[发明专利]涉及锻造和两阶段冷挤压过程的双重牙形态齿轮制造方法

说明书

发明领域

本发明是关于一种创新且进步的齿轮制造方法，该齿轮具有双重牙形态，此制造方法主要涉及锻造作业，锻造作业是用于齿轮毛坯形成，接着进行两阶段冷挤压作业，用于形成在小型齿轮区段的外周围表面上的牙形态，以及用于形成在较大齿轮区段的外周围表面上的牙形态。在此所提出的制造方法也涉及特定设定的二级作业，例如在其中不同设定阶段中的回火、喷射清理、磷酸盐处理、CNC加工、搪磨/硬部分打钻(hard part boring)等。不同于常规方式，提出的方法不包括用于生成提出的具有双重牙形态的齿轮的牙塑形和搪磨作业，且实现了在其小型齿轮区段和较大齿轮区段的外周围表面上的两种牙形态。

发明背景

通常具有牙形态的包括棘轮齿轮的大部分齿轮包括一系列的轮齿，其被生成特定形态的牙尺寸，且此种牙形态通常生成为齿轮的圆形表面或面/周围。和另一齿轮或任何其它动力传输装置(一般来说棘爪)互相作用的棘轮的区段，将滑动经过所述磨圆的侧边，但将被留置在平的侧边上。

在一种常规作法中，在所述齿轮的主要本体铸造后，齿轮将进行实质加工以生成所有架构特征，轴组件的穿洞，牙形态切割、滚铣和塑形等。

这样的做法需要用到许多实质资源、生成大量废物并且耗时。这样的做法在最后最终产品中，没有提供所期望结构强度，且因此造成功能寿命的降低。在传统的做法中，齿轮的牙层或牙形态是形成于齿轮上，藉由牙搪磨和/或牙塑形。因为这样的方法论，齿轮的产生是关联于低摩擦阻力，缺乏完美度，导致客制化地装设在动力传输系统中的较少可能性，更容易在功能作用期间产生噪音，并且对于意外损害更容易敏感，且使用在交通工具中有限制。

此外，在齿轮制造的选择性作法中，特别是在棘轮齿轮的制造中，切割成适当大小的原物料件主要经受局部锻造作业或挤压，接着在基面锭上进行实质机加工作业，或选择性地所获得的锭基础件直接经受一系列的机加工作业，也就是藉由机加工/切割进行表面外形生成、穿洞、锭表面外形切割/精制和强化、牙形态切割等。最重要的，所有这些做法是关于实质机加工，用于锭上的结构特征发展，且用于生成一系列牙形态。牙切割通常是藉由其中一对一的牙切割或滚铣所制成。此外，这样的方法很耗时，不足以实现相关自动工业的要求/需求。

应用生产齿轮毛坯的单一步骤锻造过程来制造具有双重牙的所述齿轮，常规上没被实行，主要因为下列原因：

(i)所述组件的商业产品的模具设计中的技术复杂性；

(ii)无法达成生产商业可接受的具有牙的齿轮的理想锻造条件；

(iii)各种大小范围的自动组件的许多尺寸方面的关系，也就是中央洞的生成，所述组件的大小最佳化、牙形成等，这些都难以用单一标准过程来考虑，主要是用于达成所述自动组件的所有需要且较佳结构以及功能特征。

因此，本发明主要用于提供一种制造方法，其主要是涉及热锻造或冷锻造，用于从初始锭件生成齿轮毛坯，接着藉由在正式回火和修整的所述锻造工件上以两步骤实行冷齿轮挤压，用于在所提供的具有双重牙形态的齿轮的小型齿轮区段和较大齿轮区段的外周围表面上生成两种牙形态。本发明的最重要目的是省却机加工作业的应用，例如用于生成所提供的具有双重牙形态的齿轮的牙塑形和滚铣，并且以很不通常且创新方式，藉由步进式冷挤压作业在小型齿轮区段和较大齿轮区段的该外周围表面上实现两种牙形态。

本发明旨在提出一种制造方法，除了实行冷锻造/热锻造且于后进行两步骤冷挤压的必须作业，其还包括特定支持的二级步骤，作为在整个制造过程中的关键步骤；主要地用于以有效且完善的方式支持所述必须步骤的效能，并用于所述齿轮形成的最后作业。这样的二级步骤主要包括回火、喷射清理、磷酸盐处理、CNC加工(非常受限制地)、外壳渗碳、喷射清理(吊架类型)(hanger type)、搪磨(硬部分打钻)等。

通过本发明所提供的制造方法所制造的棘轮齿轮，特别是在其小型和较大齿轮区段的外周围表面上具有双重牙形态的棘轮齿轮，相比于经由常规过程所制备的类似常规自动组件来说是在其结构和功能特性上较为进步的，也就是说，在很高应力承载能力、耐摩擦、高温容许度和非常高的结构强度等方面。

发明目的

本发明的主要目的在于提出具有双重牙形态的齿轮的制造方法，此制造方法主要涉及锻造作业，此锻造作业是用于齿轮毛坯形成，接着进行两阶段冷挤压作业，该两阶段冷挤压作业用于在小型齿轮区段的外周围表面和较大齿轮区段的外周围表面上形成牙形态。