[发明专利]弧齿锥齿轮精锻成型制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车、工程机械领域用的弧齿锥齿轮的制作方法，尤其是弧齿锥齿轮精锻成型制造方法。

   

技术背景

弧齿锥齿轮广泛应用于汽车、工程机械等领域。传统的加工方法采用专用的弧齿铣齿机来加工齿形，效率低，材料利用率低，导致弧齿锥齿轮的加工成本一直较高，而且弧齿锥齿轮的加工精度较难满足动力传动的需要，不同批次的产品之间质量稳定性较差。理论上可以采用锻造方法来成形弧齿锥齿轮的齿形，在相关学术研究上也有一些简略介绍，但在作锻造实验时，发现一个较大的问题就是由于齿形弧齿螺旋角通常较大，而弧齿的高度较高，在锻造时由于金属的流动，尤其是锻造时多余金属的侧向流动，很容易将模具上的弧齿齿形破坏，或将产品的弧齿破坏，导致模具的寿命非常短，或产品弧齿无法成型，或产品弧齿的变形较严重而成为废品。对弧齿锥齿轮如何用锻压方式成型制造，一直是业内亟待解决的技术难题。

 

发明内容

本发明针对现有技术中采用锻造方法来成形弧齿锥齿轮的齿形时，很容易将模具上的弧齿齿形破坏，导致模具的寿命非常短，或将产品的弧齿破坏而成为废品等不足，提供一种弧齿锥齿轮精锻成型的制造方法。

本发明的技术方案：弧齿锥齿轮精锻成型制造方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）按照工艺设计要求准备原材料，将原材料磨削表面、探伤检查裂纹后，锯成料段，去除不符合要求的料段；

    （2）将料段加热至1150-1180℃；

（3）在压力机上将料段墩粗，冲孔，再经碾环机扩环，得到一个圆环状毛坯；

（4）将圆环状毛坯设置在多工位热模锻压力机上，在预锻模内预锻成型，得到具有预锻齿形的预锻毛坯；预锻模的齿形弧齿螺旋角β比终锻模的齿形弧齿螺旋角小8°—12°；

（5）将预锻毛坯设置在多工位热模锻压力机上，在终锻模内终锻成型；

所述的扩环、预锻和终锻都在高温下进行，采取一火连续锻造方式进行；

   （6）经球化退火处理后，表面喷砂清理，再经表面磷化皂化；

    （7）最后，在液压机上，在常温状态下精整齿形，以提高齿形精度。

进一步的特征是：所述的球化退火处理，其工艺为，升温到750℃-800℃后，保温2.5—3.5小时，然后炉冷至650℃-700℃，保持等温状态4—6小时，然后冷却至480℃-520℃。

    本发明弧齿锥齿轮精锻成型制造方法，具有如下特点：

1、采用先预锻再终锻渐进成形的锻造方式来成形齿形，大幅度减少坯料的径向流动，防止坯料的径向流动对齿形模膛的侧向压力，防止该侧向压力对锻模弧齿齿形的破坏，延长锻模的使用寿命；使齿形模的寿命极大的提高，比直接一次锻出齿形的模具提高5倍以上寿命，使精锻成形工艺代替弧齿铣齿工艺成为可能，具备推广价值。

    2、能够在产业化上使用，制造的产品质量稳定、能够替代进口部件使用

在汽车差速器上，满足国内厂商国产化的需要。

    3、扩环、预锻和终锻都在高温下进行，采取一火连续锻造方式进行，能

节省加热所需要的能源，能提高功效。

    4、提高生产效率，能有效降低其制造成本，满足国内厂商自主生产的需

要，能扩大市场占有率。

 

附图说明

    图1是本发明弧齿齿形螺旋角示意图；

图2是本发明弧齿受力分析图；

图3—1、3—2是本发明弧齿锥齿轮一种结构主视、俯视图；

图4—1、4—2是本发明一种模具结构主视、俯视图。

 

具体实施方式

  本发明弧齿锥齿轮精锻成型制造方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）按照工艺设计要求准备原材料，将原材料磨削表面、探伤检查裂纹后，锯成料段，去除不符合要求的料段；磨削表面、探伤检查等，都采用现有技术，在此不作进一步描述；

    （2）将料段加热至1150-1180℃，具体可以在中频感应炉中加热；

（3）在压力机上将料段墩粗，冲孔，再经碾环机扩环，得到一个圆环状毛坯；