專利名稱：圓柱齒輪溫冷復(fù)合精鍛塑性成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圓柱齒輪精鍛塑性成型工藝。
背景技術(shù)：
直齒圓柱齒輪是汽車、航天航空、機(jī)械等行業(yè)中應(yīng)用極為廣泛的重要傳動(dòng)零件，其形狀復(fù)雜，材料、尺寸精度、表面質(zhì)量、機(jī)械性能都有較高要求。為了提高材料利用率與齒輪零件的機(jī)械性能，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)均采用鍛造的方法生產(chǎn)齒輪鍛件，再機(jī)加工為齒輪零件。目前國(guó)內(nèi)大批量生產(chǎn)的方法一般是將棒料下料為一定長(zhǎng)度的坯料后，加熱至1050-1150°C，在摩擦壓力機(jī)或熱模鍛壓力機(jī)上利用鍛模將坯料鍛造為接近零件尺寸的齒坯鍛件，再采用機(jī)加工的方法精加工齒形面、內(nèi)孔和端面成為齒輪成品零件，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是鍛壓設(shè)備投資較低、模具簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是機(jī)床設(shè)備投入較多，材料利用率和生產(chǎn)效率較低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，且加工成本較高。中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開了 CN93115193.7 —種精密模鍛一推擠直齒圓柱齒輪的工藝，將實(shí)心圓柱形金屬坯料加熱至鍛造溫度，模鍛出直齒圓柱齒輪全部輪齒的齒形，經(jīng)過(guò)退火和清除氧化皮處理，齒面有少量的金屬余量，再進(jìn)行冷推擠精整，將齒面的金屬余量擠至齒端；將熱模鍛工藝和冷擠壓工藝聯(lián)合起來(lái)，并且采用了新型模具結(jié)構(gòu)。將金屬坯料加熱至鍛造溫度，用一種新型的直齒圓柱齒輪精鍛模在摩擦壓力機(jī)上一次鍛擊就使直齒圓柱齒輪的全部輪齒成形，齒輪鍛件經(jīng)過(guò)退火和清除氧化皮處理，齒面有少量的金屬余量，再用一種新型的圓柱齒輪推擠模在液壓機(jī)上對(duì)齒輪鍛件的齒面進(jìn)行冷推擠精整，從而使齒形最終成形；將金屬塑性成形技術(shù)應(yīng)用于齒輪制造，實(shí)現(xiàn)直齒圓柱齒輪的少無(wú)切削加工，以取代圓柱齒輪的傳統(tǒng)的切削加工工藝，從而提高材料利用率和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局還公開了 CN201010123917.2 一種重量1_3公斤大直徑大模數(shù)的直齒圓柱齒輪的復(fù)合精鍛成形方法，將圓鋼棒料精密下料為一定長(zhǎng)度的坯料，將坯料加熱至720-850°C，在機(jī)械壓力機(jī)上利用精鍛模具將坯料鍛造為接近最終零件形狀的中間鍛件，然后進(jìn)行中間退火處理，表面拋丸處理和磷化皂化潤(rùn)滑后，在液壓機(jī)上采用分流精鍛技術(shù)，用精整模具將中間鍛件冷精整為齒形面無(wú)需后續(xù)加工的最終鍛件；可以實(shí)現(xiàn)齒形面等部分無(wú)需機(jī)加工，提高產(chǎn)品性能、生產(chǎn)效率和材料利用率的直齒圓柱齒輪的復(fù)合精鍛成形方法，尤其是重量1-3公斤大直徑大模數(shù)的直齒圓柱齒輪的復(fù)合精鍛成形方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種圓柱齒輪溫冷復(fù)合精鍛塑性成型工藝，主要解決現(xiàn)有傳統(tǒng)加工工藝，機(jī)床設(shè)備投入較多，切削加工浪費(fèi)了金屬材料，勞動(dòng)生產(chǎn)效率低生產(chǎn)周期長(zhǎng)，加工成本高，保護(hù)生產(chǎn)環(huán)境的技術(shù)問(wèn)題，采用溫冷復(fù)合精鍛塑性成型技術(shù)，先是溫鍛制成中空?qǐng)A柱形坯料，然后冷精鍛出圓柱齒輪的齒形，最后冷推擠精整成型，達(dá)到產(chǎn)品成型要求。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
