[发明专利]双联直齿圆柱齿轮齿形精密锻造工艺

说明书

所属技术领域

双联直齿圆柱齿轮齿形精密锻造工艺，属于机械制造行业锻造工艺技术领域。 

背景技术

双联直齿圆柱齿轮在基础工业的机械行业的中，在各种齿轮传动机构中有着飞十分广泛的用途。现在国内外生产这种齿轮，几乎部是采用锻造工艺锻造齿轮毛坯，再用滚齿机或者插齿机的机械加工工艺加工制造双联直齿圆柱齿轮的齿形。这是传统的稳定的双联直齿圆柱齿轮制造工艺。但是传统的机械加工制造双联直齿圆柱齿轮制造方法，存在固有的缺陷：一是双联直齿圆柱齿轮的材料利用率低，因为机械加工齿形两个轮齿之间的金属被切削掉了，同时对于齿轮毛坯的外圆还需要留机械加工余量，所以相对于锻造齿形，需要浪费材料35％——45％，大模数齿轮的材料利用率更低；二是用机械加工工艺加工制造双联直齿圆柱齿轮齿形，由于两个轮齿之间的金属纤维被切削掉了，所以相当于锻造成型齿形的齿轮机械强度要差很多。三是生产效率很低，用机械加工工艺加工制造双联直齿圆柱齿轮齿形，以本实施例齿轮模数为4，双联直齿圆柱齿轮的大端齿轮齿数为30齿，齿厚为20mm，小端齿轮齿数为15齿，齿厚为30mm，不论是用滚齿机加工，还是用插齿机加工，都需要45分钟以上。换言之，用机械加工工艺生产制造“双联直齿圆柱齿轮齿形”的缺陷是：材料消耗定额高、综合能耗高、生产效率低、齿轮啮合强度低。 

发明内容

为了克服用机械加工工艺加工制造双联直齿圆柱齿轮齿形的固有缺陷，所以创造发明了“双联直齿圆柱齿轮齿形精密锻造工艺”。具体的发明内容是： 

1.双联直齿圆柱齿轮齿形精密锻造工艺，其技术方案的主要技术要点是：用锻造工艺和闭塞式模膛的锻造模具，制造双联直齿圆柱齿轮的两级台阶圆柱齿轮的全部齿形，锻造工艺为用圆饼毛坯一次加热，一次锻造成型全部齿形，精密模锻的锻模结构为闭塞式模膛构造，齿形凹模为上大下小的分体式构造，模具上冲头(12)为分体式的齿形凸模，上大下小的锻模下冲头(4)为齿形垫模兼作卸料模，模具用4组导柱导套导向定位。 

2.根据第一项技术要点所述的“双联直齿圆柱齿轮齿形精密锻造工艺”其锻造工艺流程是：备料＞加热＞用闭塞式模膛的锻模，在无下死点的螺旋压力机或者模锻压力机上进行锻造＞热锻件检验＞锻件冷却＞机械加工两个端面和内孔＞齿轮产品渗碳热处理＞齿轮产品终检验＞产品包装入库。 

3.根据第一项技术要点所述的“双联直齿圆柱齿轮齿形精密锻造工艺”，精密模锻的锻模结构为闭塞式模膛构造，其技术要点是：闭塞式模膛的上部是圆柱大 齿轮的型腔，下部是圆柱小齿轮的型腔，它是由大小两个直齿圆柱内齿轮型腔模、直齿圆柱外齿轮为上冲头、直齿圆柱外齿轮为下冲头的下垫模共同构成双联直齿圆柱齿轮闭塞式模膛。 

4.根据第一项技术要点所述的“双联直齿圆柱齿轮齿形精密锻造工艺”，齿形凹模为上大下小的分体式构造，其构造特征是：下部的型腔凹模，在安装后的工作状态是上大下小的直齿圆柱内齿轮，为了便于能够加工制造，和降低模具制造成本，沿大直径内齿轮和小直径内齿轮的分界面，分解为两个内齿轮，两个内齿轮的模数等齿形参数相同，但是齿数和齿顶圆直径不同，上部大直径的内齿轮的上部有高度大于10mm、角度大于15度的导入角，以保证齿形上冲头灵活安全的出入型腔内齿轮模，其外圆是上小下大的圆锥形，其上小下大的圆锥形的下端面有与下面的型腔凹模保证同心度的定位圆柱凸台，下面的直齿圆柱内齿轮型腔模的外圆是一个圆柱形，并且直径与圆锥形的大端直径相同，并且上部有与上型腔内齿轮模保证同心度的定位圆柱凹孔，孔直径与凸台直径相吻合，并且紧配合。 

5.根据第一项技术要点所述的“双联直齿圆柱齿轮齿形精密锻造工艺”，型腔下模的位置和装配关系是：型腔下模的各个相关零件，凹模固定环(6)安装固定在下模座上，凹模固定环(6)是的外形是圆柱形，内孔是由上部的上小下大的圆锥形和下部的圆柱形构成，在圆环形的壁厚度中心、有4个以上的沉头螺杆孔。 

6.根据第一项技术要点所述的“双联直齿圆柱齿轮齿形精密锻造工艺”的直齿圆柱外齿轮上冲头，其构造特征是：直齿圆柱外齿轮的模数等齿形参数和型腔凹模的齿形参数相吻合，并且以凹模为基准取大间隙配合，单边间隙0.3-0.5mm，型腔凹模内齿轮的齿顶圆直径和齿根圆直径以齿轮产品零件图为基准增大0.8％——1％，终锻温度高于900度时取上限，终锻温度低于900度取下限。