Abstrakt
Der durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Gesamtkaltschmiedeprozess der Schirmgetriebewelle bezieht sich auf den Bereich der mechanischen Metallbearbeitung und des Metallstanzens im Wesentlichen ohne Schneiden, insbesondere auf das gesamte plastische Präzisionsformungsverfahren der Schirmgetriebewelle. Die Prozessschritte sind wie folgt: Zuerst werden runde Stahlstäbe gesägt und dann sphäroidisiert und geglüht, gefolgt von der maschinellen Bearbeitung und Verarbeitung des Barrens, gefolgt von einer Phosphorverseifungsbehandlung. Dann wird der Schaftteil extrudiert und der Rohzahnteil wird vorab in eine Kugelform gestaucht, gefolgt von einem sphäroidisierten Glühen und einer Phosphorverseifungsbehandlung. Schließlich werden die Zähne in Form extrudiert und das Quadrat wird in Form extrudiert. Durch die Verwendung des durch die vorliegende Erfindung bereitgestellten Verfahrens wird die Metallstromlinie des Produkts kontinuierlich in seiner Form verteilt und die innere Struktur ist dicht, wodurch die Zahnoberfläche des Kegelrads verschleißfester und langlebiger wird. Die Festigkeit des Schafts ist mehr als doppelt so hoch wie im ursprünglichen Produktionsprozess. Da während des Kaltumformprozesses vom Knüppel bis zum fertigen Produkt kein Materialverlust auftritt, werden im Vergleich zu Bearbeitungsprozessen Materialien eingespart und der Energieverbrauch gesenkt. Durch den Einsatz fortschrittlicher 3D-Modellierungssoftware für das Kaltschmieden bei der Entwicklung neuer Produkte konnte eine erhebliche Zeitersparnis bei der Formentwicklung und Fehlerbehebung erzielt werden, wodurch die Entwicklungskosten gesenkt wurden.
Beschreibung
Kaltschmiedeverfahren für die gesamte Schirmgetriebewelle
technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der mechanischen Metallbearbeitung und des Metallstanzens mit minimaler Zerspanung, insbesondere auf ein Verfahren zur integralen plastischen Präzisionsformung von Kegelradwellen.
Hintergrundtechnologie
Es gibt zwei Methoden zur Bearbeitung vorhandener Kegelradwellen: Die erste Methode besteht darin, das bearbeitete Kegelrad auf die bearbeitete Welle zu montieren. Die Montagemethoden können Presspassung, Keilverzahnung, Flachschlüssel mit Schnappfeder usw. umfassen. Die Hauptmängel der mit dieser Methode bearbeiteten Kegelradwelle sind die geringe Übertragungsfestigkeit, und die Prozessmethode weist auch die Nachteile eines hohen Verbrauchs an Verbrauchsmaterialien und eines hohen Energieverbrauchs auf ; Der zweite Typ ist die Verarbeitungstechnologie des Integralgusses von Schirmgetriebewellen. Die Hauptmängel der mit dieser Methode bearbeiteten Schirmwellen sind eine verringerte Genauigkeit, eine geringe Ausbeute und eine geringere Festigkeit der Gussteile im Vergleich zu bearbeiteten Teilen. Darüber hinaus weisen die beiden oben genannten Verarbeitungsmethoden auch Nachteile wie lange Produktentwicklungszeit und hohe Entwicklungskosten auf.
SZusammenfassung der Erfindung
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben genannten Mängel zu überwinden und ein Kaltschmiedeverfahren für Schirmgetriebewellen mit guter Verschleißfestigkeit und hoher Übertragungsfestigkeit bereitzustellen.
Die technische Lösung der vorliegenden Erfindung ist der gesamte Kaltschmiedeprozess der Schirmgetriebewelle, der die folgenden Schritte umfasst: zuerst Schneiden, dann Sphäroidisieren und Glühen, gefolgt von der maschinellen Bearbeitung und Bearbeitung des Knüppels, gefolgt von einer Phosphorverseifungsbehandlung, dann normal Extrusion des Schaftteils, Vorstauchen des groben Zahnteils, sphäroidisierendes Glühen und Phosphorverseifungsbehandlung, gefolgt von der Zahnextrusionsformung und schließlich der quadratischen Extrusionsformung.
Bei Verwendung der oben genannten technischen Lösung wird das Metallmaterial im Formhohlraum bei Raumtemperatur unter Druck gesetzt, um zu fließen und sich zu formen. Die Metallstromlinie ist entsprechend ihrer Form kontinuierlich verteilt und die innere Struktur ist dicht, wodurch die Zahnoberfläche des Kegelrads verschleißfester und langlebiger wird. Die Festigkeit des Schafts ist mehr als doppelt so hoch wie im ursprünglichen Produktionsprozess. Gleichzeitig werden durch den minimalen Verlust beim Kaltschmiedeprozess vom Knüppel bis zum fertigen Produkt Material eingespart und der Energieverbrauch im Vergleich zu Bearbeitungsprozessen gesenkt. Durch den Einsatz fortschrittlicher 3D-Simulationsformsoftware zur Simulation des Kaltschmiedens während der Entwicklung neuer Produkte konnte eine erhebliche Zeitersparnis bei der Formentwicklung und der Testproduktion erzielt werden, wodurch die Entwicklungskosten gesenkt wurden.
