[發明專利]一種圓柱斜齒輪的預制坯成形方法

有效

• 申請號: 201810039399.2
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108246943B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 彭先龍
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: B21J1/02
• 分類號: B21J1/02;C21D7/10;C22F1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種圓柱斜齒輪的預制坯成形方法，預制坯成形方法包括下棒制樣、扭轉變形、切割扭轉棒料和旋轉鐓擠變形，其中旋轉鐓擠成形模具由沖頭和型模組成，型模的通道由擠入段、成形段和擠出段組成，成形段由旋轉鐓擠I段和旋轉鐓擠II段組成，通過扭轉變形和旋轉鐓擠變形相結合，一方面可以通過對金屬材料進行梯度材料的制備，實現了梯度晶粒分布特征，另一方面旋轉鐓擠成形可實現棒材的鐓粗變形、擠壓成形與扭轉剪切變形的復合成形方式。該發明設計合理可靠，具有成形方法簡單，操作簡便等優點，改善了圓柱斜齒輪的預制坯成形的綜合力學特征，為后續的圓柱斜齒輪的成形和機加工打下良好的技術鋪墊。

技術領域：

本發明涉及齒輪加工制造技術領域，具體是涉及一種圓柱斜齒輪的預制坯成形方法。

背景技術：

圓柱斜齒輪作為機械傳動中經常會用到的一種常用零件，因為傳動平穩，沖擊、振動和噪聲較小等特點，故而在高速重載場合使用廣泛。磨損是斜齒輪嚙合傳動過程中常見的一大工業難題，所以對斜齒輪的制造工藝就提出了很高的要求。齒輪的加工一般通過機加工對齒形進行加工，難免切斷金屬的纖維，使得其強度和壽命降低。

為解決提高齒輪的耐磨性和改善金屬纖維分布的技術問題，現有專利技術公開了一系列的齒輪成形方法，例如：CN1683105，CN105473901A，CN106270810A，CN101879536A。此外，現有文獻也提出很多相關的制造方法，例如：精密制造與自動化，2012(1)：52-54；塑性工程學報，2011，18(2)：24-27；模具技術，2012(3)：32-36；熱加工工藝，2016(3)：177-179；熱加工工藝，2012，41(15)：116-117。對于齒輪來說，齒輪嚙合部位最易磨損，而齒輪中心部位磨損最小，可否設計出表面為微納米晶，內部為粗晶的齒輪。梯度微納米材料的設計理念為齒輪的成形制造提供了一個全新的思路。此外，改善金屬纖維流線的分布也是齒輪現代制造亟待解決的技術問題。

針對以上圓柱斜齒輪制造成形的難點，提出了扭轉和旋轉鐓擠相結合的預制坯成形方法。

發明內容：

為解決圓柱斜齒輪預制坯鍛造的金屬纖維分布和梯度晶粒分布的問題，提出了一種圓柱斜齒輪的預制坯成形方法。

預制坯成形方法包括以下步驟：下棒制樣、扭轉變形、切割扭轉棒料和旋轉鐓擠變形；

(1)下棒制樣：

根據斜齒輪的鍛件圖、鍛造工藝要求和體積不變的原則下料，按照GB/T10128-2007國標制備扭轉變形的試樣；

(2)扭轉變形：

首先，打開扭轉機主機電源開關，待測控系統完成開機自檢后，按壓“扭矩清零”和“扭角清零”按紐，然后根據試樣的形狀來確定所用夾塊的夾頭襯套的類型，試樣的圓形夾持部分使用V型夾塊，圓形銑扁的夾持部分用方型夾塊，做圓形試樣的試驗時，直接把試樣放在兩V型夾塊中間，用專用扳手分別擰緊夾頭兩側夾緊螺釘至試樣處于夾頭的中心位置，然后用同樣方法夾緊試樣的另一端，在用方形夾塊時，使用夾頭襯套，依據試樣夾持部分的大小來確定方形夾塊和夾頭襯套的規格，選擇好夾塊和襯套后，把夾頭襯套和方型夾塊放入兩邊的扭轉夾頭內，將試樣放入中間，用專用扳手擰緊夾塊；

在試樣裝好后，如果扭矩顯示窗口上顯示的扭矩值不為零，則要按下“機械調零”鍵，調整減速機輸入端的手輪至控制面板上“扭矩”顯示窗口的數值為零，松開“機械調零”鍵，按壓“扭角清零”，準備工作全部做好后，選擇扭矩量程，選擇原則是試樣理論最大扭矩為所選檔位的60％-70％，扭轉速度根據所制齒輪的材料和生產工藝進行選擇，按照GB/T10128-2007金屬材料室溫扭轉試驗方法進行試樣的扭轉變形，直至扭轉變形結束，先去一端，再取另一端，試驗結束；

(3)切割扭轉棒料：

將扭轉過后的試樣按照旋轉鐓擠變形的預擠壓試樣標準切割試樣，預擠壓試樣為圓柱形棒材，直徑為D₁，長度0.75L；