齿轮毛坯齿部挤制方法 所属技术领域
本发明涉及圆柱直齿齿轮的毛坯齿部挤制方法，属齿轮加工过程中毛坯的锻造范畴。
背景技术
目前，锻造齿轮毛坯时，如将齿部同时锻打出来，采用的方法有两种，一种是在横锻机上轧制，另一种是模锻。横轧齿轮毛坯的方法需要有专用设备，且灵活性较差，模锻方法虽较灵活，但锻造出来的齿轮毛坯成本较高，其原因是模具消耗较大，同时这两种方法锻造出来的齿轮毛坯，其齿部剩余的加工量仍然较大，而且锻造所需要设备的吨位非常大。因此，在锻造齿轮毛坯时，直接将齿形锻出来的还不够普遍。
【发明内容】
为弥补和克服现有锻造齿轮毛坯方法的不足，本发明提供一种圆柱直齿齿轮的毛坯齿部挤制方法。该方法与现有的方法相比，具有所用压力机吨位小、模具耐用且制作成本低、齿部剩余的加工余量少地优点。
本发明方法解决其技术问题所采用的方案是：按所制齿轮毛坯齿部沟槽所围(同一齿部沟槽内两齿面及齿根所围部分)的形状制成仿齿形滚面滚轮，将滚轮围绕待挤齿工件的轴线呈放射状分布放置，滚轮轴线与工件的轴线相垂直，这样，各滚轮面所围成的形状俯视正是一个齿轮的轮廓，并可直观的形成由滚轮面凸点连接所形成的小圆，和滚轮面凹点连接所形成的大圆，如将待挤齿工件直径制成大于小圆而小于大圆，那么经过高温加热的工件，施加一定的外力，使其从小圆与大圆之间通过，其结果会得到工件外表面与各滚轮面凸点接触处形成齿沟，而齿沟部位的材料流向滚轮面凹点处形成齿牙。
为实现本发明的方法，滚轮可用一根轴安放在支架上，按要所挤制齿轮毛坯尺寸的大小、齿数的多少，将已放上滚轮的支架呈放射状放置并固定，再配以托料台和压头，置于滚轮的滚轮面所围起形状的中心，托料台台面高于滚轮轴线以上。这样，将加热好待挤的工件(坯料)放于托料台上，压力机向下压的压力通过压头传向工件，当工件受力向下移动接触到滚轮时，随着工件的不断下降滚轮作旋转运动，直到工件的上平面低于滚轮轴线以后，挤压过程即结束。
根据实际情况，滚轮可制成一个滚轮对应一个齿槽的，即单体的，也可制成一个滚轮对应几个齿槽的，即连体的。
根据齿轮模数的大小不同和实际情况，较小模数齿轮毛坯可一次挤压成形，较大模数齿轮毛坯可分两次或多次挤压成形。
本发明有益的效果是：
1.挤压成形时金属流动受到的拘束系数小，因此挤压成形时比较省力。
2.工作状态下滚轮与工件的接触为滚动形式，滚轮表面受到的力为压应力和滚动摩擦，因此滚轮寿命比较长。
3.滚轮加工较容易。
4.不但因成形好带来的切削余量小、节省材料，而且机加工刀具费用会下降，生产效率会提高。
5.齿轮齿部的金属流线好，对齿根的抗弯强度及齿面的接触疲劳有益。
6.齿轮齿部的挤压工序可与齿坯锻造的其它工序结合起来，从而减少工件的加热次数，也可已在粗加工之后，采用感应局部加热的方法进行加热，而与后序的调质处理、正火工序结合起来，同样可以起到节约能源的目的。
【附图说明】
下面结合附图进一步说明圆柱直齿齿轮的毛坯齿部挤制方法。
图1是本发明的三维结构示意图。
图2是图1的纵向剖面构造图，也是图3的A-A剖视图。
图3是图2的俯视图，该图为工件齿部挤完的状态。
图4是图3的A处局部放大图。
图5是图2序号4(滚轮)的立面图。
图6是图5的A-A剖视图。
图7是滚轮为连体形式的立面图。
图8是图7的A-A剖视图。
图9是说明序号2(工件)未挤齿前，在由序号4滚轮面凸点连接所形成的小圆，和滚轮面凹点连接所形成大圆的俯视状态。
图10是图9的A处局部放大图。滚轮面凸点连接所形成的小圆，和滚轮面凹点连接所形成大圆，也就是双点画线所示的圆，粗实线圆所围的阴影线(此处不代表剖面线)代表序号2(工件)。
图中1.压头，2.工件，3.放料台，4.滚轮，5.心轴，6支架，7.紧固螺栓，8.底板。
在图2中每个部分所处的位置既是挤齿工作的初始状态，也是挤齿工作一个过程的结束状态(图2既是结束状态)。
在图2中，压头(1)是传递来自压力设备向下压力，使加热后待挤的工件(2)的坯料向下移动，通过滚轮(4)所组成的挤压区。放料台(3)与压力设备的顶出器结合，使得挤制好的工件回到挤制前的初始位置。滚轮(4)用心轴(5)固定在支架(6)上，然后用紧固螺栓(7)将支架(6)再固定到底板(8)上，使得形成一个挤压架。
工件(2)坯料，受到压头(1)向下的压力时向下移动，当工件(2)坯料接触到滚轮(4)，因由滚轮(4)滚面凸起点围成的挤压区域直径尺寸小于工件(2)坯料直径尺寸，使得滚面凸起点挤入工件(2)坯料的表面形成齿沟，原齿沟部位的材料流向滚面凹处形成齿牙。