一种薄壁斜齿轮的加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种薄壁斜齿轮的加工工艺，包括如下步骤：(1)配粉：所述薄壁斜齿轮的原材料成分及质量配比包括：Ni 3.62％～4.31％、Cu 1.37％～1.61％、Mo 0.46～0.54％、C 0.26％～0.34％、润滑剂DM120 0.54％～0.66％、氟化钙0.58％～0.66％、其余为Fe；(2)成型；(3)烧结；(4)浸油；(5)整形；(6)外圆磨；(7)铣加工；(8)车加工；(9)刷毛刺；(10)真空清洗并浸油。通过上述方式，本发明专利技术通过对薄壁斜齿轮的原材料配方进行改进，使原材料的流动性好、压缩性好，从而保证齿轮密度均匀一致，能提高齿轮的耐磨性和硬度，且该原料易切削性能好，达到普通粉末材料的2～3倍；同时本发明专利技术工艺简单易控，尤其采用成型与整形相互配合，能够避免薄壁齿轮变形，显著提高成品合格率。

A Processing Technology of Thin-walled Helical Gear

The invention discloses a processing technology for thin-walled helical gears, which comprises the following steps: (1) powder mixing: the raw material composition and mass ratio of the thin-walled helical gears include: Ni 3.62%-4.31%, Cu 1.37%-1.61%, Mo 0.46-0.54%, C 0.26%-0.34%, lubricant DM120 0.54%-0.66%, calcium fluoride 0.58%-0.66%, and the rest are Fe; (2) forming; (3) sintering; (3) sintering; (3) sintering; (3) lubricating; 4) oil immersion; (5) shaping; (6) cylindrical grinding; (7) milling; (8) turning; (9) burr brushing; (10) vacuum cleaning and oil immersion. By improving the raw material formula of thin-walled helical gears, the invention can make the raw material fluidity and compressibility good, thus ensuring uniform density of gears, improving the wear resistance and hardness of gears, and the raw material has good machinability, reaching 2-3 times that of ordinary powder materials; at the same time, the technology of the invention is simple and easy to control, especially the shaping and shaping phases. Cooperating with each other can avoid the deformation of thin-walled gears and significantly improve the qualified rate of finished products.

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁斜齿轮的加工工艺
本专利技术涉及粉末冶金成型
，特别是涉及一种薄壁斜齿轮的加工工艺。
技术介绍
齿轮是各种汽车发动机中最普遍使用的零件，它也是制造各种机械产品的重要零件之一。早期斜齿轮多采用滚齿加工，此种工艺不仅浪费材料，效率上也不高。随着粉末冶金的发展，采用粉末冶金生产齿轮已可行。粉末冶金工艺不仅成本低，生产效率高，而且在成型过程中没有废料，对于钢铁资源的利用是最好的。在粉末冶金生产中，斜齿轮的生产工艺难于直齿轮生产工艺，特别薄壁的斜齿轮。斜齿轮在成型过程中模具需要转动成型，在模具设计上也会难于直齿轮工艺。对于薄壁件齿轮，成型脱模后如何避免变形、开裂也是一个技术难题。钢件加工出来的齿轮具有密度高，强度高的特点，目前常规冷压粉末冶金工艺生产出齿轮密度6.8-7.0g/cm3的产品基本可以代替钢件。但对于有更高强度要求的产品则需要再提高粉末冶金密度，需要采用优化的工艺及材料来进行改善。为了达到精度更高的装配要求，通常还要对齿轮进行后期加工处理。对于薄壁件、断续切削，其加工难度会很高。在大批量的生产过程，从刀具寿命考虑，相应刀具材料、以及粉末冶金原材料的改善非常重要。此外齿轮粉末冶金成型过程中、加工过程中都不可避免的会产生毛刺。