[发明专利]基于展成法渐进式精密挤压成形带内外齿薄壳零件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种挤压成形方法，尤其涉及一种基于展成法渐进式精密挤压成形带内外齿薄壳零件的方法。

背景技术

挤压成形是一种金属塑性成形加工工艺方法。该工艺方法因材料利用率高，挤压后材料的组织和机械性能都能得到改善，操作简单，生产效率高，而且较金属切削工艺方法具有节约成本、设备简单和产品成型质量高等优点，因此该工艺方法得到国内外各领域的广泛应用。

目前关于内齿、内外齿圆形薄壳类零件加工，通常采用挤压、墩齿、打齿、冲压、滚齿等成形工艺方法。

1、传统的挤压成形方法将金属毛坯放入模具型腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使金属从模腔中挤出，工艺力大设备笨重，且挤压后零件齿形部分容易发生不规则变形等问题。

2、常见的墩齿工艺一般用来加工壁厚相对较厚的零件，成型花键和齿轮常用此工艺方法，对于薄壳零件的墩齿，通常只能加工内齿或者外齿，内外齿一起成型，因零件壁厚较薄，零件很难承受墩齿时轴向的工艺力，而发生失稳变形。

3、打齿工艺对于薄壳零件在国外有着较为成熟的工艺，零件成形也比较好，进口设备造价昂贵，国内还未见到生产厂家。

4、冲压成形，通过多道次，多级拉伸模冲压成形，设备吨位大，模具数量多，模具使用寿命低，总体造价昂贵。

5、滚齿，滚齿工艺国内很成熟，通过切削材料的方法加工内外齿形零件，常用于加工齿轮零件。对于薄壳零件，滚齿后因零件切削应力的存在齿形易变形，与挤压成形相比加工成本高。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于展成法渐进式精密挤压成形带内外齿薄壳零件的方法，其工艺步骤简单，所需要的工艺力比较小，大大降低了机床消耗的功率。零件变形条件好，获得的零件精度高，削弱了加工后的零件回弹变形。同时降低了薄壳类内外齿圆柱零件的加工难度，提高了齿的表面粗糙度和硬度，具有很好的实用性。

本发明的技术方案是：一种基于展成法渐进式精密挤压成形带内外齿薄壳零件的方法，包括以下步骤：

步骤A：制作主轴模具和压轮模具，所述主轴模具表面设置有若干用于成形带内外齿薄壳零件内齿的轮齿，所述压轮模具表面设置有若干用于成形带内外齿薄壳零件外齿的轮齿；

步骤B：设置主轴、同步主轴、同步压轮轴、压轮径向进给轴和压轮轴向进给轴，主轴带动同步主轴，同步主轴带动同步压轮轴，将主轴模具安装在主轴上，压轮模具安装在同步压轮轴上，主轴和同步主轴的传动比与主轴模具和压轮模具的传动比相同；

步骤C：将平板坯料加工成杯形的预成形薄壳坯料，将所述预成形薄壳坯料安装在主轴模具上，使主轴正转，压轮径向进给轴和压轮轴向进给轴联动进入挤压工位，主轴模具和压轮模具相互啮合，形成一个封闭的机械链，压轮径向进给轴停止进给，压轮轴向进给轴进给，通过多道次挤压完成带内外齿薄壳零件纵向成形；

步骤D：使主轴反转，压轮轴向进给轴反向，精旋修外齿形。

作为优选，压轮模具表面的轮齿根据带内外齿薄壳零件外齿制作，其齿形和参数与带内外齿壳体薄壳外齿相同，主轴模具表面的轮齿根据带内外齿薄壳零件内齿制作，其齿形和参数与带内外齿薄壳零件内齿相同。

作为优选，将所述预成形薄壳坯料安装在主轴模具上时，用尾顶轴压盘将其压紧。

作为优选，主轴的转速为100～350r/min。

作为优选，还设置有用于消除传动链间隙的消隙机构。

作为优选，压轮径向进给轴和压轮轴向进给轴采用伺服液压油缸驱动，其工艺力为60～80KN。

本发明的有益效果是：本发明工艺步骤简单，采用展成法挤压成形，通过联合压轮径向进给轴、压轮轴向进给轴的进给运动，以及主轴的旋转运动，实现了零件的径向、轴向的连续挤压和渐进式逐点成形，挤压时由于压轮模具与金属接触近似点接触，接触面积小，单位压强高，所需要的工艺力比较小，大大降低了机床消耗的功率。从而克服了传统挤压过程中的大工艺力的问题。通过主轴的反转修形，减少了零件的一次挤压过程中的回弹变形，保证了齿形精度，制造出符合设计要求尺寸的带内齿、内外齿的薄壳零件。该方法为逐点成形，零件变形条件好，获得的零件精度高，同时降低了薄壳类内外齿圆柱零件的加工难度，提高了齿的表面粗糙度和硬度。具有很好的实用性。

附图说明

图1是本发明挤压成形的工作原理示意图；

图2是本发明预成形薄壳坯料的剖视图；

图3是挤压成形后内的带内外齿薄壳零件的剖视图。

具体实施方式