[发明专利]一种齿轮无飞边锻造成形模具及制备方法和锻造方法

权利要求书

1.一种齿轮无飞边锻造成形模具，其特征在于，包括上冲头(5)和下冲头(15)；所述上冲头(5)的下端面和下冲头(15)的上端面分别设有相同的复合凹槽织构；

所述复合凹槽织构包括多个环形的宏观凹槽(18)和微观凹槽(19)，每两个宏观凹槽(18)之间布置至少一个微观凹槽(19)；所述复合凹槽织构中宏观凹槽(18)的织构参数为：槽宽为0.5～1.5mm，槽深为1～5mm，相邻两个宏观凹槽(18)之间的间距为2～5mm；所述复合凹槽织构中微观凹槽(19)的织构参数为：槽宽为60～120um，槽深为4～25um，相邻两个微观凹槽(19)之间的间距为100～200um。

2.根据权利要求1所述的齿轮无飞边锻造成形模具，其特征在于，所述宏观凹槽(18)采取R1～R3倒角。

3.根据权利要求1所述的齿轮无飞边锻造成形模具，其特征在于，所述微观凹槽(19)采取R0.001～R0.005倒角。

4.一种根据权利要求1-3任意一项所述齿轮无飞边锻造成形模具的制备方法，其特征在于，在所述上冲头(5)的下端面和下冲头(15)的上端面分别制备相同的复合凹槽织构，包括以下步骤：

所述宏观凹槽(18)的制备：采用数控铣床在上冲头(5)的下端面和下冲头(15)的上端面分别制备多个宏观凹槽(18)并进行倒角处理、抛光处理和超声清洗；

所述微观凹槽(19)的制备：采用二级泵浦Nd:YAG激光器在宏观凹槽(18)之间加工至少一个微观凹槽(19)，并对微观凹槽(19)进行倒角处理；所述激光器的加工参数为：加工电流为15～19A，重复频率为1600～2500Hz，扫描速度为9～22mm/s。

5.一种根据权利要求1-3任意一项所述齿轮无飞边锻造成形模具的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤；

将坯料加热到80～120℃，喷涂石墨润滑剂，继续加热到锻造温度；

将坯料放置于所述模具的下凹模(14)中，上凹模(13)和上冲头(5)向下运动，上凹模(13)、上冲头(5)、下凹模(14)和下冲头(15)形成封闭模膛，所述上冲头(5)继续下行，同时下冲头(15)向上运动，待坯料受到挤压变形逐渐充满模膛后，多余的坯料大部分流向宏观凹槽(18)中，随着上冲头(5)和下冲头(15)的继续运动，模膛的齿形区完全填充，而后微量的余料流入微观凹槽(19)中；

待齿轮锻件成形，所述上凹模(13)、上冲头(5)和下冲头(15)分别恢复到初始位置，取出无飞边的齿轮锻件，使用冲孔整形工序去除锻件中心孔处的连皮和堆积的余料，即得到无飞边齿轮件。