一种链轮温挤压成形方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及齿形链轮，特指一种链轮温挤压成形方法与装置，用以提高链轮的加工效率。
【背景技术】
[0002]目前，齿形链轮主要运用铣削工艺来加工，存在着效度低，成本高，机床设计、制造难度较大，加工品种单一，不能满足大批量生产的需要等一系列问题，对于大批量、机械固定的链轮，可以设计专用机床加工，但成本较高，品种单一，无法满足大批量、多样化的市场需求，此外，齿形链轮加工需要专用成形铣刀，铣刀成本高，采用单角度铣刀或者三面刃铣刀替代专用成形铣刀，又会带来工艺复杂，效率较低问题，同时加工的链轮齿形精度低，部分齿形表面质量达不到技术要求，在实际应用中工作平稳性差，使用寿命短；温挤压成形技术是一种无切削精密塑性成形工艺方法，成形零件具有强度高、刚性好、重量轻，精度和表面粗糙度高等优点，与冷挤压相比较，具有生产效率高、节省原材料、改善产品性能等优点；与热挤压相比较，使得坯料在加热过程中产生过热、氧化、脱碳的可能性降低，产品的尺寸精度与表面粗糙度得到保证，产品的力学性能也更好，由于温挤压技术具有上述优势，成为链轮精密成形技术最有前途的工艺方法。
【发明内容】
[0003]本发明专利的目的是:针对上述问题，克服链轮加工材料的低利用率，高制造成本和低加工效率。
[0004]本发明专利的工艺流程:下料一平端面、倒角、磨外圆一浸涂润滑剂一中频感应加热一温挤压成形一钻孔一检查。
[0005]一种链轮温挤压成形方法，包括下料的步骤、平端面、倒角和磨外圆的步骤、浸涂润滑剂的步骤、中频感应加热的步骤、温挤压成形的步骤、钻孔的步骤和检查的步骤，其特征在于:采用WS-4水剂石墨为润滑剂，均匀浸涂在坯料表面，并将水剂石墨喷涂在凸凹模上，以水剂石墨为润滑剂，不仅可以防止石墨在550-600°C时氧化；还可使其在温挤温度范围内保持润滑性能；同时，将水剂石墨喷涂在凸凹模上，既可保证良好得润滑性能，又对模具起到冷却作用。
[0006]本发明采用中频感应加热，其工艺参数:加热装置采用箱式电阻炉，电源频率2500Hz，功率100kW，加热时间3min。
[0007]采用本发明的温挤压成形方法加工时间为8-10s，其效率是机加工的60倍，材料利用率由40%提高到90%，每件节约生产成本50%，同时还具有操作简便，工作环境清洁，废料少，无污染，噪音低等优点。
[0008]所述温挤压成形采用的模具结构如下:其包括上模部分、下模部分、卸料部分、凹模冷却装置以及导向装置。
[0009]所述的上模部分包括上模座、上垫块外圈、上模垫块、凸模。
[0010]所述的下模部分包括下模座、预应力圈、齿形凹模、柱形凹模。
[0011]所述的卸料部分由顶杆和顶出器组成，顶杆位于顶出器下方，用于支承在顶出器。
[0012]所述的凹模冷却装置中，预应力圈的内壁开设若干环形水槽，使得冷却水从注水管进入，环绕数周内圈，带走凹模中的热量，同时，该模具中的冷却水的流动方向为下进上出。
[0013]所述的导向装置由导柱和导套组成，导柱和导套之间采用间隙配合，导套和上模座之间采用过盈配合，导柱和下模座之间采用过盈配合。
[0014]上述结构属于常规结构，这里不再详细表述，模具的主要创新之处在于:所述的凹模包括齿形凹模和柱形凹模，齿形凹模和柱形凹模位于预应力圈内，齿形凹模位于柱形凹模的上方，其特征在于，齿形凹模和柱形凹模都与预应力圈采用过盈配合，过盈量为0-0.2mm，型腔脱膜斜度为4°，便于模具的安装和换取。
【附图说明】
[0015]图1本发明工艺过程示意图。
[0016]图2本发明链轮温挤压模具示意图。
[0017]其中:1-上模座；2-上垫块外圈；3_上模垫块；4-凸模；5-预应力圈；6_齿形凹模柱形凹模；8_顶出器；9-顶杆；10-下模座；11_导柱；12-冷却液进口 ； 13-冷却液出P ;14_导套。
[0018]图3为本发明齿形凹模结构主视图。
[0019]图4为本发明齿形凹模结构俯视图。
[0020]图5为本发明凸模结构主视图。
[0021]图6为本发明凸模结构俯视图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方案进行详细的说明。
[0023](I)本发明链轮温挤压模具如图2所示包括上模座1、上垫块外圈2、上模垫块3、凸模4、预应力圈5、齿形凹模6、柱形凹模7、顶出器8、顶杆9、下模座10、导柱11、冷却液进口 12、冷却液出口 13、导套14。
[0024]齿形凹模结构示意图如图3和4所示，凸模结构示意图如图5和6所示。
[0025]所述的凹模的特征在于，齿形凹模6和柱形凹模7与预应力圈5采用过盈配合，过盈量为0~0.2mm，型腔脱膜斜度为4° 。
