[发明专利]一种齿条冷滚打成形方法

说明书

本发明公开了一种齿条冷滚打成形方法，具体按照以下步骤实施：滚打轮从所需成形齿条一端的第一齿位开始第一次击打；滚打轮绕回转主轴公转，且齿条坯料或回转主轴进行沿齿宽方向并指向齿条坯料待成形区域的进给运动f以及与进给方向相垂直的分齿运动v_c；直至对所需成形齿条的最后一齿齿位完成第一次击打；此为一个滚打成形周期；一个滚打成形周期结束后，齿条坯料急回到初始位置进行新一滚打成形周期；或分齿运动反向以末端作为起点开始下一滚打成形周期；直至在齿条坯料表面形成所需全部齿条齿廓形状。本发明可实现对齿条类零件各种类形外齿的生产，并有效提高该类零件制造的生产效率和生产柔性、降低生产能耗物耗、提升制品力学性能。

技术领域

本发明属于齿条塑性成形方法技术领域，具体涉及一种齿条冷滚打成形方法。

背景技术

齿条作为一种基础传动零件，在各类机械制品中得到了广泛应用，尤其在工程装备、运输机械以及机床装备等领域。目前，对齿条齿形的加工主要采取切削加工和塑性成形两种方式进行。切削加工工艺链复杂，生产周期长，材料利用率低，还需要考虑切削液和切削废料的污染问题。同时，切削加工造成金属组织内部纤维线结构断裂，表面易产生拉应力，使齿条的承载能力和疲劳强度下降，因此不适于制造高性能零件。塑性成形相对于切削加工生产效率高，材料利用率高且能提高所成形齿条机械性能，但传统塑性成形如模锻、挤压成形，所需设备吨位大、耗能高，且所需要的专用模具往往较为复杂，生产柔性差，难以适应个性化、小批量、快速制造的市场需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种齿条冷滚打成形方法，可实现对齿条类零件各种类形外齿的生产，并有效提高该类零件制造的生产效率和生产柔性、降低生产能耗物耗、提升制品力学性能。

本发明所采用的技术方案是，一种齿条冷滚打成形方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：根据目标齿条的尺寸确定齿条坯料的尺寸，并按照确定出的尺寸获取齿条坯料；坯料厚度不小于2h；其中，h为目标齿形齿高；

步骤2：将齿条坯料固定于工作台上；将与目标齿条齿形相应的滚打轮夹装于工作设备上；滚打轮的自转回转半径为r；

步骤3：滚打轮从所需成形齿条一端的第一齿位开始第一次击打；滚打轮绕回转主轴公转，且齿条坯料或回转主轴进行沿齿宽方向并指向齿条坯料待成形区域的进给运动f以及与进给方向相垂直的分齿运动v_c；直至对所需成形齿条的最后一齿齿位完成第一次击打；此为一个滚打成形周期；其中，回转主轴为平行于齿条齿形待成形面的一条直线；滚打轮的公转速度为w；公转半径为R；

步骤4：一个滚打成形周期结束后，齿条坯料急回到初始位置进行新一滚打成形周期；或分齿运动反向以末端作为起点开始下一滚打成形周期；

步骤5：重复步骤4，直至在齿条坯料表面形成所需全部齿条齿廓形状。

本发明的特点还在于：

步骤1中，齿条坯料成形前进行软化退火处理并可在待加工面涂润滑油或润滑脂。

步骤2中，滚打轮可在回转主轴周向均布n个。

步骤3中，回转主轴到齿条齿形待成形面的距离d应保证滚打轮绕回转主轴公转时能够产生对齿条坯料的击打深度H；其中，d＝R+r-H。

步骤3中，分齿运动为间歇分齿成形时，回转主轴应垂直于齿宽方向；分齿运动为连续分齿成形时，回转主轴应在垂直于齿宽方向的基础上向进给方向反向偏转一安装角α；安装角α的计算公式如下：

式中，p为齿距。

步骤3中，分齿运动和滚打轮公转速度需保证严格的传动比关系；连续分齿成形时，分齿速度v_c应满足如下公式：