数量为多个且沿第一固定件13和/或第二固定件14的周向均匀设置。且齿形挤压件16与滑槽相配合，齿形挤压件16可滑动的嵌设于滑槽中。

请参照图7，具体的，齿形挤压件16包括相对两端的外挤压齿162和外调节部164，其中，外挤压齿162靠近于上述圆环的内侧，外调节部164位于上述圆环的外侧，且外齿轮挤压部22能够挤压外调节部164使齿形挤压件16沿轨道15向内运动。

外挤压齿162的形状与外啮合齿轮的齿部相配合，在外挤压齿162的作用下，外啮合齿轮毛坯被挤压出齿形，可选的，外调解部的外端面为圆弧形。

该齿形挤压件16的长度要大于上述圆环的径向宽度，这里径向宽度是指圆环的外圆半径和内圆半径之差，在上述外齿轮挤压部22的挤压下齿形挤压件16能够沿滑槽滑动。

可选的，外调节部164宽度方向的两侧还设置有第一限位部，第一限位部与轨道15的第一限位槽相配合，第一限位部的靠近圆环内侧的一面为第一固定面，第一限位槽的靠近圆环内侧的端面为第二固定面，第一固定面和第二固定面之间设置有复位件18。

可选的，复位件18为复位弹簧。

该齿轮成形装置100的使用过程和工作原理：

首先将外啮合齿轮毛坯进行装夹，使其固定位于挤压成形组件10的第一固定件13或者第二固定件14中，该外啮合齿轮毛坯与挤压成形组件10同心装置，在复位件18的作用下，齿形挤压件16位于靠近外侧的位置，此时齿形挤压件16与毛坯之间具有间隙。

固定在压力机上的挤压套筒20逐渐向下运动，直至第一挤压段224的内表面与一侧的齿形挤压件16的外调节部164接触，接触第一挤压段224的齿形挤压件16在挤压套筒20的作用下沿轨道15向圆环内侧移动，同时对外啮合齿轮毛坯进行外啮合齿轮的齿形挤压，直至第一成形段242的内表面与外调节部164接触且齿形挤压件16到挤压套筒20中心的距离不变时，对应的齿形挤压件16才停止运动，此时外啮合齿轮毛坯的一侧齿形完成了成形过程。

当挤压套筒20在压力机的作用下继续向下运动时，另一侧的齿形挤压件16在第二挤压段226的作用下向圆环内侧移动，同时开始对外啮合齿轮毛坯的另一侧进行外啮合齿轮的齿形挤压，和上述相同，直至第二成形段245的内表面与外调节部164接触且齿形挤压件16到挤压套筒20中心的距离不变时，外啮合齿轮毛坯的另一侧齿形也完成了成形过程。

外啮合齿轮成形完成后，挤压套筒20在压力机作用下升起，齿形挤压件16在复位件18的作用下向圆环外侧退出，则该挤压成形组件10与已经成形的外啮合齿轮分离，将加工好的外啮合齿轮取出，整个装置的运动过程完成。

本发明的实施例1提供的齿轮成形装置100具有的有益效果是：设计合理、结构简单、能够提高外啮合齿轮的批量生产效率，制造加工方便，应用范围广，能够针对各个尺寸型号的外啮合齿轮进行批量生产，降低了现有齿轮在生产过程中的成形载荷、成形难度，同时也降低了生产成本，提高了生产效率，具有很好的市场推广价值。

实施例3

在上述实施例1的基础上，该齿轮成形装置100可以对内啮合齿轮进行挤压成形，具体说明如下：

当该齿轮成形装置100用于加工内啮合齿轮时，挤压主动件为挤压轴30，挤压轴30用于设置在挤压成形组件10内且能够对待加工的内啮合齿轮毛坯进行挤压成形，该挤压轴30与挤压成形组件10的具体结构和相互之间的对应关系进行详细说明。

