專利名稱：對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法，適合于對(duì)稱階梯齒輪軸加工的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
目前，加工齒輪軸最常見(jiàn)的方法為切削加工，其加工方法為鍛造毛坯——鍛后熱處理——軸部粗加工——滾粗齒——半精加工——精滾齒——精加工——檢驗(yàn)，對(duì)于中長(zhǎng)齒輪軸其成形新方法為鍛造毛坯——軸部粗加工——齒部精鍛——鍛后熱處理——齒部與軸部摩擦焊接——焊后半精加工——精加工——檢驗(yàn)。上述加工方法較復(fù)雜，材料利用率低(僅50％左右)，能源消耗大，生產(chǎn)率低，成本高。
除上述方法外，齒輪軸的加工方法還有齒輪軸精鍛和冷擠壓。齒輪軸精鍛和冷擠壓其模具型腔復(fù)雜、設(shè)計(jì)與制造精度要求嚴(yán)格，加工過(guò)程中角隅充滿困難、成形力大等，同時(shí)存在著成形過(guò)程中的潤(rùn)滑處理，無(wú)拔模斜度下齒輪脫模等一系列相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，尤其是中長(zhǎng)齒輪軸尚無(wú)發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種既能大大縮短齒輪軸加工工時(shí)，又能提高加工后的齒輪材料質(zhì)量的對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法如下板式楔橫軋機(jī)的兩個(gè)水平放置且安裝面相向的上模板(1)、下模板(9)上安裝與對(duì)稱階梯齒輪軸成形相對(duì)應(yīng)的上模具(6)、下模具(8)，上模具(6)、下模具(8)間的徑向間距由楔塊2、螺旋3、鎖緊螺母4和手柄5組成的徑向螺旋調(diào)整裝置調(diào)節(jié)，上模具(6)、下模具(8)間的軸向間距由螺旋3、鎖緊螺母4和手柄5組成的軸向螺旋調(diào)整裝置調(diào)節(jié)，坯料(7)進(jìn)入由上模具(6)、下模具(8)形成的型腔內(nèi)，上模具(6)、下模具(8)相向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，坯料(7)被滾壓成形，即加工為對(duì)稱階梯齒輪軸。對(duì)稱階梯齒輪軸成形相對(duì)應(yīng)的上模具(6)、下模具(8)在各自的縱向位置上設(shè)有楔形齒條(10)，該楔形齒條(10)兩側(cè)設(shè)有楔形凸塊(11)，該楔形凸塊數(shù)與齒輪軸對(duì)稱階梯數(shù)的倍數(shù)相對(duì)應(yīng)。
本發(fā)明的對(duì)稱階梯齒輪軸成形過(guò)程是模具與坯料之間在一定的壓力下按齒條與圓柱齒輪無(wú)側(cè)隙嚙合的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，屬于按范成原理的無(wú)切削加工，通過(guò)金屬材料的塑性流動(dòng)而逐漸形成要求的齒形；是楔橫軋與齒輪范成加工工藝的有機(jī)結(jié)合并創(chuàng)造性地運(yùn)用到齒輪軸的加工工藝中。與背景技術(shù)相比，可以使齒輪軸制造工藝大大簡(jiǎn)化，制造成本明顯降低，成品后的齒輪軸內(nèi)在質(zhì)量因齒輪內(nèi)的金屬纖維組織不被切斷，使齒輪的疲勞強(qiáng)度、耐磨性等技術(shù)指標(biāo)提高20％左右。因本發(fā)明屬于無(wú)切削加工，原材料平均節(jié)約20～30％。


圖1為本發(fā)明的對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法原理圖。
圖2為本發(fā)明的對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法的坯料在上下模具間的位置圖。
圖3為本發(fā)明的對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法的成形實(shí)施例示意圖。
圖4為本發(fā)明對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法的另一成形實(shí)施例示意圖。
其中1-上模板，2-楔塊，3-螺旋，4-鎖緊螺母，5-手柄，6-上模具，7-坯料，8-下模具，9-下模板，10-楔形齒條，11-楔形凸塊。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
圖1為本發(fā)明的對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法原理圖，板式楔橫軋機(jī)的兩個(gè)水平放置且安裝面相向的上下模板(1)、(9)作左右相向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上下模板(1)、(9)上安裝與對(duì)稱階梯齒輪軸成形相對(duì)應(yīng)的上下模具(6)、(8)，上下模具(6)、(8)各自的縱向位置上設(shè)有楔形齒條及楔形凸塊，徑向螺旋調(diào)整裝置由楔塊2、螺旋3、鎖緊螺母4和手柄5組成，用于調(diào)節(jié)齒輪軸的經(jīng)向尺寸及變位系數(shù)，軸向螺旋調(diào)整裝置由螺旋3、鎖緊螺母4和手柄5組成，用于調(diào)整模具6和8的左右相對(duì)位置；坯料(7)進(jìn)入由上下模具(6)、(8)形成的型腔內(nèi)，上下模具(6)、(8)相向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，坯料(7)被滾壓成形，即加工為對(duì)稱階梯齒輪軸。
