[发明专利]一种直/斜齿柱形齿轮精密成形方法

摘要

一种直/斜齿柱形齿轮精密成形方法，其特征是通过“增径半隆埂-劈槽”途径，由两个步骤实现：第一步将圆柱形坯料闭式模锻为一端径向尺寸较大、截面面积较大、边缘轴向尺寸较大，另一端截面面积与所需值相等，但径向尺寸稍小，两端之间以斜角过渡，柱面呈“增径半隆埂”状态的预成形件；第二步，按大端至小端的顺序将预成形件穿过各齿槽对应处设有劈楔的终成形凹模，劈楔的劈刃和工作面均呈倾斜状态，使轮缘发生劈挤变形，各槽底加深、各埂顶升高，得到齿廓完整的轮齿。本发明获得的轮齿/齿槽清晰饱满，所需成形力较小，设备动作简单，模具结构不复杂，工件容易脱模，对工艺条件要求低，适应性广。

主权项

一种直/斜齿柱形齿轮精密成形方法，其特征是由两个步骤实现：第一步，将圆柱形坯料（1）闭式模锻为预成形件（2）；第二步，按大端至小端的顺序将预成形件（2）穿过终成形凹模（12），使轮缘发生劈挤变形，各槽底加深、各埂顶升高，得到齿廓完整的轮齿；预成形模具按预成形件（2）形状制造，所述的预成形件（2）具有如下结构：在预成形件（2）的子午面上，取大端（6）齿顶圆直径D1为（D‑2b）~D，D为终成形齿顶圆直径，b为终成形齿槽底部宽度；大端（6）齿顶圆直径D1与小端（7）齿顶圆直径Dy之间以倾斜角度γ1过渡，取γ1为2°~10°；同时，大端（6）齿根圆直径D2与小端（7）齿根圆直径D0之间以γ2过渡，取γ2为1°~7°；在预成形件（2）的子午面上，自内到外渐变增大大端（6）边缘轴向尺寸，所述的边缘是指D1至D‑2（ΔR+b）之间的环形区域，D1为大端（6）齿顶圆直径，D‑2（ΔR+b）为终成形阶段不变形区域直径，其中，D为终成形齿顶圆直径，ΔR为终成形齿高，b为终成形齿槽底部宽度；并取齿顶部轴向增高量ΔH为（0.4~0.8）ΔR；在大端（6）终成形阶段不变形区域与齿顶之间以曲面f过渡，曲面f为锥面或为以锥面为基准向外凸起幅度为0~ΔH/3的曲面；在轴向投影图上，预成形件（2）小端轴向投影轮廓（9）所包围的面积等于齿廓（8）所包围的面积；预成形件（2）小端轴向投影轮廓（9）凹凸幅度尺寸ΔRy的取值范围为（0.25~0.75）ΔR，ΔR为终成形齿高；预成形件（2）小端轴向投影轮廓（9）为样条曲线或为圆弧过渡，并使相对齿廓（8）齿槽多余面积s2等于相对齿廓（8）齿顶缺少面积s1；大端（6）轴向投影面积大于终成形所需面积；预成形件（2）主体轴向尺寸H1等于终成形件轮缘高度；所述的终成形凹模（12）具有如下结构：终成形凹模（12）与齿槽对应部位劈楔的数量与轮齿数相等；每个劈楔头部为尖劈状，有一条劈刃（16）和两个工作面（17），每条劈刃（16）由两个工作面（17）交会而成，工作面为平面或微凸曲面；工作面（17）的法线相对于轴向、径向、切向三个方向均呈倾斜状态，工作面夹角α0范围为30°~100°，劈刃倾角β范围为20°~75°；劈楔头部有宽度为h的工作带，h取0.5~8.0mm；终成形凹模（12）与终成形凸模（11）之间的间隙取0.1~0.5mm。