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一种差速器行星、半轴齿轮电极齿形的近净成形方法

阅读:1657发布:2021-02-22

专利汇可以提供一种差速器行星、半轴齿轮电极齿形的近净成形方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 差速器 行星、半轴 齿轮 紫 铜 电极 齿形的 近净成形 方法,它包括提供一种行星、半轴齿轮紫铜电极直齿锥齿齿形,经近净成形 锻造 后,整个 齿形轮 廓上剩余微量余量,经数控铣精铣后即可检验、投入使用的工艺方案;本 专利 的关键技术是冷态的紫铜齿形电极参数的确定和三维实体造型、紫铜电极在给定锻造 温度 下的收缩率,锻造紫铜齿形电极的模具型腔的三维造型及制作;本发明具有提高了紫铜电极的加工效率、节约了紫铜材料、而且降低了刀具消耗,整体降低了差速器行星半轴齿 轮齿 形模具的制造成本的优点。,下面是一种差速器行星、半轴齿轮电极齿形的近净成形方法专利的具体信息内容。

1.一种差速器行星、半轴齿轮电极齿形的近净成形方法,其特征在于:其包括如下步骤:
A、根据差速器行星、半轴齿轮的齿形参数,结合紫铜电极经锻造后,需铣削包络面给定的余量,得到一套最终的紫铜电极的齿形参数;
B、将步骤A中最终的紫铜电极的齿形参数,利用三维软件,对该紫铜电极齿形进行三维造型,生成冷态的紫铜电极三维实体;
C、将步骤B中冷态的紫铜电极三维实体,结合所需锻造温度下计算出的紫铜电极收缩率,对冷态紫铜电极三维实体进行膨胀,生成热态紫铜电极三维实体;
D、然后将步骤C中热态紫铜电极三维实体,转生成热态专用紫铜电极齿形模实体造型;
E、对步骤D中热态专用紫铜电极齿形模实体造型进行编程,经优化处理后利用高速数控铣,先热前粗铣加工型腔,热处理后再精铣加工型腔,至此热态专用紫铜电极齿形模已加工成形;
F、然后将上顶杆、下顶杆、上模垫板、下凹模、上模套、下模套、上齿形模依照装配图安装紧固于锻造设备上,即可对模具进行预热处理,待模具预热至一定温度范围后即可进行锻造;
G、然后将锯切合格的紫铜棒料段,置于中频感应加热炉中,将加热至所需锻造温度的棒料段,置于下凹模的定位凹台中,启动已调节好打击的锻造设备,对棒料段进行一次性打击,然后在锻造设备上滑回升的过程中,启动顶料装置,使得紫铜电极热态锻件,及时被下顶杆顶出下模腔,利用人工或机械手取走锻件,放于规定位置
2.如权利要求1所述的一种差速器行星、半轴齿轮紫铜电极齿形的近净成形方法,其特征在于:所述的步骤A中紫铜电极经锻造后需铣削包络面给定的余量的范围,一般单边为
0.5~0.8mm。
3.如权利要求1所述的一种差速器行星、半轴齿轮紫铜电极齿形的近净成形方法,其特征在于:所述的步骤B中的三维软件为SolidWorks三维软件。
4.如权利要求1所述的一种差速器行星、半轴齿轮紫铜电极齿形的近净成形方法,其特征在于:所述的步骤C中计算出所需锻造温度下紫铜电极的收缩率,要结合锻造条件及机加工情况,在外圆上预留适当的机加余量,参考紫铜电极的线膨胀系数及锻造温度。
5.如权利要求1所述的一种差速器行星、半轴齿轮紫铜电极齿形的近净成形方法,其特征在于:所述的步骤F中将相关模架零件安装、紧固于锻造设备后,对模具进行预热处理前,要分别校验上齿形模和下凹模的同心度,且使其校验符合要求。
6.如权利要求1所述的一种差速器行星、半轴齿轮紫铜电极齿形的近净成形方法,其特征在于:所述的步骤F中的一定温度范围为200~260℃。
7.如权利要求1所述的一种差速器行星、半轴齿轮紫铜电极齿形的近净成形方法,其特征在于:所述的步骤G中将锯切合格的紫铜棒料段,置于中频感应加热炉中,要根据棒料段规格,调整进料频率,亦即锻造频率。

