齿轮高温挤压成形装置的制作方法

本发明属于齿轮生产设备领域，尤其是一种齿轮高温挤压成形装置。

背景技术：

1、齿轮生产工艺主要有两种，一种是机加工，另一种是挤压成形，现有的挤压成形又分为高温锻造和冷挤压，其中，冷挤压精度高，但在常温下进行，由于常温下材料塑性较差，变形阻力大，只适用于尺寸较小的齿轮。高温锻造可用于生产尺寸更大的齿轮，但通常需要将齿轮加热至800摄氏度以上，温度较高，能耗大，锻造过程中齿轮温度快速下降。锻造时的始锻温度较高，是因为如果温度较低，会导致变形阻力增大，当齿轮尺寸较大时变形量也比较大，容易产生裂纹。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种齿轮高温挤压成形装置，与传统的锻造成形相比，可以在更低的温度下进行，且提高齿轮坯料各部位变形量的均匀性，降低产生裂纹的风险，保证合格率。

2、为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：齿轮高温挤压成形装置，包括底座，所述底座上竖直设置有可转动的下液压缸，所述下液压缸连接有驱动所述下液压缸转动的第二驱动机构，所述下液压缸的顶端设置有支撑盘，所述支撑盘上表面的中心设置有定位柱；所述支撑盘的上方设置有模座，所述模座上设置有进料通孔，所述模座上表面设置有模芯，所述模芯包括下成形段和上成形段，所述下成形段内部设置有下成形腔，所述下成形腔的侧壁设置有竖直贯穿下成形段的缺口，所述缺口内设置第一成形齿，所述第一成形齿连接有驱动第一成形齿沿下成形腔径向移动的第一驱动机构，所述第一成形齿用于在齿轮坯的外壁成形多个预制齿槽；所述上成形段内部设置有上成形腔，所述上成形腔的内径大于下成形腔的内径，所述上成形腔侧壁设置有多个第二成形齿，所述第二成形齿的数量与预制齿槽的数量相同，且第二成形齿的尺寸小于预制齿槽的尺寸；所述模芯的上方设置有压头，所述压头连接有压力机构，压头的下表面设置有导向盲孔，所述导向盲孔、上成形腔、下成形腔、进料通孔和定位柱同轴。

3、进一步地，所述模座内设置有环绕进料通孔的预热机构。

4、进一步地，所述进料通孔呈圆台形，且进料通孔上端口直径小于下端口的直径，进料通孔上端口直径与下成形腔的直径相同。

5、进一步地，所述底座上设置有水平的导轨，所述导轨上设置有与导轨滑动配合的第一滑座和第二滑座，所述第一滑座和第二滑座分别连接有第三驱动机构和第四驱动机构，所述下液压缸和第二驱动机构设置在第一滑座上，所述第二滑座上设置有竖直的顶出液压缸，所述顶出液压缸的上端设置有顶出块；模座远离顶出块的一侧设置有加热组件。

6、进一步地，所述上成形腔的上端口设置有第一密封斜面，所述压头的外侧壁设置有与压头滑动且密封配合的密封筒，所述密封筒的下表面设置为第二密封斜面，所述第二密封斜面上设置有密封垫，所述密封筒的上表面设置有弹簧；所述支撑盘的外壁设置有环形的密封槽，所述密封槽内设置有密封圈。

7、进一步地，所述顶出块的外径小于上成形腔的内径，所述顶出块的外壁设置有圆环形的安装槽，所述安装槽内设置有多个雾化喷头，所述雾化喷头连接有软管，所述软管连接有脱模剂存储容器，且所述软管上设置有驱动泵。

8、进一步地，所述加热组件为电磁感应加热机构。

9、进一步地，所述第一驱动机构为液压缸。

10、进一步地，所述第三驱动机构和第四驱动机构为液压缸。

11、进一步地，所述第二驱动机构为步进电机。

12、本发明的有益效果是：

13、传统的齿轮挤压方式为：将坯料放在模具上，坯料的轴向处于竖直状态，然后对坯料的上表面加压，将坯料压入模具的成形腔，成型腔的侧壁设置有多个成形凸台，成形凸台对坯料进行挤压，形成齿槽，相邻两成形凸台之间形成齿形。这种挤压方式，坯料变形时，材料沿轴向流动的路径过长，变形量大，容易撕裂而产生裂纹，坯料各部位材料的流动不均匀，得到齿轮应力较大。

14、本发明中，齿轮挤压成形包括两个过程，第一个过程为：利用第一驱动机构推动第一成形齿径向移动，在齿轮表面形成预制齿槽，预制齿槽的尺寸大于齿轮齿槽的设计尺寸；第二个过程为：利用下液压缸推动齿轮坯进入上成形腔，然后利用压力机构推动压头进入上成形腔，对齿轮进行挤压，在相邻两第二成形齿之间形成齿形。

15、挤压前，现将齿轮加热至500装置600摄氏度，在较高的温度下，齿轮坯的变形阻力更小，有利于快速成型。在第一个过程中，齿轮坯的外径与下成形腔的直径适配，使得齿轮坯外壁能够贴合下成形腔内壁，当齿轮坯的外壁受到径向的挤压时，被挤压的部分沿轴向向上流动，使得齿轮坯的轴向长度增加。在第二个过程中，下成形腔的直径大于齿轮坯的外径，齿轮坯的两端受到压力，直径逐渐变大，同时齿轮坯的材料沿径向流动，充满相邻两第二成形齿之间的空间，同时贴合第二成形齿。在整个挤压过程中，齿轮坯各部位的变形较为均匀，不存在局部变形量大的问题，从而有效避免局部撕裂，防止出现裂纹，保证齿轮的成形质量，使得本发明可以在比常规锻造温度更低的温度下进行，有利于降低能耗。

