[发明专利]一种汽车用直齿圆柱齿轮的精密锻造新工艺及模具

说明书

技术领域

本发明属于一种齿轮的精密锻造新工艺及模具技术，用于汽车及精密机床的变速箱。

背景技术

在传统的齿轮生产大多采用传统的切削加工方法，材料利用率低，产品成本高。随着市场对齿轮产品性能和成本要求的不断提高,由于切削加工方法的高制造成本和底的加工效率，这使得人们把注意力转到一些新的制造工艺。

汽车用直齿圆柱齿轮的精密锻造新工艺及模具，以生产尽量接近齿轮最终形状的产品，甚至完全提供成品齿轮零件为目标，不仅具有节材、节能、低成本等显著优势，而且可以提高齿轮的力学性能和加工性能。

在汽车用直齿圆柱齿轮的精密锻造新工艺及模具中，采用温挤压—冷锻复合精密锻造方法制造接近齿轮零件形状的精锻件，较传统的闭式精锻、热锻和冷锻等单一成形方法获得的锻件精度更高、成形载荷更小和实用性更高。在温挤压工艺中采用预锻和终锻两步工艺，使直齿轮的成形工艺性得到提高，同时采用中心分流的工艺降低了锻造载荷，提高了模具寿命。在冷锻过程中通过浮动凹模法实现了汽车用直齿圆柱齿轮零件精密冷锻整形。上述新工艺使汽车用直齿圆柱齿轮的精密锻造有着更高的生产效率，获得的零件的力学性能得到更大的提高，因此，直齿圆柱齿轮的精密锻造新工艺及模具具有更加光明的使用价值与发展前景。

发明内容

在此处键入发明内容描述段落本发明专利的目的是：针对上述问题，降低汽车用直齿圆柱齿轮加工的高制造成本和底的加工效率。以温挤压—冷锻复合精密锻造方法制造接近零件形状的毛坯，较传统的成形技术减少了后工序的切削量，减少了材料能源的消耗。采用精锻工艺生产齿轮，不仅具有节材、节能、低成本及高效率等显著优势，而且有助于在齿轮的内部形成致密、均匀的材料组织，沿齿形轮廓具有连续合理的金属流线，形成表面加工硬化层及圆滑过渡的齿根，从而大大提高齿轮的耐磨损、抗腐蚀的能力及根部的弯曲强度，明显改善齿轮的疲劳性能。

为了解决上述技术问题，本发明专利的技术方案是：本发明一种汽车用直齿圆柱齿轮的精密锻造新工艺及模具，包括坯料的准备过程、温挤压预锻过程、温挤压终锻过程和精密冷锻整形过程四个相应的阶段。

坯料的准备过程主要包括钢棒下料、材料软化退火、喷丸表面处理工艺、水洗、磷化和造化工艺；温挤压预锻过程主要包括带有实现材料充满齿腔的工艺，模具顶杆表面增加了凸台，从而得到了上端凹入的预锻件，这样可实现温挤压终锻时凹入部分分流；温挤压终锻过程，材料向齿形部分填充的同时，向凹入的内腔填充。齿形充填完毕后，内腔尚未充满或接近充满，使材料在充填型腔的过程中始终有自由流动的余地，从而提高型腔填充性，降低变形阻力和加工载荷；精密冷锻整形过程主要包括精密净成形达到所要求的汽车用直齿圆柱齿轮零件的尺寸和形状精度和力学性能。

采用此种方案，通过温挤压—冷锻复合精密锻造方法，该新工艺可以实现汽车用直齿圆柱齿轮的成形加工，成形模具使用寿命长，工作平稳。

作为本发明的一种改进，精密冷锻整形过程采用浮动凹模法，此过程的锻压力比闭式模锻所需压力要小。

采用此种方案，有利于提高模具的使用寿命，变有害摩擦为有力成形条件，最终模具闭合时，能获得所要求的汽车用直齿圆柱齿轮零件的尺寸、形状精度和力学性能。

附图说明：

下面是结合附图和实施例对本发明的具体实施方案进行详细地说明。

图1为传统汽车用直齿圆柱齿轮的加工示意图；

图2为本发明汽车用直齿圆柱齿轮的成形示意图； 

图3为本发明汽车用直齿圆柱齿轮的温挤压预锻成形模具；

图4为本发明汽车用直齿圆柱齿轮的温挤压终锻成形模具；

图5为本发明汽车用直齿圆柱齿轮的冷精整形模具中的浮动凹模装置示意图；

图6为本发明汽车用直齿圆柱齿轮的冷精整形模具；

上述图中的标记为：

图3为汽车用直齿圆柱齿轮的温挤压预锻成形模具的 1．上模座，2.凸模垫板，3.销钉，4.凸模固定内六角落钉，5.凸模固定板，6.凸模，7、19.紧固螺钉，8.凹模，9.第一层压套，10.第二层压套，11.凹模压板，12.齿形垫板，13.下凸台，14.下模座，15.顶料垫块，16.顶杆，17.上凸台，18.导柱，20.导套。