[發(fā)明專(zhuān)利]齒輪的成形方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910141400.3
• 申請(qǐng)日: 2009-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101907159A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林志浩;鄭淙仁;林俞廷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人金屬工業(yè)研究發(fā)展中心
• 主分類(lèi)號(hào): F16H55/17
• 分類(lèi)號(hào): F16H55/17;F16H55/08;B21C23/20
• 代理公司: 隆天國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 王玉雙;黃艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種齒輪的成形方法，特別是涉及一種全程連續(xù)冷間鍛造的齒輪的成形方法。

背景技術(shù)

請(qǐng)參照?qǐng)D1A所示的現(xiàn)有技術(shù)的齒輪熱鍛成型方法的流程示意圖。公知的一般傳統(tǒng)齒輪成形方式大多利用熱鍛方式成形，其制造流程大致為先將所取得的如棒材之類(lèi)的胚料加熱到再結(jié)晶溫度以上，再以熱鍛鍛粗至所需要的胚料長(zhǎng)度，之后再經(jīng)由噴砂及機(jī)械加工等步驟來(lái)形成齒輪。然而上述熱鍛成形的主要缺點(diǎn)在于其成形過(guò)程中是采用將胚料(如棒材等)加熱到再結(jié)晶溫度以上，往往造成該齒輪成形后會(huì)有氧化皮的脫落及造成表面脫碳，使最終制成的齒輪的尺寸精度與表面粗糙度不易控制，甚至超過(guò)所設(shè)計(jì)的鍛胚制造公差，造成精度不佳，無(wú)法應(yīng)用于較微小齒輪的制造。

公知的一般傳統(tǒng)齒輪成形方式，近年已逐漸針對(duì)需要較高精度尺寸要求的部分而在終段采用冷鍛精整方式，以確保齒輪成形的精度，然而采用熱冷鍛復(fù)合方式雖可提高小齒輪精度，但仍需要先行處理熱鍛所造成的氧化皮及表面脫碳層部分，增加后續(xù)的再加工與時(shí)間上的耗費(fèi)。

另外請(qǐng)參照?qǐng)D1B所示的現(xiàn)有技術(shù)的齒輪冷熱鍛成型方法的流程示意圖。其是先將所取得的如棒材之類(lèi)的胚料加熱到再結(jié)晶溫度以上，再以熱鍛鍛粗至所需要的胚料長(zhǎng)度，之后再經(jīng)由修整、冷鍛整形及壓印加工等步驟來(lái)形成齒輪。公知的一般傳統(tǒng)齒輪成形方式是利用單道次冷鍛方式成形，對(duì)于所要開(kāi)發(fā)的微小齒輪(其模數(shù)在1以下且齒數(shù)為13～20齒左右)，易因瞬間冷間成形的加工硬化而產(chǎn)生極大的變形抵抗負(fù)荷，造成微小齒輪不易成形，甚至導(dǎo)致沖頭斷裂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種連續(xù)式全程冷間鍛造成形方法，其利用多道工步的體積分配設(shè)計(jì)，分段降低負(fù)荷以完成齒輪成形鍛造。

本發(fā)明為解決上述問(wèn)題所提出的齒輪成形方法包含如下步驟：對(duì)一胚料進(jìn)行后向擠制，以形成具有一盲孔的鍛胚，該鍛胚具有適當(dāng)?shù)妮S向長(zhǎng)度及徑向尺寸；進(jìn)行精密沖切，以去除鍛胚的盲孔所余的實(shí)心胚料部分而形成通孔；以及基于通孔進(jìn)行鍛胚外輪廓齒型的沖鍛作業(yè)的定位，并沖鍛形成齒輪。

上述的齒輪成形方法中，在應(yīng)用成型模具對(duì)一胚料進(jìn)行后向擠制的步驟之前，可預(yù)先在垂直于胚料軸向的端面沖制定位孔。

上述的齒輪成形方法中，可在進(jìn)行精密沖切步驟的同時(shí)或之后修整該鍛胚的通孔，以形成較佳的真圓度及表面粗糙度的高精度內(nèi)孔。

上述的齒輪成形方法中，其盲孔所余實(shí)心胚料部分的厚度小于或等于進(jìn)行精密沖切時(shí)可直接切削下料的厚度。

上述的齒輪成形方法中，其齒輪為微型齒輪，并且為正齒輪，且上述的齒輪成形方法的全步驟為連續(xù)全程冷鍛方式。

本發(fā)明的特點(diǎn)在于，本發(fā)明的制造方法是利用連續(xù)式冷間鍛造成形方法，主要利用精微水平鍛造機(jī)臺(tái)的連續(xù)操作來(lái)進(jìn)行短時(shí)間內(nèi)極大量的齒輪生產(chǎn)，其為此制造技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)，其原理為將原本一單道次的冷間鍛粗成形，因過(guò)大的負(fù)荷而造成模具損壞(大多為沖頭斷裂)，而本發(fā)明先行在齒輪最終成形前(第六道工步)利用前面五道工步的體積分配的設(shè)計(jì)，使得負(fù)荷能夠分段降低，并且在一定的機(jī)臺(tái)設(shè)備規(guī)格內(nèi)(大多為六道次以?xún)?nèi))完成該齒輪的成形鍛造。

如前所述，本發(fā)明的制造方法因其負(fù)荷經(jīng)由多道次的降低，使得模具的成形負(fù)荷減少許多，除可避免模具損壞之外，還同時(shí)增加了該模具可進(jìn)行大批量生產(chǎn)的次數(shù)(模具壽命相對(duì)提高)，可大幅降低生產(chǎn)成本，提高其產(chǎn)能效益。

本發(fā)明的制造方法摒除了公知的齒輪熱鍛法，一般熱鍛法由于其精度受其氧化皮層與表面脫碳層的影響，往往在后段高精度切削中耗費(fèi)許多人工，若依據(jù)本發(fā)明所提的制造方法，不僅可減少加工成本，還可減少材料上的浪費(fèi)。

本發(fā)明的制造方法摒除了公知的齒輪熱冷復(fù)合鍛法，由于一般熱鍛法的精度不佳，所以現(xiàn)已有采用冷鍛精整方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)高精度切削的后加工，然而，若采用本發(fā)明所提出的制造方法，可減少熱冷間鍛造所需要的換模時(shí)間，并可由單一冷間鍛造成形法完成，可大幅減少加工時(shí)間與成本。

本發(fā)明是先行針對(duì)內(nèi)孔以一定精度成形，再以?xún)?nèi)孔為基準(zhǔn)，利用沖壓成形外輪廓，使齒輪在裝配時(shí)的內(nèi)孔精度與組裝時(shí)的外形精度可達(dá)到所要求的公差精度內(nèi)，提高齒輪的傳動(dòng)效率。

本發(fā)明利用精微齒輪連續(xù)冷間成形方式(Micro-gear?progressive?cold?forming?method)，其具有諸多有益特點(diǎn)：精度高，可避免熱鍛所產(chǎn)生的尺寸誤差；全程冷鍛方式可減少熱鍛至冷鍛過(guò)程中的繁雜的加工與合模操作；利用多道次的成形負(fù)荷分配，可突破冷鍛微小齒輪不易成形的瓶頸；因全程采用冷間鍛造成形，其材料易同時(shí)因應(yīng)變情況而使得機(jī)械強(qiáng)度更高，使齒輪的使用壽命提高許多。

附圖說(shuō)明