技术特征：

1.齿轮高温挤压成形装置，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)上竖直设置有可转动的下液压缸(2)，所述下液压缸(2)连接有驱动所述下液压缸(2)转动的第二驱动机构(17)，所述下液压缸(2)的顶端设置有支撑盘(3)，所述支撑盘(3)上表面的中心设置有定位柱(4)；所述支撑盘(3)的上方设置有模座(5)，所述模座(5)上设置有进料通孔(6)，所述模座(5)上表面设置有模芯，所述模芯包括下成形段(7)和上成形段(8)，所述下成形段(7)内部设置有下成形腔(9)，所述下成形腔(9)的侧壁设置有竖直贯穿下成形段(7)的缺口，所述缺口内设置第一成形齿(11)，所述第一成形齿(11)连接有驱动第一成形齿(11)沿下成形腔(9)径向移动的第一驱动机构(12)，所述第一成形齿(11)用于在齿轮坯的外壁成形多个预制齿槽；所述上成形段(8)内部设置有上成形腔(10)，所述上成形腔(10)的内径大于下成形腔(9)的内径，所述上成形腔(10)侧壁设置有多个第二成形齿(13)，所述第二成形齿(13)的数量与预制齿槽的数量相同，且第二成形齿(13)的尺寸小于预制齿槽的尺寸；所述模芯的上方设置有压头(14)，所述压头(14)连接有压力机构(15)，压头(14)的外侧壁设置有多个与第二成形齿(13)一一对应的导向槽，压头(14)的下表面设置有导向盲孔(16)，所述导向盲孔(16)、上成形腔(10)、下成形腔(9)、进料通孔(6)和定位柱(4)同轴。

2.如权利要求1所述的齿轮高温挤压成形装置，其特征在于：所述模座(5)内设置有环绕进料通孔(6)的预热机构(18)。

3.如权利要求1所述的齿轮高温挤压成形装置，其特征在于：所述进料通孔(6)呈圆台形，且进料通孔(6)上端口直径小于下端口的直径，进料通孔(6)上端口直径与下成形腔(9)的直径相同。

4.如权利要求1所述的齿轮高温挤压成形装置，其特征在于：所述底座(1)上设置有水平的导轨(21)，所述导轨(21)上设置有与导轨(21)滑动配合的第一滑座(22)和第二滑座(24)，所述第一滑座(22)和第二滑座(24)分别连接有第三驱动机构(23)和第四驱动机构(25)，所述下液压缸(2)和第二驱动机构(17)设置在第一滑座(22)上，所述第二滑座(24)上设置有竖直的顶出液压缸(26)，所述顶出液压缸(26)的上端设置有顶出块(27)；模座(5)远离顶出块(27)的一侧设置有加热组件(29)。

5.如权利要求1、2、3或4所述的齿轮高温挤压成形装置，其特征在于：所述上成形腔(10)的上端口设置有第一密封斜面(19)，所述压头(14)的外侧壁设置有与压头(14)滑动且密封配合的密封筒(20)，所述密封筒(20)的下表面设置为第二密封斜面，所述第二密封斜面上设置有密封垫(28)，所述密封筒(20)的上表面设置有弹簧(34)；所述支撑盘(3)的外壁设置有环形的密封槽，所述密封槽内设置有密封圈(30)。

6.如权利要求4所述的齿轮高温挤压成形装置，其特征在于：所述顶出块(27)的外径小于上成形腔(10)的内径，所述顶出块(27)的外壁设置有圆环形的安装槽，所述安装槽内设置有多个雾化喷头(31)，所述雾化喷头(31)连接有软管，所述软管连接有脱模剂存储容器(32)，且所述软管上设置有驱动泵(33)。

7.如权利要求4所述的齿轮高温挤压成形装置，其特征在于：所述加热组件(29)为电磁感应加热机构。

8.如权利要求1所述的齿轮高温挤压成形装置，其特征在于：所述第一驱动机构(12)为液压缸。

9.如权利要求1所述的齿轮高温挤压成形装置，其特征在于：所述第三驱动机构(23)和第四驱动机构(25)为液压缸。

10.如权利要求1所述的齿轮高温挤压成形装置，其特征在于：所述第二驱动机构(17)为步进电机。

技术总结本发明涉及齿轮高温挤压成形装置，包括底座，底座上设置有下液压缸，下液压缸连接有第二驱动机构，下液压缸的顶端设置有支撑盘，支撑盘上表面设置有定位柱；支撑盘的上方设置有模座，模座上表面设置有模芯，模芯包括下成形段和上成形段，下成形段内部设置有下成形腔，下成形腔的侧壁设置有缺口，缺口内设置第一成形齿，第一成形齿连接有第一驱动机构，上成形段内部设置有上成形腔，上成形腔侧壁设置有多个第二成形齿；模芯的上方设置有压头，所述压头连接有压力机构。与传统的锻造成形相比，本发明可以在更低的温度下进行，且提高齿轮坯料各部位变形量的均匀性，降低产生裂纹的风险，保证合格率。技术研发人员：余光祥,张基敏受保护的技术使用者：重庆意彤机械制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12