圖2為本發(fā)明的對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法的坯料在上下模具間的位置圖，坯料(7)位于上模具(6)和下模具(8)所圍成的局部封閉的型腔內(nèi)，調(diào)節(jié)上模具(6)和上模板(1)中間的楔塊2可得到所需要的齒輪軸的經(jīng)向尺寸。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1如圖3所示，本發(fā)明的工作原理和實(shí)施方案為a.坯料經(jīng)導(dǎo)向進(jìn)入型腔I-I，經(jīng)模具前導(dǎo)部滾動(dòng)變形，使坯料從原始直徑D0到D1(D1根據(jù)齒形成形前后體積不變?cè)泶_定)；b.坯料直徑達(dá)到D1(II-II)后，二側(cè)楔形凸塊11切入，阻止齒形材料向左右分流，而后楔形齒條的齒頂逐漸壓入坯料，與齒條接觸的齒坯部分金屬，在壓力的作用下產(chǎn)生塑性變形而徑向流動(dòng)，并與齒條作范成運(yùn)動(dòng)，逐漸形成齒形。坯料兩端在楔形凸塊作用下，使坯料從直徑D1漸變到D2。
c.坯料左右段直徑達(dá)到D2(III-III)后，后續(xù)二側(cè)楔形凸塊11切入，成形軸頸直徑D3，而楔形齒條漸入精成形區(qū)，壓入量逐漸減少，最后進(jìn)入校準(zhǔn)部，使之最終成形。
實(shí)施例2如圖4所示，本發(fā)明的工作原理和實(shí)施方案為a.坯料經(jīng)導(dǎo)向進(jìn)入型腔I-I，經(jīng)模具前導(dǎo)部滾動(dòng)變形，使坯料從原始直徑D0到D1(D1根據(jù)齒形成形前后體積不變?cè)泶_定)；b.坯料直徑達(dá)到D1(II-II)后，二側(cè)楔形凸塊11切入，阻止齒形材料向左右分流，而后在二側(cè)楔形凸塊11的作用下，軸向擠壓力使坯料產(chǎn)生塑性變形而軸向流動(dòng)，楔形凸塊11處被滾成所需直徑，其余部分坯料從直徑D1漸變到D2；同時(shí)齒端部分坯料與齒條作范成運(yùn)動(dòng)，逐漸形成齒形。
c.坯料中間段直徑達(dá)到D2(III-III)后，后續(xù)二側(cè)楔形凸塊11切入，成形軸頸直徑D3，而楔形齒條漸入精成形區(qū)，壓入量逐漸減少，最后進(jìn)入校準(zhǔn)部，使之最終成形。
上述二個(gè)實(shí)施例中，首先將坯料加熱到一定溫度(熱鍛約1000℃-1200℃，溫鍛約800℃左右，視具體材料而定)，置于處在交錯(cuò)位置的上下模具形成的型腔內(nèi)，當(dāng)上下模具作左右相向往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，工件毛坯在型腔內(nèi)被滾壓成形。
權(quán)利要求
1.對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法，其特征是板式楔橫軋機(jī)的兩個(gè)水平放置且安裝面相向的上模板(1)、下模板(9)上安裝與對(duì)稱階梯齒輪軸成形相對(duì)應(yīng)的上模具(6)、下模具(8)，上模具(6)、下模具(8)間的徑向間距由楔塊2、螺旋3、鎖緊螺母4和手柄5組成的徑向螺旋調(diào)整裝置調(diào)節(jié)，上模具(6)、下模具(8)間的軸向間距由螺旋3、鎖緊螺母4和手柄5組成的軸向螺旋調(diào)整裝置調(diào)節(jié)，坯料(7)進(jìn)入由上模具(6)、下模具(8)形成的型腔內(nèi)，上模具(6)、下模具(8)相向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，坯料(7)被滾壓成形，即加工為對(duì)稱階梯齒輪軸。
2.按權(quán)利要求1所述的對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法，其特征是對(duì)稱階梯齒輪軸成形相對(duì)應(yīng)的上模具(6)、下模具(8)在各自的縱向位置上設(shè)有楔形齒條(10)，該楔形齒條(10)兩側(cè)設(shè)有楔形凸塊(11)，該楔形凸塊數(shù)是齒輪軸對(duì)稱階梯數(shù)的兩倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法，這種對(duì)稱階梯齒輪軸的加工方法包括板式楔橫軋機(jī)的兩個(gè)水平放置且安裝面相向的上模板(1)、下模板(9)上安裝與對(duì)稱階梯齒輪軸成形相對(duì)應(yīng)的上模具(6)、下模具(8)，上模具(6)、下模具(8)各自的縱向位置上設(shè)有楔形齒條(10)、在其楔形齒條(10)兩側(cè)設(shè)有楔形凸塊(11)，二模具間的徑向間距由楔塊2、螺旋3、鎖緊螺母4和手柄5組成的徑向螺旋調(diào)整裝置調(diào)節(jié)、上模具(6)、下模具(8)間的軸向間距由螺旋3、鎖緊螺母4和手柄5組成的軸向螺旋調(diào)整裝置調(diào)節(jié)，坯料(7)進(jìn)入由上模具(6)、下模具(8)形成的型腔內(nèi)，上模具(6)、下模具(8)相向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，保留有一定溫度的鍛態(tài)坯料(7)在上下模具形成的模腔內(nèi)被滾壓成形，即加工為對(duì)稱階梯齒輪軸。這種加工方法的特點(diǎn)是成品質(zhì)量好、工藝簡(jiǎn)化、成形力小、節(jié)省原材料。
文檔編號(hào)F16H55/00GK1530569SQ03115800
公開(kāi)日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2003年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月12日
發(fā)明者應(yīng)富強(qiáng) 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)