一種短節距精密鏈輪的製造方法
2023-05-26 15:32:56 1
一種短節距精密鏈輪的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種短節距精密鏈輪的製造方法，包括如下步驟（a）鏈輪形狀設計；（b）模具製作；（c）模具裝配；（d）選擇鏈輪配料；（e）混合配料；（f）壓製成坯；（g）燒結；（h）切削毛坯；（i）銑齒形；（j）參照設計圖紙檢驗毛坯的外觀與尺寸；（k）熱處理。鑄造工具使用簡單，多工藝處理毛坯，對毛坯外觀與形狀進行全面的處理，使得成型鏈輪精度高、質量優。模具與鏈輪一條線生產，使鏈輪的針對性強，在實際使用中功效明顯，工作效率高，使用壽命長，從而有效的降低了成本。同時方便於根據不同的要求及用途鑄造相應鏈輪，滿足用戶不同的需求。
【專利說明】一種短節距精密鏈輪的製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種短節距精密鏈輪的製造方法。
【背景技術】
[0002]在機械化的今天，鏈輪廣泛的應用於各種行業，如工業、農業、軍事、醫療衛生、科技等方面，在各種領域起到舉足輕重的作用，在規模大的傳動過程中，鏈輪比齒輪起到更大的作用，鏈輪是用鏈條來傳動的，齒輪是通過互相嚙合來傳動的。和齒輪相比，鏈輪有單排、雙排和多排的。適用於低速、重載和高溫條件下，傳動的功率和速度範圍較大，結構緊湊可實現較大的傳動比，效率高、使用壽命長，可以用在兩軸中心較遠的場合。
[0003]雖然鏈輪的適用場合廣泛，但它的生產製作成本是相比齒輪比較大，且製作要求比較高，這就需要一個合理的工藝流程，既要保證質量高又能保證成本最節省化。這就要求我們結合鏈輪的材料、工序、製造參數、過程分析、提高時間利用率等方面逐個分析。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種短節距精密鏈輪的製造方法，結合鏈輪設計圖紙，鑄造匹配的模具。選取鏈輪配料，並摻入性能良好的元素，使得成型鏈輪具有耐磨損、強度大、硬度高、淬透性等特點。利用帕斯卡原理的液壓機壓製成坯，通過燒結、切削、系齒形、熱處理等工序處理毛坯，使得成型的鏈輪與設計要求的各項參數吻合度高。
[0005]為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案:
[0006]一種短節距精密鏈輪的製造方法:其特徵在於包括如下步驟:
[0007](a)鏈輪設計:
[0008]了解鏈輪的用途、性能及工作條件，明確鏈輪在產品中的位置、功用及其主要的技術要求，從而確定鏈輪參數:鏈輪齒數z=31 ;鏈輪輪齒採用梯形狀齒形，鏈輪輪齒節距P=9.525mm ;滾子直徑比=6.35mm ;鏈輪分度圓直徑Df=94.15mm ;鏈輪齒根圓直徑Di=87.80mm ;鏈輪齒頂圓直徑De=99mm ;鏈輪最大輪轂直徑DH=80mm ;根據確定的鏈輪各項參數繪製鏈輪的設計圖紙；
[0009](b)模具製作:
[0010]嚴格遵循鏈輪的參數以及鏈輪的設計要求，設計合適的鏈輪模具，並採用如下步驟製造所述鏈輪模具:①下料:選取Cr 12MoV鋼作為模具的原料，用軋制的方法將其製成矩形棒料；②鍛造:將矩形棒料鍛造成較大的矩形毛坯；③退火:對鍛造後的毛坯進行退火，消除鍛造後的毛坯的內應力車床加工成模；⑤熱處理模具:淬火、回火處理模具，檢查硬度HRC在56-60之間；⑥磨模具平面；⑦磨模具內孔；⑧精加工模具:採用手工研磨模具刃口 測量成型模具:測量成型模具的各項尺寸，確保與模具設計誤差在0.1mm以內；