圓柱齒輪溫冷復(fù)合精鍛塑性成型工藝，包括以下步驟:
①溫鍛塑性成型:將實(shí)心圓柱形金屬坯料加熱至鍛造溫度，模鍛出中空?qǐng)A柱形坯料； ②正火、整形、噴砂、磷化、皂化表面及處理；
③冷鍛塑性成型:在冷鍛成型凹模中，將中空?qǐng)A柱形坯料模鍛出圓柱齒輪全部輪齒的齒形；
④等溫正火后利用高速園盤鋸對(duì)圓柱齒輪坯料冷鍛件按尺寸分割；
⑤冷推擠精整成型:用精整模具將圓柱齒輪分割件冷精整為齒形面無(wú)需后續(xù)加工的最終鍛件。
所述的溫鍛成型工藝包括a、斷料:圓盤鋸截取金屬棒材；b、制坯拋丸:對(duì)金屬棒材定經(jīng)定尺、車外圓、端面倒角，拋丸:將坯料放入拋丸機(jī)內(nèi)進(jìn)行表面噴砂；c、涂層:將上述金屬棒材加熱至20(TC，稀石墨浸泡，進(jìn)行表面涂層；d、加熱鐓粗:將上述涂層好的坯料，加熱至850°C放入凹模中，對(duì)坯料的上端面進(jìn)行擠壓，使棒材變成大直徑的圓柱體；e、反擠壓:將鐓粗后的坯料立即放入反擠凹模中，對(duì)坯料的上端面進(jìn)行反擠，形成上端為中孔，下端面為底部；f、沖底:對(duì)反擠成型后坯料進(jìn)行沖裁底部。所述的冷鍛成型工藝包括將正火、整形、噴砂、磷化、皂化表面及處理好的坯料放進(jìn)冷鍛成型凹模中，利用凸模對(duì)坯料上端面正擠壓，坯料外圓在冷鍛成型凹模中受力作用塑性變形，形成圓柱齒輪全部輪齒的齒形。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、強(qiáng)度大、密度高、抗沖擊，生產(chǎn)效力高，生產(chǎn)周期縮短，節(jié)省了原材料，降低了生產(chǎn)成本、也保護(hù)了生產(chǎn)環(huán)境，替代了熱鍛后大量采用機(jī)床加工，減少了機(jī)床加工的作業(yè)量，符合當(dāng)今世界制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。


附圖1是本發(fā)明的工藝流程 附圖2是本發(fā)明的工藝流程方框圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖1和附圖2，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。實(shí)施例:一種圓柱齒輪溫冷復(fù)合精鍛塑性成型工藝，包括溫鍛和冷鍛塑性成型，所述的溫鍛塑性成型包括以下步驟:a、斷料:圓盤鋸截取金屬棒材；b、制坯拋丸:對(duì)金屬棒材定徑定尺，采用普通車床車外圓、端面倒角，然后將坯料放入履帶式拋丸機(jī)內(nèi)進(jìn)行表面噴砂；c、涂層:將上述金屬棒材采用溫鍛中頻加熱爐加熱至200°C，稀石墨浸泡，進(jìn)行表面涂層；d、加熱鐓粗:將上述涂層好的坯料，加熱至850°C放入凹模中，對(duì)坯料的上端面進(jìn)行擠壓，使棒材變成大直徑的圓柱體；e、反擠壓:將鐓粗后的坯料立即放入反擠凹模中，對(duì)坯料的上端面進(jìn)行反擠，形成上端為中孔，下端面為底部；f、沖底:采用160噸沖床對(duì)反擠成型后坯料進(jìn)行沖裁底部；g、正火、整形、噴砂、磷化、皂化表面及處理:利用溫鍛后的產(chǎn)品余熱，及時(shí)將產(chǎn)品送至網(wǎng)帶正火爐進(jìn)行余熱正火，爐溫為:680°C，消除其在溫鍛過(guò)程中所產(chǎn)生的變形應(yīng)力，同時(shí)調(diào)整產(chǎn)品內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，也節(jié)省了能源，正火后的圓柱齒輪坯料，進(jìn)行外園及端面車加工、形成圓柱齒輪坯料溫鍛