[0026]所述的凹模冷却装置中，预应力圈5的内壁开设若干环形水槽，使得冷却水从注水管进入，环绕数周内圈，带走凹模中的热量。同时，该模具中的冷却水的流动方向为下进上出。
[0027]所述的导向装置由导柱11和导套14组成，导柱11和导套14之间采用间隙配合，导套14和上模座I之间采用过盈配合，导柱11和下模座10之间采用过盈配合。
[0028](2)具体实施步骤如下(参见图1):
第I步:前处理
根据目标链轮齿形件确定坯料尺寸，并进行平端面、倒角、磨外圆等前处理。
[0029]第2步:浸涂润滑剂
采用WS-4水剂石墨为润滑剂，均匀浸涂在坯料表面，并将水剂石墨喷涂在凸凹模上；以水剂石墨为润滑剂，不仅可以防止石墨在550-600°C时氧化；还可使其在温挤温度范围内保持润滑性能；同时，将水剂石墨喷涂在凸凹模上，既可保证良好得润滑性能，又对模具起到冷却作用。
[0030]第3步:中频感应加热
将棒料预热到80-120°C，然后送入箱式电阻炉加热，加热温度控制在550-600°C ;箱式电阻炉的工艺参数:电源频率2500Hz，功率100kW，加热时间3min，使得毛坯内外温度一致。
[0031]第4步:温挤压成形
将加热好的毛坯安装到模具上，对加热好的毛坯进行温挤压成形，参见图2，此磨具采用凸模上置，生产时间8-lOs。
[0032]第5步:钻孔处理
采用钻床对温挤压成形件进行钻孔处理，即得到所需要规格的链轮。
【主权项】
1.一种链轮温挤压成形方法，包括下料的步骤、平端面、倒角和磨外圆的步骤、浸涂润滑剂的步骤、中频感应加热的步骤、温挤压成形的步骤、钻孔的步骤和检查的步骤，其特征在于:采用WS-4水剂石墨为润滑剂，均匀浸涂在坯料表面，并将水剂石墨喷涂在凸凹模上，以水剂石墨为润滑剂，不仅可以防止石墨在550-600°C时氧化；还可使其在温挤温度范围内保持润滑性能；同时，将水剂石墨喷涂在凸凹模上，既可保证良好得润滑性能，又对模具起到冷却作用。
2.如权利要求1所述的一种链轮温挤压成形方法，其特征在于:所述中频感应加热，其工艺参数:加热装置采用箱式电阻炉，电源频率2500Hz，功率100kW，加热时间3min。
3.如权利要求1所述的一种链轮温挤压成形方法，其特征在于:所述温挤压成形方法加工时间为8-lOs，其效率是机加工的60倍，材料利用率由40%提高到90%，每件节约生产成本50%，同时还具有操作简便，工作环境清洁，废料少，无污染，噪音低等优点。
4.如权利要求1所述的一种链轮温挤压成形方法，所述温挤压成形方法采用的模具包括下模部分，所述的下模部分包括下模座、预应力圈、齿形凹模、柱形凹模，所述齿形凹模和柱形凹模位于预应力圈内，齿形凹模位于柱形凹模的上方，其特征在于，齿形凹模和柱形凹模都与预应力圈采用过盈配合，过盈量为0~0.2mm，型腔脱膜斜度为4°，便于模具的安装和换取。
5.如权利要求1所述的一种链轮温挤压成形方法，其特征在于具体步骤如下: 第I步:前处理: 根据目标链轮齿形件确定坯料尺寸，并进行包括平端面、倒角和磨外圆在内的前处理工艺； 第2步:浸涂润滑剂: 采用WS-4水剂石墨为润滑剂，均匀浸涂在坯料表面，并将水剂石墨喷涂在温挤压成形所用的凸凹模上；以水剂石墨为润滑剂，不仅可以防止石墨在550-600°C时氧化；还可使其在温挤温度范围内保持润滑性能；同时，将水剂石墨喷涂在凸凹模上，既可保证良好得润滑性能，又对模具起到冷却作用； 第3步:中频感应加热: 将棒料预热到80-120°C，然后送入箱式电阻炉加热，加热温度控制在550-600°C ;箱式电阻炉的工艺参数:电源频率2500Hz，功率100kW，加热时间3min，使得毛坯内外温度一致； 第4步:温挤压成形: 将加热好的毛坯安装到模具上，对加热好的毛坯进行温挤压成形，生产时间8-10s ； 第5步:钻孔处理: 采用钻床对温挤压成形件进行钻孔处理，即得到所需要规格的链轮。
【专利摘要】本发明涉及齿形链轮，特指一种链轮温挤压成形方法与装置，方法包括下料的步骤、平端面、倒角和磨外圆的步骤、浸涂润滑剂的步骤、中频感应加热的步骤、温挤压成形的步骤、钻孔的步骤和检查的步骤，其特征在于：采用WS-4水剂石墨为润滑剂，均匀浸涂在坯料表面，并将水剂石墨喷涂在凸凹模上，以水剂石墨为润滑剂，不仅可以防止石墨在550-600℃时氧化；还可使其在温挤温度范围内保持润滑性能；同时，将水剂石墨喷涂在凸凹模上，既可保证良好得润滑性能，又对模具起到冷却作用。
【IPC分类】B21C23-18, B23P15-00, B23P15-14, B21C25-02
【公开号】CN104759847
【申请号】CN201510143626
【发明人】孔德军, 王进春, 王文昌, 吴凯, 凡志员, 汤成建, 赵本国, 盛天源
【申请人】常州大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月31日