[发明专利]一种新型端面齿敲击成形机床及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种端面齿敲击成形机床及加工工艺。 

背景技术

目前国内传统的端面齿加工方法大概有两种： 

第一种：用铣刀铣齿成型；第二种：用拉刀拉齿成型；而冷打端面齿工艺，是无切削工艺的一种。它是利用钢材在冷态下具有一定的塑性，施以高能量打击力而成形的。其原理是在打轮轴上，沿对称位置上各安装一个无刀刃的打轮，打轮轴每转一圈，打轮打击工件两次。打轮除自转外还能绕打轮轴公转。 

发明内容

本新型工艺的目的是加工各种转动轴凸缘叉端面齿，在不破坏金属材料结构的情况下，消除产品加工时产生的应力，提高产品强度和零件的耐磨性。 

有益效果：1、设备简单，投资成本较低，普通加工端面齿的滚铣机床，因为吃刀量较大，对机床的刚性、强度要求较高，一台设备也要12万左右；购买一台拉床显然投资上百万；然而如图1所示，投资一台冷敲成形机床则不超过5万元； 

2、比切削机床加工一般可以提高效率5倍以上。以我们公司023凸缘叉为例，原滚切机因为吃刀量较大，在换向旋转70°时还需要人工来改变装夹，因此一个员工只能操作一台设备，加工一件按8分钟计算；一个班大概可以加工60件左右；而冷敲机床，主轴在3000转/分钟的高速运转下，主轴每转一圈，相对称的两个打轮共打击工件两次，打轮每敲击一次，进给量大概为 

0.10-0.15mm左右，如此以来加工一件产品大概需要不到6分钟时间，每个班大概可以加工80件产品，另外冷敲机床属于轻无切削，吃刀量较小，我们设计成数控机床，在加工完另一个方向齿廓的时候，可以自动旋转70°，因此一个员工可以控制10台设备。这样一个员工每天班产为600件以上。 

3、打轮结构简单，易于制造，在自制的简易打轮专用磨床上进行精加工很方便。滚刀和拉刀结构比较复杂，制造困难，一般工厂无法自行解决，刀具磨损后需要专用机床修整，而且破损后不可修复，购买起来成本很高，订购周期较长；而打轮寿命也长，每对新打轮，可加工200多件才需重新修磨。 

4、不仅改善了工件表面光洁度，而且提高了材料的组织结构和物理强度；在打轮寿命范围内，工件的齿行尺寸变化不大，大批量生产时更容易控制零件公差，具有良好的互换性； 

5、在冷打工艺中，工件只是发生了形状的变化，而重量没有改变，因此材料的利用率提高了，一般比切削加工节约8％左右； 

6、冷敲端面齿数控机床，操作简单，普通员工都可以操作。 

附图说明

附图1敲齿机的总体结构示意图，冷敲端面齿的数控机床产品形状图。(部件名称如下)1-变频电机；2-主轴；3-刀杆；4-打轮机构；5-旋转工作台；6-数控系统；7-床身；8-底座。 

附图2是本发明机床的打轮内部机构示意图。(部件名称如下)1-主轴；2-打头座；3-打轮；4-飞轮；5-铜套；6-调整块；7-打轮；8-铜套。 

附图3是本发明加工工艺的冷打成形原理图。 

具体实施方式

利用金属材料在冷态下具有一定塑性变形的特性，打轮使工件发生塑性形变。利用一对类似端面齿铣刀(无刃)的打轮，在摩擦力的作用下自转(还能绕打头轴公转)，在3000转/分钟的高速转动下，产生高能量的冲击力，使工件发生塑性形变；主轴每转一圈，相对的两个打轮依次打击工件两次，每打完一个齿后，在数控系统的控制下，打轮自动移至下一个齿，同一个方向的齿廓打完后，利用数控旋转工作台自动旋转70°，继而开始敲击另一个方向的齿廓，所有工序一次装夹，完成端面齿的加工。