[发明专利]圆柱齿轮温冷复合精锻塑性成型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种圆柱齿轮精锻塑性成型工艺。

背景技术

直齿圆柱齿轮是汽车、航天航空、机械等行业中应用极为广泛的重要传动零件，其形状复杂，材料、尺寸精度、表面质量、机械性能都有较高要求。为了提高材料利用率与齿轮零件的机械性能，现在国内均采用锻造的方法生产齿轮锻件，再机加工为齿轮零件。目前国内大批量生产的方法一般是将棒料下料为一定长度的坯料后，加热至1050-1150℃，在摩擦压力机或热模锻压力机上利用锻模将坯料锻造为接近零件尺寸的齿坯锻件，再采用机加工的方法精加工齿形面、内孔和端面成为齿轮成品零件，这种方法的优点是锻压设备投资较低、模具简单，缺点是机床设备投入较多，材料利用率和生产效率较低，生产周期长，且加工成本较高。中国国家知识产权局公开了CN93115193.7一种精密模锻一推挤直齿圆柱齿轮的工艺，将实心圆柱形金属坯料加热至锻造温度，模锻出直齿圆柱齿轮全部轮齿的齿形，经过退火和清除氧化皮处理，齿面有少量的金属余量，再进行冷推挤精整，将齿面的金属余量挤至齿端；将热模锻工艺和冷挤压工艺联合起来，并且采用了新型模具结构。将金属坯料加热至锻造温度，用一种新型的直齿圆柱齿轮精锻模在摩擦压力机上一次锻击就使直齿圆柱齿轮的全部轮齿成形，齿轮锻件经过退火和清除氧化皮处理，齿面有少量的金属余量，再用一种新型的圆柱齿轮推挤模在液压机上对齿轮锻件的齿面进行冷推挤精整，从而使齿形最终成形；将金属塑性成形技术应用于齿轮制造，实现直齿圆柱齿轮的少无切削加工，以取代圆柱齿轮的传统的切削加工工艺，从而提高材料利用率和生产效率，降低生产成本，提高经济效益。中国国家知识产权局还公开了CN201010123917.2一种重量1-3公斤大直径大模数的直齿圆柱齿轮的复合精锻成形方法，将圆钢棒料精密下料为一定长度的坯料，将坯料加热至720-850℃，在机械压力机上利用精锻模具将坯料锻造为接近最终零件形状的中间锻件，然后进行中间退火处理，表面抛丸处理和磷化皂化润滑后，在液压机上采用分流精锻技术，用精整模具将中间锻件冷精整为齿形面无需后续加工的最终锻件；可以实现齿形面等部分无需机加工，提高产品性能、生产效率和材料利用率的直齿圆柱齿轮的复合精锻成形方法，尤其是重量1-3公斤大直径大模数的直齿圆柱齿轮的复合精锻成形方法。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

发明内容

本发明提供一种圆柱齿轮温冷复合精锻塑性成型工艺，主要解决现有传统加工工艺，机床设备投入较多，切削加工浪费了金属材料，劳动生产效率低生产周期长，加工成本高，保护生产环境的技术问题，采用温冷复合精锻塑性成型技术，先是温锻制成中空圆柱形坯料，然后冷精锻出圆柱齿轮的齿形，最后冷推挤精整成型，达到产品成型要求。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

圆柱齿轮温冷复合精锻塑性成型工艺，包括以下步骤：

①温锻塑性成型：将实心圆柱形金属坯料加热至锻造温度，模锻出中空圆柱形坯料；

②正火、整形、喷砂、磷化、皂化表面及处理；

③冷锻塑性成型：在冷锻成型凹模中，将中空圆柱形坯料模锻出圆柱齿轮全部轮齿的齿形；

④等温正火后利用高速园盘锯对圆柱齿轮坯料冷锻件按尺寸分割；

⑤冷推挤精整成型：用精整模具将圆柱齿轮分割件冷精整为齿形面无需后续加工的最终锻件。