[0011](C)模具裝配；
[0012](d)選擇鏈輪配料:
[0013]選擇45Mn (優質碳素結構鋼)為主配料，並混入少量其他副配料，組成製造鏈輪的原料；根據鏈輪的特點，制定各配料的具體質量百分比為:45Mn (優質碳素結構鋼)含量佔0.95-0.99，釩含量佔 0.01-0.015，鎢含量佔 0.005-0.01，硼含量佔 0.001-0.005 ；
[0014](e)混合配料:
[0015]按鏈輪各配料的具體質量百分比及鏈輪的生產數量要求，合理稱取各配料:45Mn (優質碳素結構鋼)粉、釩粉、鎢粉、硼粉；依次加入雙軸葉片混料機，進行混料作業250-300min,待混料均勻成型後，取出混料確保無其他雜質混入，並清理雙軸葉片混料機；
[0016](f)壓製成坯:
[0017]根據鏈輪設計的各項參數，計算每個鏈輪所需的混料量，並準確稱取一個鏈輪的混料量，先將稱取的混料置於所述模具內，然後採用雙柱液壓機壓制混料，雙柱液壓機將液體靜壓力施加給混料，實現配料在模具內自動移粉，使混料在模具內均勻分布，最後壓製成毛還;
[0018](g)燒結:
[0019]將毛坯置於燒結爐內燒結，經低溫預燒階段、中溫升溫燒結階段、高溫保溫階段完成燒結過程，保溫階段溫度在1100-11201:，燒結25-301^11，然後以0.41: /s冷卻，在650-400°C內則以1.5°C /s冷卻，完成毛坯燒結；[0020](h)切削毛坯:
[0021]嚴格按照鏈輪設計圖紙，比對毛坯與設計圖紙中鏈輪的各項參數，確定所需銑齒的量及位置；首先用三爪卡盤將毛坯固定於車床，然後採用如下步驟切削鏈輪:①平端面；②粗車外圓；③鑽中心孔；④拉孔；⑤粗車端面；⑥精車外圓；⑦精車端面；⑦清洗毛坯去毛刺和倒角；⑧檢驗毛坯；
[0022](i)銑齒形:
[0023]參照鏈輪設計圖紙，採用銑刀對所述毛坯進行銑齒；銑齒之前，在工具機上安裝固定胎具，根據鏈輪直徑大小在所述毛坯上放置傘形支架，用以加固銑齒時的剛性和平穩性，然後比對所述毛坯的規格尺寸與設計圖紙中鏈輪的各項參數，確定所需銑齒的量及位置；待銑齒完成後，清洗所述毛坯，檢驗齒形規格尺寸，確保與設計參數的誤差範圍在0.05mm以內；
[0024](j)參照設計圖紙檢驗毛坯的外觀與尺寸；
[0025](k)熱處理:
[0026]將毛坯在淬火爐中加熱，升溫至Ac3 (727_912°C)，然後在水中快速冷卻；接著對毛坯重新加熱升溫至Acl (757-962°C)，經保溫後，將毛坯置於油環境中冷卻成成型鏈輪；待檢測強度要求在40-50HRC範圍內後，清洗鏈輪後入倉。
[0027]本發明由於採用上述技術方案，具有以下有益效果:
[0028]鑄造工具使用簡單，多工藝處理毛坯，對毛坯外觀與形狀進行全面的處理，使得成型鏈輪精度高、質量優。模具與鏈輪一條線生產，使鏈輪的針對性強，在實際使用中功效明顯，工作效率高，使用壽命長，從而有效的降低了成本。同時方便於根據不同的要求及用途鑄造相應鏈輪，滿足用戶不同的需求。鏈輪配料中摻入多種元素，有效改善了鏈輪各方面的性能，包括:耐磨性、耐腐蝕性、強度、硬度、淬透性、韌性、熱穩定性等。