说明书全文

一种差速器行星、半轴齿轮电极齿形的近净成形方法

技术领域

[0001] 本发明属于模具锻造领域,具体涉及一种差速器行星、半轴齿轮紫铜电极 齿形的近净成形方法。

背景技术

[0002] 差速器行星、半轴直齿锥齿轮是车辆传动系统中的关键零件,无论车辆的 双级桥还是单级桥,其内部差减总成中都有一套或数套差速器行星、半轴直齿 锥齿轮,在传动系统中发挥着至关重要的作用;二十世纪八十年代以前,差速 器直齿锥齿轮大多沿用传统的切削加工锥齿齿形,即采用格里森刨齿机刨齿成 型,不仅浪费材料,而且生产效率极低;因而进入二十世纪九十年代,精锻直 齿锥齿轮因具有节能、节材、结实耐用而逐渐代替传统的切削齿轮,此先进工 艺已被齿轮行业及采购商乐于接受,但精锻直齿锥齿轮无论是热锻冷锻还是 温锻,都需要有具有一定精度的齿形模具,而齿形模具的加工,自直齿锥齿轮 开始精锻以来,一般一直采用格里森刨齿机刨削紫铜电极齿形,而后利用经检 验合格的紫铜电极齿形,利用电火花机床的脉冲电流,分粗腐蚀、半精腐蚀和 精腐蚀,对热处理后的模具型腔分三次进行电腐蚀加工,最后经抛光处理或其 它表面处理;随着国产装备的提升,最近几年,刨齿机在直齿锥齿轮齿型模具 的制作过程中,已基本淘汰,取而代之的是加工中心或高速数控铣床,加工模 具的方法除了采用紫铜电极齿形电腐蚀外,也有直接利用高速数控铣铣削加工 的,为了得到一定精度的齿形模具,需分热前粗铣、热后半精细和精铣,刀具 成本相当高,因而锥齿轮锻造企业,一般仍采用电腐蚀法加工模具齿形,因此, 紫铜电极的齿形加工方法和精度,就显得尤为重要,将直接影响紫铜材料的利 用率和紫铜电极的加工效率;传统的直齿锥齿紫铜电极加工工艺为:紫铜棒料 切或改锻→车加工→粗铣齿形→精铣齿形→检测合格入库,因此需要一种效 率高、节约原材料、刀具消耗少、齿型模具制造成本低的差速器行星半轴齿轮 紫铜电极齿形的近净成形方法具有重要意义。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足,而提供一种效率高、节约原材 料、刀具消耗少、齿形模具制造成本低的差速器行星、半轴齿轮紫铜电极齿形 的近净成形方法。
[0004] 本发明的目的是这样实现的:一种差速器行星、半轴齿轮紫铜电极齿形的 近净成形方法,其包括如下步骤:
[0005] A、根据差速器行星、半轴齿轮的齿形参数,结合紫铜电极经锻造后,需铣 削包络面给定的余量,得到一套最终的紫铜电极的齿形参数;
[0006] B、将步骤A中最终的紫铜电极的齿形参数,利用三维软件,对该紫铜电极 齿形进行三维造型,生成冷态的紫铜电极三维实体;
[0007] C、将步骤B中冷态的紫铜电极三维实体,结合所需锻造温度下计算出的紫 铜电极的收缩率,对冷态紫铜电极三维实体进行膨胀,生成热态紫铜电极三维 实体;
[0008] D、然后将步骤C中热态紫铜电极三维实体,转生成热态专用紫铜电极齿形 模实体造型;
[0009] E、对步骤D中热态专用紫铜电极齿形模实体造型进行编程,经优化处理后 利用高速数控铣,先热前粗铣加工型腔,热处理后再精铣加工型腔,至此热态 专用紫铜电极齿形模已加工成形;
[0010] F、然后将上顶杆、下顶杆、上模垫板、下凹模、上模套、下模套、上齿形 模依照装配图安装紧固于锻造设备上,即可对模具进行预热处理,待模具预热 至一定温度范围后即可进行锻造;
[0011] G、然后将锯切合格的紫铜棒料段,置于中频感应加热炉中,将加热至所需 锻造温度的棒料段,置于下凹模的定位凹台中,启动已调节好打击的锻造设 备,对棒料段进行一次性打击,然后在锻造设备上滑块回升的过程中,启动顶 料装置,使得紫铜电极热态锻件,及时被下顶杆顶出下模腔,利用人工或机械 手取走锻件,放于规定位置
