[发明专利]内斜齿轮或螺旋渐开线内花键塑性精密成形工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料的塑性精密成形技术，具体是一种内斜齿轮或螺旋渐开线内花键塑性精密成形工艺及装置，适用于大批量的扁平内斜齿轮及螺旋渐开线内花键类零件的塑性精密成形。

背景技术

目前，扁平类内斜齿轮及螺旋渐开线内花键零件，通常采用机械切屑加工工艺加工，存在着刀具寿命低、成本高，产品的尺寸同一性不好，生产效率低，材料利用率低等问题。随着汽托工业的迅猛发展，传统的机械切屑加工方法已无法满足愈来愈大批量生产的需求。

发明目的

本发明的目的正是针对上述现有工艺中所存在的不足之处而提供一种用于内斜齿轮或螺旋渐开线内花键塑性精密成形的工艺及装置。

本发明的研究机理是：根据力学分析，内斜齿轮及螺旋渐开线内花键零件塑性精密成形时，必须有径向力与摩擦阻力相平衡，即旋转装置——要么凸模转动，要么凹模转动，或者毛坯转动，如此该成形装置就比较复杂。鉴于此，综合考虑多种因素如模具的结构形状，制做的难易程度、使用寿命等，设计一套内斜齿轮或螺旋渐开线内花键塑性精密成形装置。该装置的独特之处在于把成形凸模做成分体组合式，齿形芯轴是活动的，凹模固定，零件毛坯则处于自由状态，舍弃了传统的、复杂的旋转装置和顶出装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明的内斜齿轮或螺旋渐开线内花键塑性精密成形工艺，包括以下步骤：

a、下料；

b、软化退火处理；

c、制坯：去除坯料表面氧化皮后按要求制备毛坯；

d、润滑：采用高分子润滑剂将毛坯润滑；

e、精密成形：在塑性精密成形装置上成形内斜齿或螺旋渐开线内花键；

f、成品。

本发明中采用的“FM-3水基高分子润滑剂”，是河南省开封市康洁洗涤助剂有限公司根据郑州机械研究所的要求而配方生产的、用于成形内斜齿或螺旋渐开线内花键的高分子润滑剂。该润滑剂无污染，无毒害，操作便利，可以完全取代传统的磷化皂化润滑，可以有效减小精密成形时的摩擦力，可以达到零排放，工艺质量易控制，成形制品表面光洁度好。【现在市面上有多种可用于冷挤压的润滑剂，如广汉市恒润化工有限责任公司生产的“HR-35A水溶性冷挤压润滑剂”，四川南溪高分子化工厂生产的“H-4型水基高分子润滑剂”，四川大学研制的“HST-1高分子润滑剂”等都可用作黑色金属的冷挤压，但各厂家的润滑剂又各有所长，需要经实践验证以确定采用何种润滑剂更适宜于所成形的具体零件。】

所述成品为扁平内斜齿轮或螺旋渐开线内花键类零件。

其成形工艺过程为：采用高速带锯锯切棒料，然后进行软化退火处理，去除坯料表面氧化皮后按要求制备毛坯，采用FM-3高分子润滑剂(该润滑剂具有独特性)将毛坯润滑处理，最后在塑性精密成形装置上成形内斜齿轮或螺旋渐开线内花键。成形内斜齿轮或螺旋渐开线内花键工件时，把模具装配好，小心谨慎地将凸模与凹模调整对中，以便保证内斜齿件的尺寸精度。

本发明的塑性精密成形装置，包括上、下模板和安装在上、下模板之间的一套组合凸模、组合凹模和工件顶出部分，所述组合凸模包括：凸模、凸模套配合和上垫板通过凸模锁紧螺母装于固定在上模板底面上的凸模固定套内，斜齿形芯杆与凸模呈分体结构，斜齿形芯杆顶部加工有可放置滚珠的凹坑；所述组合凹模是由凹模、中凹模、中凹模套、凹模外套相互过盈配合组成；所述工件顶出部分包括顶出环、顶出块和顶料杆。组合凹模与工件顶出部分通过凹模紧固圈固定在凹模筒内，垫块、下垫板位于凹模筒内；底部垫块位于下模板中，下垫板、垫块和底部垫块由上至下依次设置且均加工有中心孔，其中心孔轴线与整个模具中轴线重合，顶料杆、顶出块、顶出环依次安装在该中心孔内。

在本发明的装置中，斜齿形芯杆是单独设置、自由活动的，使用时可先穿入制备好的毛坯内孔中，成形结束时可以从工件中自由脱开。

其操作程序是：先将凸模18与凸模套17间隙配合，然后与上垫板19一起装入21内，通过旋紧凸模锁紧螺母21将凸模安装在固定于上模板16底面上的凸模固定套20内；将小凹模12以一定的压合量压入中凹模4内，然后再与中凹模套3压配合，最后再与凹模外套2压配合，构成组合凹模；将底部垫块9放入下模板8内，将垫块7、下垫板11先后放入凹模筒10内；将顶料杆6、顶出块5、顶出环23先后放入垫块孔内；将组合凹模放入凹模筒10中，最后用凹模紧固圈1将整个凹模固定在凹模筒10上，凹模筒10固定在下模板8上。