[发明专利]大模数直齿轮冷挤压工艺

说明书

本发明涉及大模数直齿轮冷挤压工艺，包括预成形：沿径向对齿轮坯圆周面进行挤压，在齿轮坯的圆周面上形成多个轴向延伸的预成形槽，预成形槽的数量与齿数相同，且预成形槽的槽口宽度从中间到两端逐渐增加，预成形槽的深度与齿槽的深度一致；精整：将预成形后的齿轮坯放入模具，对模具施加向下的压力，模具的多个成形齿从齿轮坯的一端进入预成形槽，并沿着预成形槽向下移动，将齿槽和轮齿挤压成形。本发明减小了精整时的变形量，降低了精整时的挤压阻力，成形难度降低，实现在更小的压力下完成冷挤压，减小了模具受到的压力，模具的损坏风险降低，且防止模具在挤压过程中温度增加过快而硬度降低，从而可提高模具的使用寿命。

技术领域

本发明属于齿轮加工技术领域，尤其是一种大模数直齿轮冷挤压工艺。

背景技术

冷挤压是齿轮的常用加工方式，具有效率高、成本低、齿面致密性较好等优点，但一般只能用于尺寸和模数较小的齿轮加工。对于模数大于或等于4的较大模数的齿轮，由于其齿形的尺寸相对较大，冷挤压时相对变形量大，导致成形阻力大，模压是必须对模具施加较大的压力，模具难以长时间使用，且挤压过程中模具升温块，升温后硬度降低，易变形，导致模具的使用寿命低，同时成形质量较差。因此，大模数直齿轮通常采用滚齿加工，加工周期长，材料损耗大，刀具成本、工装成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大模数直齿轮冷挤压工艺，降低模具成本，保证成形质量。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：大模数直齿轮冷挤压工艺，包括

预成形：沿径向对齿轮坯圆周面进行挤压，在齿轮坯的圆周面上形成多个轴向延伸的预成形槽，预成形槽围绕齿轮坯的中心均匀分布，预成形槽的数量与齿数相同，且预成形槽的槽口宽度从中间到两端逐渐增加，预成形槽的深度与齿槽的深度一致；

精整：将预成形后的齿轮坯放入模具，对模具施加向下的压力，模具的多个成形齿从齿轮坯的一端进入预成形槽，并沿着预成形槽向下移动，将齿槽和轮齿挤压成形。

进一步地，在精整的过程中，利用冷却液对成形齿进行降温。

进一步地，预成形中，采用的挤压设备包括水平的工作台，工作台上设置有定位轴以及压力设备，定位轴竖直设置且连接有伺服电机，且定位轴外部固定设置有支撑盘，支撑盘的上表面设置有定位槽，支撑盘的上方设置有与支撑盘可拆卸连接的压板；支撑盘的外侧壁设置多个延伸至定位槽的导向槽，导向槽的侧壁为斜面；压力设备上设置有预成形块，预成形块的侧壁设置有竖直的成形部，成形部的断面呈梯形或V形，成形部的宽度从中间到两端逐渐增加；

预成形时，将齿轮坯套在定位轴上并向下滑动至定位槽中，将压板安装在支撑盘上，利用压板压紧齿轮坯；再通过压力设备推动预成形块朝着齿轮坯的方向移动，使成形部穿过导向槽并对齿轮坯进行挤压，预成形槽成形；完成一次挤压后，伺服电机带动定位轴转动一定的角度，再次通过压力设备推动预成形块朝着齿轮坯的方向移动，将下一个预成形槽挤压成形；重复上述操作，直到所有的预成形槽成形。

进一步地，压力设备包括液压缸，预成形块固定安装于液压缸的活塞杆，工作台的上方设置有水平的导向杆，导向杆贯穿预成形块并与预成形块滑动配合。

进一步地，模具包括上模和下模，下模包括下模座、下模套和下模芯，下模芯内设置有型腔，成形齿设置于型腔的侧壁，下模芯设置于下模座上，下模套套接于下模芯外壁；上模包括上模芯、上模芯套、上模套、上垫板和上模压圈，上模芯套套接在上模芯的外壁，上模芯的下端伸入型腔，上模芯套设置在上模套内部，上垫板设置在上模芯和上模芯套的上表面，上模压圈套接在上模套的外壁；

精整时，将齿轮坯放在型腔上端口，每个预成形槽对准一成形齿，挤压机推动上模向下移动，下模芯伸入齿轮坯的内孔，上模芯套的下端接触齿轮坯的上端面并推动齿轮坯向下移动，成形齿沿着预成形槽运动，将齿槽和轮齿成形。