件，噴砂:對(duì)坯料成品進(jìn)行噴砂、磷化、皂化表面及處理；所述的冷鍛塑性成型包括以下步驟:h、將經(jīng)正火、整形、噴砂、磷化、皂化處理后的坯料放入冷鍛成型凹模中，630噸液壓機(jī)作用凸模對(duì)坯料上端面正擠壓，坯料下行，坯料外圓在冷鍛成型凹模中受力作用塑性變形，形成圓柱外齒，形成圓柱齒輪坯料冷鍛件；1、等溫正火后利用高速園盤鋸對(duì)圓柱齒輪坯料冷鍛件按尺寸分割，形成圓柱齒輪粗品、采用履帶式拋丸機(jī)對(duì)圓柱齒輪粗品進(jìn)行拋丸處理后，再在精整模具中利用400噸壓力機(jī)對(duì)圓柱齒輪的齒形進(jìn)行擠壓精整，最后簡(jiǎn)單車加工和防銹包裝，形成圓柱齒輪成品。實(shí)施例只是為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容或依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上方案所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.圓柱齒輪溫冷復(fù)合精鍛塑性成型工藝，包括以下步驟: ①溫鍛塑性成型:將實(shí)心圓柱形金屬坯料加熱至鍛造溫度，模鍛出中空?qǐng)A柱形坯料； ②正火、整形、噴砂、磷化、皂化表面及處理； ③冷鍛塑性成型:在冷鍛成型凹模中，將中空?qǐng)A柱形坯料模鍛出圓柱齒輪全部輪齒的齒形； ④等溫正火后利用高速園盤鋸對(duì)圓柱齒輪坯料冷鍛件按尺寸分割； ⑤冷推擠精整成型:用精整模具將圓柱齒輪分割件冷精整為齒形面無(wú)需后續(xù)加工的最終鍛件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱齒輪溫冷復(fù)合精鍛塑性成型工藝，其特征在于:所述的溫鍛成型工藝包括a、斷料:圓盤鋸截取金屬棒材；b、制坯拋丸:對(duì)金屬棒材定經(jīng)定尺、車外圓、端面倒角，拋丸:將坯料放入拋丸機(jī)內(nèi)進(jìn)行表面噴砂；c、涂層:將上述金屬棒材加熱至180-220°C，稀石墨浸泡，進(jìn)行表面涂層；d、加熱鐓粗:將上述涂層好的坯料，加熱至800-900°C放入凹模中，對(duì)坯料的上端面進(jìn)行擠壓，使棒材變成大直徑的圓柱體；e、反擠壓:將鐓粗后的坯料立即放入反擠凹模中，對(duì)坯料的上端面進(jìn)行反擠，形成上端為中孔，下端面為底部；f、沖底:對(duì)反擠成型后坯料進(jìn)行沖裁底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱齒輪溫冷復(fù)合精鍛塑性成型工藝，其特征在于:所述的冷鍛成型工藝包括將正火、整形、噴砂、磷化、皂化表面及處理好的坯料放進(jìn)冷鍛成型凹模中，利用凸模對(duì)坯料上端面正擠壓，坯料外圓在冷鍛成型凹模中受力作用塑性變形，形成圓柱齒輪全部輪齒的齒形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圓柱齒輪溫冷復(fù)合精鍛塑性成型工藝，包括以下步驟①溫鍛塑性成型；②正火、整形、噴砂、磷化、皂化表面及處理；③冷鍛塑性成型；④等溫正火后利用高速園盤鋸對(duì)圓柱齒輪坯料冷鍛件按尺寸分割；⑤冷推擠精整成型。該工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率提高、生產(chǎn)周期較短，替代了熱鍛后大量采用機(jī)床加工的加工方法，減少了機(jī)床加工的作業(yè)量，既能滿足精度要求，又降低了制造成本及周期，同時(shí)也符合當(dāng)今世界制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。
文檔編號(hào)B21K1/30GK103157759SQ201110408068
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者萬(wàn)永福, 張扣寶, 陸建坤 申請(qǐng)人:江蘇威鷹機(jī)械有限公司