[0012] 所述的步骤A中紫铜电极经锻造后需铣削包络面给定的余量的范围,一般 单边为0.5~0.8mm。
[0013] 所述的步骤B中的三维软件为SolidWorks三维软件。
[0014] 所述的步骤C中计算出所需锻造温度下紫铜电极的收缩率,要结合锻造条 件及机加工情况,在外圆上预留适当的机加余量,参考紫铜电极的线膨胀系数 及锻造温度。
[0015] 所述的步骤F中将相关模架零件安装、紧固于锻造设备后,对模具进行预 热处理前,要分别校验上齿形模和下凹模的同心度,且使其校验符合要求。
[0016] 所述的步骤F中的一定温度范围为200~260℃。
[0017] 所述的步骤G中将锯切合格的紫铜棒料段,置于中频感应加热炉中,要根 据棒料段规格,调整进料频率,亦即锻造频率。
[0018] 本发明的有益效果:本发明专利就是提供一种行星、半轴齿轮紫铜电极直 齿锥齿齿形,经近净成形锻造后,整个齿形轮廓上剩余微量余量,经数控铣精 铣后即可检验、投入使用的工艺方案;该方案不仅提高了紫铜电极的加工效率、 节约了紫铜材料、而且降低了刀具消耗,整体降低了差速器行星、半轴齿轮齿 形模具的制造成本;本发明专利的关键技术是冷态的紫铜齿形电极参数的确定 和三维实体造型、紫铜电极在给定锻造温度下的收缩率,锻造紫铜齿形电极的 模具型腔的三维造型及制作;车加工后的紫铜电极毛坯,经数控铣整体包络面, 即锥齿齿顶、齿根、齿侧、小端面及过渡R铣削加工后,三坐标经检验合格 后即可投入电腐蚀齿型模具;本发明具有效率高、节约原材料、刀具消耗少、 齿型模具制造成本低的优点。附图说明
[0019] 图1为本发明的模具结构的示意图。
[0020] 图2为本发明的锻造成形的车加工后的紫铜电极的示意图。
[0021] 图中:1、上顶杆 2、下顶杆 3、上模垫板 4、下凹模 5、上模套 6、 下模套 7、上齿形模 8、车加工后的紫铜电极。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图对本发明做进一步的说明。
[0023] 一种差速器行星、半轴齿轮紫铜电极齿形的近净成形方法,其包括如下步 骤:根据用户的差速器行星、半轴齿轮产品图纸的齿形参数,结合紫铜电极经 锻造后,需铣削包络面给定的余量,一般单边为0.5~0.8mm,重新得到一套最 终所需要的紫铜电极的齿形参数,利用SolidWorks三维软件,对该紫铜电极齿 形进行三维造型,生成冷态的紫铜电极三维实体,然后结合锻造条件及机加工 情况,在外圆上预留适当的机加余量,参考紫铜电极的线膨胀系数及锻造温度, 计算出所需锻造温度下紫铜电极的收缩率,对冷态紫铜电极三维实体进行膨胀, 生成热态紫铜电极三维实体,然后由热态紫铜电极三维实体转生成热态专用紫 铜电极齿形模实体造型,最后对该造型编程后在数控铣上,先热前粗铣加工型 腔,热处理后再精铣加工型腔,至此热态专用紫铜电极齿形模已加工成形;然后按照图1相关模架附件将上顶杆1、下顶杆2、上模垫板3、下凹模4、上模套5、下模套6、上齿形模7安装、紧固于锻造设备上,严格按对模程序,分别校验上齿形模7和下凹模6的同心度,待校验符合要求后,即对模具进行预热处理,待模具预热至200~260℃即可进行锻造;将锯切合格的紫铜棒料段,置于中频感应加热炉中,根据棒料段规格,调整进料频率,亦即锻造频率,将加热至所需锻造温度的棒料段,置于下凹模的定位凹台中,启动已调节好打击力的锻造设备,对棒料段进行一次性打击,然后在锻造设备上滑块回升的过程中,启动顶料装置,使得紫铜电极热态锻件,及时被顶杆顶出下模腔,利用人工或机械手取走锻件,放于规定位置,锻造成形的车加工后的紫铜电极如图2所示,完成差速器行星、半轴齿轮紫铜电极直齿锥齿齿形近净成形锻造。
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