通常采用与磨料研磨、抛丸、刷毛刺等工艺，这些工艺常会造成碰伤或毛刺去除程度不理想等问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种薄壁斜齿轮的加工工艺，以提高薄壁斜齿轮的强度及成品合格率。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种薄壁斜齿轮的加工工艺，包括如下步骤：(1)配粉：所述薄壁斜齿轮的原材料成分及质量配比包括：Ni3.62％～4.31％、Cu1.37％～1.61％、Mo0.46～0.54％、C0.26％～0.34％、润滑剂DM1200.54％～0.66％、氟化钙0.58％～0.66％，其余为Fe，称取上述配方量的薄壁斜齿轮的原材料成分，充分搅拌混合均匀，形成所述薄壁斜齿轮成型过程所用的原料；(2)成型：成型模具的中模通过模温机加热到并保持100℃，将步骤(1)中的原料在松装情况下通过粉靴送粉通道填入具有温度的中模成型腔内，接着压机进行压制将位于型腔内的原料压成具有一定强度的齿轮生坯，最后脱模并采用环形取料夹具取出齿轮生坯；(3)烧结：将步骤(2)的齿轮生坯送入连续型网带炉进行烧结得到齿轮毛坯，所述连续型网带炉的高温区温度控制在1120～1140℃；(4)浸油：将步骤(3)高温烧结后的齿轮毛坯进行浸润滑油处理；(5)整形：将步骤(4)浸油处理后的齿轮毛坯夹取放入到整形模具的整形腔内进行整形处理；(6)外圆磨：对步骤(5)整形后的齿轮毛坯的上部齿轮面的齿顶进行外圆磨，使齿轮齿顶径保持一致，且圆度保持在0.02mm以内，以便于后期车加工夹持定位；(7)铣加工：将经步骤(6)外圆磨后的齿轮毛坯用数控铣床进行铣加工，在齿轮毛坯的上端面上铣出两个凹槽，所述凹槽的宽度均为8～8.05mm，凹槽两边的倒角均为0.75×45°；(8)车加工：对步骤(7)铣加工后的齿轮毛坯进行内外径车加工，外齿一段被加工成外径为28.95-29.05mm，齿轮上部内径为24.96～25mm、齿轮下部内径为26.00～26.04mm；(9)刷毛刺：将齿面两端、凹槽槽口产生的毛刺去除；(10)真空清洗并浸油：将步骤(9)刷毛刺后的齿轮毛坯进行真空清洗，去除产品水分、杂质，最后浸油防锈后得到薄壁斜齿轮。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤(1)中，所述薄壁斜齿轮的原材料成分及质量配比包括：Ni4.30％、Cu1.61％、Mo0.51％、C0.32％、润滑剂DM1200.65％、氟化钙0.6％，其余为Fe。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤(2)中，所述成型模具包括：成型中模、成型上冲、成型下冲和成型芯棒，所述成型上冲、成型下冲、成型芯棒与成型中模相互配合组成齿轮生坯的成型腔。在本专利技术一个较佳实施例中，所述成型中模是由成型模芯、成型模套过盈热套连接而成的。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤(2)中，所述原料在松装情况下填入成型模具的成型腔内的体积是压制而成的齿轮生坯体积的2.2倍。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤(5)中，所述整形模具包括：整形上冲、整形下冲、整形中模和整形芯棒，所述整形上冲、成型下冲、整形芯棒与整形中模相互配合组成齿轮毛坯的整形腔。在本专利技术一个较佳实施例中，所述整形中模是由整形模芯、整形模套过盈热套连接而成的。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤(7)中，铣加工齿端面凹槽时采用红外线给齿部定位。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤(9)中，刷毛刺机通过调整电机正转、反转先对齿轮毛坯上下端面进行正刷、反刷去除毛刺，然后调整夹具位置再对齿轮毛坯上端面上的两个凹槽进行正刷、反刷出去毛刺。在本专利技术一个较佳实施例中，所述薄壁斜齿轮的成型密度为7.15～7.25g/cm3。本专利技术的有益效果是：通过对薄壁斜齿轮的原材料配方进行改进，使原材料的流动性好、压缩性好，从而保证齿轮密度均匀一致，能提高齿轮的耐磨性和硬度，且该原料易切削性能好，达到普通粉末材料的2～3倍；同时本专利技术通过成型、烧结、浸油、整形、外圆磨、铣加工、车加工、刷毛刺、真空清洗和浸油防锈处理相互结合的加工工艺，工艺简单易控，尤其采用成型与整形相互配合，能够避免薄壁齿轮变形，显著提高成品合格率。附图说明图1是本专利技术工艺所需加工的薄壁斜齿轮的俯视图；图2是图1所示A-A面剖视图；图3是本专利技术工艺中的成型模具的结构示意图；图4是本专利技术工艺中的整形模具的结构示意图；附图中各部件的标记如下：1、齿轮本体，11、上部齿轮面，12、下部齿轮面，13、凹槽，100、成型模具，1001、成型中模，10011、成型模芯，10012、成型模套，1002、成型上冲，1003、成型下冲，1004、成型芯棒，200、整形模具，2001、整形上冲，2002、整形中模，20021、整形模芯，20022、整形模套，2003、整形下冲，2004、整形芯棒。