首先，详细介绍挤压轴30的具体结构，请参照图8，挤压轴30包括内齿轮挤压部31和内齿轮成形部35，内齿轮成形部35的外壁与挤压成形组件10的内壁相匹配，具体如下：

内齿轮成形部35包括第三成形段352和第四成形段356，第三成形段352和第四成形段356的外圆尺寸相同，区别在于第三成形段352的高度尺寸大于第四成形段356的高度尺寸。

和上述实施例2相同，为了降低内啮合齿轮的成形载荷，挤压轴30分两步对内啮合齿轮毛坯进行挤压成形，可选的，第三成形段352的高度和第四成形段356的高度差大于或等于待加工的内啮合齿轮厚度。

内齿轮挤压部31包括第三挤压段314和第四挤压段317，第三挤压段314与第三成形段352相对应，第四挤压段317与第四成形段356相对应，且第三挤压段314和第四挤压段317均为弧面，该弧面是用于挤压齿形挤压件16且使齿形挤压件16能够沿轨道15运动。

内啮合齿轮挤压成形的工作原理和外啮合齿轮挤压成形的工作原理相同，此处不做赘述。

当然，该第三挤压段314和第四挤压段317的弧面尺寸不做限定，在实际生产过程中，可根据实际情况调整挤压轴30的外齿轮挤压部22的圆弧曲线的分布情况。

该实施例3中的的第一固定件13和第二固定件14均为圆环状，圆环的内壁与内齿轮成形部35的外壁相配合，第一固定件13和第二固定件14固定连接，具体结构和实施例2中相同，此处不做赘述。

在本发明的实施例3中，轨道15的数量为多个，且沿第一固定件13和/或第二固定件14的周向均匀设置。

请参照图9，齿形挤压件16包括相对两端的内挤压齿36和内调节部37，其中，内挤压齿36靠近于上述第一固定件13/第二固定件14的圆环的外侧，内调节部37位于圆环的内侧，且内齿轮挤压部31能够挤压内调节部37使齿形挤压件16沿轨道15向外运动。

相应的，内挤压齿36的形状与内啮合齿轮的齿部相配合，在内挤压齿36的作用下，内啮合齿轮毛坯被挤压出齿形，可选的，内调解部的外端面为圆弧形。

可选的，内调节部37宽度方向的两侧还设置有第二限位部，第二限位部与轨道15的第二限位槽相配合，第二限位部的靠近圆环外侧的一面为第三固定面，第二限位槽的靠近圆环外侧的端面为第四固定面，第三固定面和第四固定面之间设置有复位弹簧。

本发明的实施例3提供的齿轮成形装置100具有的有益效果是：设计合理、结构简单、能够提高内啮合齿轮的批量生产效率，制造加工方便，应用范围广，将低了现有齿轮在生产过程中的成形载荷和成形难度，同时也降低了生产成本。

实施例4

本发明实施例4提供了一种齿轮成形系统，其包括压力机、齿轮毛坯件、下模具以及上述实施例1至实施例3中任意一个齿轮成形装置100；

挤压成形组件10能够固定设置于下模具，齿轮毛坯件能够设置于挤压成形组件10的内侧/外侧，压力机包括施压件，施压件能够设置于挤压主动件的一端且用于对挤压主动件施压。

该齿轮成形系统的工作过程如下：

首先将齿轮毛坯进行装夹，使其固定位于挤压成形组件10中，该齿轮毛坯与挤压成形组件10同心装置，在复位件18的作用下，齿形挤压件16与齿轮毛坯之间具有间隙。

固定在压力机上的挤压主动件逐渐向下运动，挤压主动件分两步对齿轮毛坯进行挤压成形，从而降低了成形载荷。

齿轮挤压成形完成后，挤压主动件在压力机作用下升起，齿形挤压件16在复位件18的作用下与已经成形的齿轮分离，将加工好的齿轮取出，整个装置的运动过程完成。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。