Angehängte Bildbeschreibung
Abbildung 1 zeigt die Formänderung des Produkts während der Verarbeitung der vorliegenden Erfindung.
Abbildung 2 zeigt das Prozessablaufdiagramm der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Spezifische Implementierungsmethode
Basierend auf der Produktleistung: Härte HRC36-47,5
Zugfestigkeit 1150-1540 Newton pro Quadratmillimeter
Die technischen Parameter des Produkts sind: Schirmgetriebemodul 4
Anzahl der Zähne 12
Druckwinkel 20 Grad
Achswinkel 90 Grad
Nehmen wir als Beispiel den gesamten Kaltschmiedeprozess einer Regenschirm-Zahnradwelle mit der Präzisionsstufe (GB{0}}/8).
Zunächst wird auf Basis der 3D-Simulationsumformsoftware der Kaltumformprozess simuliert und der Formenbau und die Materialvorbereitung entworfen. Das Rohmaterial für die Schirmgetriebewelle in dieser Ausführungsform ist 20CrMnTi-Rundstahlstabmaterial. Die Prozessschritte sind:
1. Schneiden Sie 20CrMnTi-Rundstahlstäbe und stellen Sie sicher, dass das Gewicht des Rohmaterials 8-12 % größer ist als das Gewicht des fertigen Produkts nach dem Schneiden;
2. Führen Sie ein Sphäroidisierungsglühen am Rohmaterialrohling durch, steuern Sie die Heiztemperatur auf 720 Grad -740 Grad, halten Sie sie 3-4 Stunden lang, kühlen Sie es im Ofen auf weniger als oder gleich 500 Grad ab und dann Luft aus dem Ofen abkühlen lassen. Kontrollieren Sie die Glühhärte auf 70-85HRB;
3. Bearbeitung von Rohmaterialien, um oberflächliche Oxidhaut zu entfernen und sicherzustellen, dass das Gewicht des Rohmaterials mit dem Gewicht des Endprodukts übereinstimmt;
4. Die spezifische Methode zur Phosphorverseifungsbehandlung ist wie folgt: Säurewaschen bei einer Flüssigkeitstemperatur von 50-60 Grad für 5-10 Minuten, Spülen mit Wasser für 1-2 Minuten; Flüssige Phosphatierung bei 70-80 Grad für 10-15 Minuten, Spülen mit klarem Wasser für 1-2 Minuten; Verseifung der Flüssigkeit bei 80-95 Grad für 8-10 Minuten;
5. Die positive Extrusionswelle wird verwendet, um den Wellenkopf der Schirmgetriebewelle zu formen, und die Durchmesser- und Längenabmessungen des Wellenkopfes werden kontrolliert. Der Durchmesser ist 0.2-0,5 mm kleiner als der Durchmesser des Endprodukts und die Länge ist 1-2mm kürzer als die Länge des Endprodukts;
6. Vorstauchen der Zahnradzähne in eine Kugelform, Kontrolle der Durchmesser- und Längenabmessungen des Wellenkopfes sowie des Gewichts des Stauchkugelteils, um sicherzustellen, dass der Durchmesser des Wellenkopfes der Endproduktgröße entspricht, Reservierung die Länge für den nächsten Prozess der quadratischen Extrusionsverlängerung und Sicherstellung, dass das Gewicht des Stauchkugelteils 5-10 % schwerer ist als das der fertigen Zahnradzähne;
7. Sphäroidisierungsglühen, kontrollierte Erwärmungstemperatur von 720 Grad -740 Grad, Halten für 3-4 Stunden, Abkühlung im Ofen auf weniger als oder gleich 500 Grad und dann Luftkühlung aus dem Ofen, kontrolliertes Glühen Härte von 70-85HRB;
8. Das spezifische Verfahren zur Phosphorverseifungsbehandlung ist wie folgt: Säurewaschen bei einer Flüssigkeitstemperatur von 50-60 Grad für 5-10 Minuten, Spülen mit Wasser für 1-2 Minuten; Flüssige Phosphatierung bei 70-80 Grad für 10-15 Minuten, Spülen mit klarem Wasser für 1-2 Minuten; Verseifung der Flüssigkeit bei 80-95 Grad für 8-10 Minuten;
9. Überprüfen Sie regelmäßig die Rauheit und Eignung der Zahnoberfläche nach der positiven Extrusion des Kegelradzahnprofils. Wenn das Zahnrad herauszieht oder überschüssiges Material auf der Zahnunterseite vorhanden ist, muss die Form rechtzeitig repariert oder ersetzt werden;
10. Der quadratische Kopf an der Oberseite des Schirmgetriebes wird mit der reduzierenden Extrusionsmethode bearbeitet und der Durchmesser und die Länge des Quadrats werden so gesteuert, dass sie den Anforderungen der Endproduktgröße entsprechen.
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