[发明专利]齿轮热冲压设备及齿轮热冲压方法

说明书

技术领域

本发明涉及冲压设备及齿轮冲压方法，尤其涉及一种加工齿轮的热冲压设 备以及通过热冲压工艺加工齿轮的方法。

背景技术

齿轮的传统加工方式一般分为：滚齿、插齿、铣齿，剃齿、磨齿、刨齿、 拉齿，注塑成形，冷冲压等加工工艺，以上齿轮加工工艺要么加工效率低，或 齿轮精度不高，齿面粗糙；而热冲压加工齿轮在效率上和齿轮精度要求均能完 全满足要求；齿轮冷冲压加工时，一般需要3-4个工序才能完成一片齿轮的冲压 成型，对模具的强度有非常高的要求。为了改变上述问题，现有技术人员基于 齿轮冷冲压加工新开发的一种新工艺：热冲压加工工艺，这种工艺非常适合材 料厚度2.0-20.0mm的圆柱齿轮的热冲压加工，适用35、40、45、50、55、60、 40Cr、42SiMn、35SiMn、45MnB、40Mn、50Mn2、34CrNi3、S34CrNi、40CrNiM、 42CrMo4、42CrM、37SiMn2M、35CrM等板材的齿轮热冲压加工。使用热冲压 工艺具有以下优势：

①材料加热后有效降低了材料的硬度和抗剪力，使精细齿轮冲压生产得以 实现；

②材料在加热到一定温度后变软，在模具冲压过程中能有效提高剪切面的 光洁度，提高齿轮使用寿命和精度；

③简化冲压工序：毛坯制备后通过加热可一次冲压成形；

④生产较大齿轮时无需大吨位的冲压机，降低冲压机吨位要求；

⑤减少冲压机床，减少修模工作量；

然而，由于齿轮热冲压前需要进行加热，现有技术人员考虑到期生产成本， 往往对材料熔点小的齿轮进行热冲压加工，而对于锰、钢等材质的齿轮，往往 采用传统冷冲压工艺。因此，急需一种可加工高熔点材料的齿轮热冲压方法。

另一方面，传统的齿轮冲压完成后，需要对冲压好的齿轮半成品进行淬火， 现有技术人员为了提高生产效率，在热冲压结束后往往将冲压好的半成品存放 在一个存储箱内，直至存储箱内的半成品累积到一定数量时，再通过机械手等 抓取机构将这些冲压好的半成品输送至淬火装置中进行加热淬火，大大浪费了 生产资源且生产效率低，工序复杂。因此，急需一种可节约生产资源且生产效 率高、工序简单的齿轮热冲压设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种不但可以节约生产资源、提高生产效率并确保齿 轮加工精度和使用寿命的齿轮热冲压设备。

本发明的另一目的是提供一种可加工高熔点材料并确保齿轮加工精度和使 用寿命的齿轮热冲压方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种齿轮热冲压设备，用于通过热冲压 的方法加工齿轮，所述齿轮热冲压设备包括加热系统、冲压模具、淬火箱、周 转槽和输送系统，所述加热系统用于加热毛胚料；所述冲压模具将加热好的毛 胚料冲压成齿轮；所述周转箱包括向下倾斜的滑槽并通过所述滑槽将热冲压好 的齿轮导入淬火箱；所述淬火箱内盛放有冷却介质并用于对冲压好的齿轮淬火； 所述输送系统包括伺服电机和用于抓取释放工件的抓取机构，所述伺服电机控 制所述抓取机构将加热好的毛胚料输送至冲压模具内并将冲压好的齿轮输送至 周转箱内。

较佳地，所述冲压模具包括上冲压板、下冲压板和冲压驱动部，所述冲压 驱动部控制所述上冲压板和下冲压板压合以将毛胚料冲压成齿轮，所述上冲压 板和下冲压板内开设有与冷却水供应系统相连的冷却水管。由于齿轮的冲压模 具上必须具有刃口，而使用热冲压工艺加工时，因冲压模具在生产中需要同加 热过的毛胚料频繁接触，使得冲压模具在高温的毛胚料作用下产生温度变化， 不但降低了冲压模具的硬度和寿命，并使得冲压模具的刃口不能有效切割出齿 轮的轮齿处，降低齿轮加工的精度和效率，因此本发明齿轮热冲压设备的冲压 模具中具有与冷却水供应系统相连的冷却水管，使得冲压时，冷却水管内的冷 却水持续循环，使得冲压模具的表面温度不高于380摄氏度，解决了在热冲压 过程中冲压模具的刀口受温度影响硬度不够的问题，使得本发明齿轮热冲压设 备模具寿命长硬度高、齿轮加工精度高且效率高。