[發明專利]一種內外齒零件旋壓成形時旋輪齒形輪廓線的設計方法

在審

• 申請號: 202010978136.5
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN114192646A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 石磊;肖華;徐棟愷;張驥超
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21D22/16
• 分類號: B21D22/16;B21D53/28
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 李玲

本發明公開了一種內外齒零件旋壓成形時旋輪齒形輪廓線的設計方法，首先確定芯模與旋輪之間的齒數比，及所述旋輪的齒數，然后根據內外齒零件的外部輪廓形狀，采用范成法獲得所述旋輪的齒形輪廓線初步形狀；再根據旋壓成形過程中坯料各變形部位與所述芯模或所述旋輪之間的接觸、摩擦情況以及由此產生的不均勻變形，結合所述內外齒零件的壁厚要求對所述旋輪的齒形輪廓初步形狀進行調整，從而得到所述旋輪的齒形輪廓線。本發明以克服現有技術的不足。

技術領域

本發明涉及金屬材料的塑性成形技術，更具體地說，涉及一種內外齒零件旋壓成形時旋輪齒形輪廓線的設計方法。

背景技術

內外齒零件常用的幾種塑性加工方法，包括滾擠、滾打、徑向鍛打等，由于這些塑性成形方法均要針對逐個齒廓進行成形，并且工具多伴有軸向和徑向往復移動，不僅生產效率低下，而且后面成形的齒還會對前面已成形的齒產生影響，導致難以獲得高精度的齒廓。而現有的內外齒零件旋壓成形工藝，旋輪與芯模之間通過滾動使坯料變形，從而獲得高精度的內外齒零件。

嚙合齒輪類零件的齒形輪廓設計，一般采用范成法，若僅用于機械傳動，基本上沒有什么問題，但如果是用作塑性成形的工裝，則由于塑性變形存在回彈現象，往往需要對范成法獲得的齒廓進行修正。而常用的修模技術往往是通過試錯，通過對制備的零件進行測量，從而對工裝進行修理。但這樣的方式會有兩個方面的不足：一方面有些情況無法進行修理，類似于把孔做大了無法將其修得更小；另一方面往往不能一步修理到位，要反復試錯、反復修理，導致試制周期過長，造成人力物力的浪費。

而針對內外齒零件的旋壓成形，其變形特點對旋輪的齒廓形狀設計又會產生新的影響，如果不進行全面考慮，帶齒旋輪的形狀修整將更加困難。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的是提供一種內外齒零件旋壓成形時旋輪齒形輪廓線的設計方法，以克服現有技術的不足。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種內外齒零件旋壓成形時旋輪齒形輪廓線的設計方法，首先確定芯模與旋輪之間的齒數比，及所述旋輪的齒數，然后根據內外齒零件的外部輪廓形狀，采用范成法獲得所述旋輪的齒形輪廓線初步形狀；

再根據旋壓成形過程中坯料各變形部位與所述芯模或所述旋輪之間的接觸、摩擦情況以及由此產生的不均勻變形，結合所述內外齒零件的壁厚要求對所述旋輪的齒形輪廓初步形狀進行調整，從而得到所述旋輪的齒形輪廓線。

較佳的，所述設計方法進一步包括以下步驟：

1)根據機床結構和所述內外齒零件的齒數，確定相適配的所述旋輪的齒數；

2)采用范成法，根據所述內外齒零件的外部輪廓形狀，獲得所述旋輪的齒形輪廓線初步形狀；

3)按所述內外齒零件的齒頂部位的厚度公差帶數值，將所述旋輪的齒根圓直徑增加相同數值；

4)在所述內外齒零件旋壓成形時，將所述旋輪的齒根圓進給到所述內外齒零件的齒頂圓的下偏差位置。

較佳的，所述步驟3)中的厚度公差帶數值等于所述內外齒零件的齒頂部位的厚度尺寸上偏差加所述內外齒零件的齒頂部位的厚度尺寸下偏差。

較佳的，所述步驟4)中的將所述旋輪的齒根圓進給到所述內外齒零件的齒頂圓的下偏差位置具體為：

在所述旋輪進給至所述旋輪的齒根圓與所述芯模的齒頂圓之間間隙的基礎上，再增加數值為所述內外齒零件的齒頂圓尺寸下偏差的進給量。

本發明所提供的一種內外齒零件旋壓成形時旋輪齒形輪廓線的設計方法，具有以下幾點有益效果：

1)綜合考慮了內外齒零件的旋壓變形過程中各部分變形不均勻這一特點，對通過范成法獲得的旋輪外形進行修正，獲得了合理的旋輪齒形輪廓線；