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齒輪滾(gǔn)壓(yā)成形技術的研究
2012-11-16  來源:  作者:貴州大學機械(xiè)工(gōng)程學院教(jiāo)授 鄭偉剛(gāng)

      運用滾壓成(chéng)形技術進行齒輪(lún)塑性加工具有設備(bèi)簡單、刀具壽(shòu)命(mìng)長及效率高的特(tè)點,尤其對(duì)斜齒輪的成形加工, 沒有拔模問題。近年來,在國外該技術的研究與運用得(dé)到極大的重視。本文對這些研究成(chéng)果進行介紹, 主要內(nèi)容為滾壓成(chéng)形方法、冷和熱(rè)擠滾壓(yā)成形時出現的問題及解決措施。期望能對認識滾壓成形的內在規律有(yǒu)所幫助(zhù)。

 

 

  

      冷擠滾壓成形存在成品合格率、生產效率等方麵的問題,推廣運用受到限製。為此, 熱擠滾(gǔn)壓成形技(jì)術得到關注, 日本學者成(chéng)瀬政南早在20世紀50年代開始研究熱擠滾(gǔn)壓齒輪技術。與冷擠(jǐ)滾壓不同(tóng), 熱擠滾壓設置一對齒形滾輪沿橫向進給, 工件用高頻線圈加熱, 成形壓力明顯下降,且輪齒容易成形。由於影響熱擠滾壓齒輪質量( 如精度、材料流動、成形缺陷及熱處理後強度等(děng)) 的因素較多, 後來日本學者団野(yě)等又進行了熱擠(jǐ)滾壓齒輪成形條件諸多影響因素的(de)實驗研究。進入80年(nián)代, 滾壓成形技術研究(jiū)向高品質、低成本的" 淨成形" 加工方向發展, 並運用模擬仿真技術進行試驗研究。

 

      齒輪的滾壓成形技術經(jīng)過數年發展, 現已進入實用階段。綜合各(gè)類研究成果得到如下結論:

 

      ① 滾壓成形技術能加工5級精度的圓柱齒(chǐ)輪, 尤其是能解決(jué)斜齒輪擠壓(yā)成形時的(de)拔模問題。且成形(xíng)壓(yā)力小,成形設備製造容易。

 

      ② 對於抗拉(lā)強度低(dī)的材料或小模數(m < 3) 的齒(chǐ)輪, 采用(yòng)冷擠(jǐ)滾壓工藝較為合適。對於抗拉強度高(gāo)及模數大的(de)齒輪,應采用熱擠滾壓加工。

 

      ③ 冷擠滾壓時, 控製滾擠壓力, 選擇滾壓次數, 改變回轉方向可提高輪齒成形(xíng)的(de)精度。

 

      ④ 熱(rè)擠滾壓時, 所需成(chéng)形(xíng)壓力較小(xiǎo), 且刀具輪齒與加工齒輪接觸時間短, 有利於刀具(jù)冷卻(què)和潤滑。

 

      ⑤ 熱(rè)擠滾壓輪(lún)坯的加熱層厚(hòu)度、每轉中的滾擠壓入量及圓周速度、接觸麵上的潤滑狀態等是保證成形質量的重要因素。其相互之間的關係(xì)及影響(xiǎng)需通過實驗得到明確。隨著(zhe)齒輪零件形狀(zhuàng)複雜化(huà),還出現了錐形內齒輪、圓弧( 包括齒向(xiàng)圓(yuán)弧)齒輪、錯齒( 斜) 齒輪(lún)非圓形齒輪等特殊結構零件, 這類齒輪都需要用塑性成形的方法去加工(gōng)。為此(cǐ), 還需要(yào)對金屬(shǔ)塑性成形技術從理(lǐ)論上、工(gōng)藝方法上作更(gèng)深入的研究。

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