[发明专利]矩形截面大圆环的锻造工艺及模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械制造工艺，特别是涉及一种由小直径圆棒料锻造成矩形截面大圆环的锻造工艺及模具。

背景技术

对于一些尺寸比较大的齿轮或蜗轮来说，采用齿圈组装形式，不仅可以节省一些较贵重金属，而且便于齿圈更换。齿圈毛坯制造的工艺流程较多。如：镦粗—→冲孔—→冲头扩孔—→芯棒扩孔—→修整成环。该类工艺生产效率低，劳动强度大，金属纤维在车削加工时被切断，锻件需要反复加热，工序多，锻件精度得不到保证。又如：圆棒料下料—→轧制成矩形截面的条料—→弯成大圆形—→对焊成大圆环—→打磨焊缝—→退火修整成环。该类工艺效率较高，但对焊时接合口难保平整，后续车削加工余量较大，材料浪费较多。再如：圆棒料下料—→弯成大圆形—→对焊成大圆环—→打磨焊缝—→加热—→模锻成矩形截面的圆环—→退火修整成环。该类工艺效率较高，材料浪费较少，但模锻成矩形截面的圆环时由于脱模要求在其截面上有较大的圆角，后续车削加工余量较大，材料浪费也较多。

 有关齿轮或齿圈毛坯制造的工艺技术有较多研究，公开文献也报道了一些，如：实用新型“热锻精化齿轮毛坯模具装置”（专利号为：97247906.6），涉及齿轮的制造，带齿的轮；盘形轮，通过锻造、压制制造特殊制品，锻件或压制件的制作模具装置，在下凸模固定座板上具有下凸凹模轴、下夹紧上凹环固定板、下圆环模加强套、下凸凹圆环模、在上固定壳体内具有夹紧轴辊、上凸凹模轴、上夹紧下凹环固定板、上圆环模加强套、上凸凹圆环模及轮齿凸凹牙模，该实用新型热锻精化齿轮两端形状及轮齿同时成型，轮齿精化锻出则尤为突出，具有结构简单紧凑，且成本低廉等优点。又如实用新型“齿轮毛坯扩孔锻造模具”（专利号为：03269666.3），提供一种齿轮毛坯扩孔锻造模具，这种扩孔模具由外圆压辊，固定模板，活动模板和模板固定销组成，压辊有外圆环槽；安装在扩孔机主动轴上；固定模板为与扩孔机的被动轴配合的圆盘形状，中心设置模板轴；活动模板的圆盘形状与固定模板对应，套装在模板轴上；固定模板和活动模板由固定销紧固。该实用新型和扩孔机配套使用，通过该实用新型卡紧齿轮锻坯对其进行二次扩孔成型，和直接锻造成型相比，大大提高了生产效率，同时减少冲孔废料，节省材料，同时产品质量也得到保证。再如实用新型“一种锻压齿轮毛坯”（专利号为：200920104865.7），涉及齿轮的结构，具体涉及一种低噪音铸锻压齿轮毛坯，特别是较大幅面齿轮的毛坯，该锻压齿轮毛坯包括用于加工齿牙的齿辋部分，用于与轴连接的齿毂部分，若干根连接所述齿辋与所述齿毂的辐条部分，在所述齿辋、齿毂、辐条之间构成有空心的齿轮辐部分，也就是说该锻压齿轮毛坯的构造如同轮毂的外形。该设计齿轮毛坯在保证齿轮的各项机械性能的前提下，可将齿轮运行的噪音大幅度降低，并具有节省材料，减轻重量，加工制作简单，成本低等特点。还有发明“摩托车启动主动齿轮棒料直接成坯的冷挤压成形工艺”（专利号为：200510020260.6），一种摩托车启动主动齿轮棒料直接成坯的冷挤压成形工艺，主要用于冷挤压摩托车启动主动齿轮坯的加工，即用于CB125-362或CG125-521的齿坯冷挤压成形加工。其特征是，将棒料经磷化皂化后一次性冷挤压成只带少量中间连皮的预坯中空件，再钻削去中间连皮，即可得到要冷挤压外花键齿的中空坯件。节约原材料，节省机加工时，是无切削、少切削的冷挤压工艺的进一步发展。另有发明“矩形截面铝合金环件轧制成形的方法”（专利号为：200410060885.0），涉及一种矩形截面铝合金环件轧制成形的方法。矩形截面铝合金环件轧制成形的方法，其特征是按如下步骤实现：1)下料：将铝合金棒材锯切成料段；2)制坯：将料段从室温均匀加热到高塑性、低抗力的热变形温度350℃～550℃，将热态的铝合金料段镦粗、冲孔、冲连皮，制成规定形状尺寸的轧制用环件毛坯；2)轧环：将环件毛坯放入加热炉中加热，当温度达到350℃～550℃时取出，放入轧环机孔型内，通过径向轧制或径—轴向轧制，使环件毛坯壁厚减小、内外直径扩大，成为环件锻件；4)锻件机械切削加工成产品。

但是，经本发明人调查研究后，以上专利存在加工工艺复杂、浪费材料等缺陷，所以，如何能够做到既有简单的加工工艺，又有比较高的材料利用率，一直成为机械行业非常关注的问题。

发明内容

以下结合附图及实施例对本发明的矩形截面大圆环的锻造模具结构作进一步的说明。