[发明专利]直齿轮滚轧和挤压组合精成形的装置及工艺

说明书

本发明属于金属塑性加工技术领域，涉及一种金属滚轧和挤压成形的装置及工艺的改进。

现有直齿轮的加工技术中的插齿、刨齿、铣齿、滚齿，冷、温挤压等，都存在一些不足，插齿、刨齿、铣齿不但材料利用率低，而且把坯料的金属纤维切断，其机械性能差，滚齿加工的效率低，而且加工较为硬脆的材料的困难很大；冷、温挤压不但需要很大吨位的压力机，而且对模具材料硬度和耐磨性都有很高的要求。

这就需要根据金属热塑性成形的变形规律研制一种既能降低设备吨位、提高材料利用率和加工率，又能替代机械粗加工并保证机械性能的直齿轮塑性精成形的装置与工艺，这种工艺再与机械加工的插齿、刨齿和铣齿相结合，是现代制造技术中加工齿轮的一个新的发展方向。

本发明为达到上述目的而提供的一种直齿轮滚轧和挤压组合精成形的装置及工艺。

本发明装置如下：

该装置有板式滚压塑性精成形机(见专利号：ZL 95109500.5)和液压机上安装的直齿轮热滚压制坯和热挤压精成形的装置。

直齿轮热滚轧制坯是在板式滚压塑性精成形机上完成的。

滚轧的上、下模板为完全相同的反对称型槽，上、下模板分别装在上、下滑动压板上，上、下滑动压板分别与上、下压辊相切接触，上、下模板随上、下压板相对滑动。

直齿轮热挤压精成形装置是由上装置和下装置组成：

在上装置中，导向套和压板固定在上固定板上，导向柱和弹簧导柱固定在下固定板上，上凸模和芯杆导套由下固定板的下方装入下固定板，上凸模杆是装在上凸模和芯杆导套中，在上凸模芯杆与上凸模和芯杆导套之间设有空气弹簧室，在空气弹簧室中设有进气阀和排气阀，而且进气阀与高压气源相通，当空气弹簧室的压力低于所设定的最高压力时，高压气源就通过进气阀供气，当空气弹簧室的压力高于所设定的最低压力时，便通过排气阀排气，压盖用螺栓旋紧在上凸模和芯杆导套上，装有导向套的上固定板可套入装有导向柱的下固定板上，把上固定板装在活动横梁的下方，把下固定板固定在机架上。

在下装置中，工作台的下方装有下凸模导套，下固定板上装有下凸模和芯杆导套，下固定板固定在机架上，在下凸模和芯杆导套上装有弹簧，下固定板的下方可将芯杆插入下凸模和芯杆导套，并可使其与下顶出缸柱塞的上端面连接。

本发明工艺如下：

将加热至锻造温度的圆棒料送至板式滚压塑性精成形上下模板的上下模板的入口处，并保证圆棒料的中心线和上下压辊的中心线在同一垂直平面内，在上、下滑动压带动上下模板板相对滑动过程中，圆柱棒料就被滚轧成精成形直齿轮挤压用的齿轮坯，齿轮坯由上下模板的出口处落入传送带。

直齿轮热挤压精成形装置先把模具预应力套加热后再将凹模压入套中，然后将其装在工作台上并使上凸模和芯杆导套、下凸模和芯杆导套与凹模滑动配合，然后便可固紧在工作台上，把加热至锻造温度的直齿轮坯置入凹模，开动压机，上凸模和芯杆导套压入凹模，便对毛坯中间部分产生镦粗变形，当压力增大到规定数值时，上凸模芯杆便克服了空气弹簧室的弹性阻力向下移动，压入齿轮坯中心，使毛坯的齿形完全充填到凹模的模具型槽中，与此同时，下凸模因受到下固定板的限制，不能向下移动而下凸模芯杆便在顶出缸的作用下由齿轮坯料的下面压入齿轮坯的中心，使齿轮坯的齿形完全充填到凹模的型槽中，随后在压机的活动横梁向上移动的同时，顶出缸便把热挤压精成形的齿轮顶出，完成了直齿轮的热挤压精成形。

本发明的优点是：

1、滚轧制坯和挤压成形的组合工艺需要的设备吨位小、材料利用率高，并可充分发挥材料塑性的潜在能力。

2、坯料对模具的充填性好，大大减少了机械加工的切削量提高了材料利用率、金属纤维分布合理，机械性能高。

3、生产效率高，易于实现自动化。

4、无冲击、噪声及其它的环境危害。

5、设备投资低，对工人技术要求低。

图1.1是本发明板式滚压塑性精成形机的主视图；

图1.2是本发明板式滚压塑性精成形机的侧视图；

图2.1和2.2是本发明板式滚压塑性精成形机的滚轧的工装与模具结构图；

图2.3是本发明板式滚压塑性精成形机的滚轧的工装与模具结构A-A剖视图；

图2.4是本发明板式滚压塑性精成形机的滚轧的工装与模具结构A-A剖视图的B-B剖视图；

图2.5是本发明板式滚压塑性精成形机的滚轧模具模板型槽图；

图3是本发明直齿轮热挤压液压机和挤压精成形装置的结构图；

图4.1是本发明直齿轮的精确几何形状和尺寸图；