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1和图2、图3和图4，本专利技术实施例包括：一种薄壁斜齿轮，包括：齿轮本体1，所述齿轮本体1的上部齿顶经外圆磨后获得圆度为0.02mm，使加工中夹持定位无偏差，所述齿轮本体1的上部齿轮面11还车铣加工有一组对称的凹槽13，车削加工使齿轮本体1的上部齿轮面11与下部齿轮面12之间形成有圆形台阶，所述齿轮本体1的内径经车削加工形成内径不等的上部齿轮面内径和下部齿轮面内径。所述齿轮本体1的齿轮模数为0.75，螺旋角为右旋5.982°，齿顶台阶外径28.95-29.05mm，下部齿轮面12的内径为26.00-26.04mm(单边壁厚度约为1.11mm)和上部齿轮面11的内经为24.96-25mm，凹槽13的宽度为8-8.05，凹槽12的两边倒角0.75×45°。实施例一加工上述薄壁斜齿轮的加工工艺包括：(1)配粉：所述薄壁斜齿轮的原材料成分及质量配比为：Ni4.3％、Cu1.61％、Mo0.51％、C0.32％、润滑剂DM1200.65％、氟化钙0.6％、Fe92.01％，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁斜齿轮的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)配粉：所述薄壁斜齿轮的原材料成分及质量配比包括：Ni 3.62％～4.31％、Cu 1.37％～1.61％、Mo 0.46～0.54％、C 0.26％～0.34％、润滑剂DM120 0.54％～0.66％、氟化钙0.58％～0.66％、其余为Fe，称取上述配方量的薄壁斜齿轮的原材料成分，充分搅拌混合均匀，形成所述薄壁斜齿轮成型过程所用的原料；(2)成型：成型模具的中模通过模温机加热并保持100℃，将步骤(1)中的原料在松装情况下通过粉靴送粉通道填入具有温度的中模成型腔内，接着压机进行压制将位于型腔内的原料压成具有一定强度的齿轮生坯，最后脱模并采用环形取料夹具取出齿轮生坯；(3)烧结：将步骤(2)的齿轮生坯送入连续型网带炉进行烧结得到齿轮毛坯，所述连续型网带炉的高温区温度控制在1120～1140℃；(4)浸油：将步骤(3)高温烧结后的齿轮毛坯进行浸润滑油处理；(5)整形：将步骤(4)浸油处理后的齿轮毛坯夹取放入到整形模具的整形腔内进行整形处理；(6)外圆磨：对步骤(5)整形后的齿轮毛坯的齿顶进行外圆磨；(7)铣加工：将经步骤(6)外圆磨后的齿轮毛坯用数控铣床进行铣加工，在齿轮毛坯的上端面上铣出两个凹槽，所述凹槽的宽度均为8～8.05mm，凹槽两边的倒角均为0.75×45°；(8)车加工：对步骤(7)铣加工后的齿轮毛坯进行内外径车加工，外齿一段被加工成外径为28.95‑29.05mm，齿轮上部内径为24.96～25mm、齿轮下部内径为26.00～26.04mm；(9)刷毛刺：将齿面两端、槽口产生的毛刺去除；(10)真空清洗并浸油：将步骤(9)刷毛刺后的齿轮毛坯进行真空清洗，去除产品水分、杂质，最后浸油防锈后得到薄壁斜齿轮。...

【技术特征摘要】
1.一种薄壁斜齿轮的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)配粉：所述薄壁斜齿轮的原材料成分及质量配比包括：Ni3.62％～4.31％、Cu1.37％～1.61％、Mo0.46～0.54％、C0.26％～0.34％、润滑剂DM1200.54％～0.66％、氟化钙0.58％～0.66％、其余为Fe，称取上述配方量的薄壁斜齿轮的原材料成分，充分搅拌混合均匀，形成所述薄壁斜齿轮成型过程所用的原料；(2)成型：成型模具的中模通过模温机加热并保持100℃，将步骤(1)中的原料在松装情况下通过粉靴送粉通道填入具有温度的中模成型腔内，接着压机进行压制将位于型腔内的原料压成具有一定强度的齿轮生坯，最后脱模并采用环形取料夹具取出齿轮生坯；(3)烧结：将步骤(2)的齿轮生坯送入连续型网带炉进行烧结得到齿轮毛坯，所述连续型网带炉的高温区温度控制在1120～1140℃；(4)浸油：将步骤(3)高温烧结后的齿轮毛坯进行浸润滑油处理；(5)整形：将步骤(4)浸油处理后的齿轮毛坯夹取放入到整形模具的整形腔内进行整形处理；(6)外圆磨：对步骤(5)整形后的齿轮毛坯的齿顶进行外圆磨；(7)铣加工：将经步骤(6)外圆磨后的齿轮毛坯用数控铣床进行铣加工，在齿轮毛坯的上端面上铣出两个凹槽，所述凹槽的宽度均为8～8.05mm，凹槽两边的倒角均为0.75×45°；(8)车加工：对步骤(7)铣加工后的齿轮毛坯进行内外径车加工，外齿一段被加工成外径为28.95-29.05mm，齿轮上部内径为24.96～25mm、齿轮下部内径为26.00～26.04mm；(9)刷毛刺：将齿面两端、槽口产生的毛刺去除；(10)真空清洗并浸油：将步骤(9)刷毛刺后的齿轮毛坯进行真空清洗，去除产品水分、杂质，最后浸油防锈后得...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱杏根，翁星宏，朱伟，
申请(专利权)人：常熟市迅达粉末冶金有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32