【專利附圖】
【附圖說明】[0029]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
[0030]圖1為本發明短節距精密鏈輪的示意圖；
[0031]圖2為本發明銑齒形用的一種銑刀。
【具體實施方式】
[0032]本發明一種短節距精密鏈輪的製造方法，採用模具和鏈輪一條線的生產方式。確定鏈輪設計要求，按照設計要求製作對應模具。選擇鏈輪製作配料，摻入性能優良的元素，通過雙軸葉片混料機均勻混合配料。利用雙柱液壓機的液體靜壓力壓制混料成坯，在燒結爐內燒結加固，經切削、銑齒形和熱處理工序處理毛坯的外觀、形狀及輪齒，從而製得成型的鏈輪。
[0033]本發明需要準備的如下材料及設備:
[0034]1、材料:Crl2MoV鋼、45Mn (優質碳素結構鋼)粉、釩粉、鎢粉、硼粉。
[0035]2、機具設備:CA6140工具機、三爪卡盤、專用夾具、X62W萬能銑床、雙軸葉片混料機、雙柱液壓機、燒結爐、淬火爐、各測量工具。
[0036]本發明包括如下步驟:
[0037](a)鏈輪設計:
[0038]了解鏈輪的用途、性能及工作條件，明確鏈輪在產品中的位置、功用及其主要的技術要求，從而確定鏈輪參數如下表所示:
[0039]
鏈輪齒 輪齒節 滾子直分度圓齒根圓 齒頂圓最大輪轂
參數
數Z 距P 徑K 直徑Df 直徑Di 直徑Db 直徑Dii數值 31 個 9.525mm 6.35ram 94.15腿 87.80mm 99mm 80mm
[0040]根據確定的鏈輪各項參數繪製鏈輪的設計圖紙；鏈輪的設計原則主要滿足三方面:即嚙合要求、使用要求、工藝性與精度要求，具體如下:
[0041]①保證鏈條能順利的齧入與齧出，不會有幹涉現象；
[0042]②具有足夠的容納鏈條節距伸長的能力；
[0043]③具有合理的作用角；
[0044]④齒廓曲線與鏈傳動工況相適應；
[0045]⑤有利於齧入和防止因鏈條跳動而跳鏈；
[0046]⑥加工工藝性好。
[0047]目前我國所執行的鏈輪標準為GB1244-85齒形。
[0048](b)模具製作:
[0049]嚴格遵循鏈輪的參數以及鏈輪的設計圖紙，設計合適的鏈輪模具，並採用如下步驟製造鏈輪模具:①下料:選取Crl2MoV鋼作為模具的原料，用軋制的方法將其製成矩形棒料；②鍛造:將矩形棒料鍛造成較大的矩形毛坯；③退火:對鍛造後的毛坯進行退火，消除鍛造後的毛坯的內應力，並改善其加工性能車床加工成模:車下端面，然後掉頭車上端面，留磨削餘量為0.3-0.5mm ;⑤熱處理模具:淬火、回火處理模具，檢查硬度HRC在56-60之間；⑥磨模具平:在平面磨床上磨上下兩端面；⑦磨模具內孔；⑧精加工模具:採用手工研磨模具刃口測量成型模具:測量成型模具的各項尺寸，確保與模具設計誤差在0.1mm以內；
[0050](C)模具裝配；
[0051]要製造出一副合格的模具，除了保證模具零件的加工精度外，還必須做好裝配工作。裝配是模具製造過程的一個重要環節，裝配質量的好壞將直接影響產品的質量和模具的使用壽命，裝配工藝過程包括裝配前的準備工作、裝配工作、調整和精度檢驗；
[0052](d)選擇鏈輪配料:
[0053]選擇45Mn (優質碳素結構鋼)為主配料，45Mn (優質碳素結構鋼)的化學成份包括:碳C、矽S1、錳Mn、硫S、磷P、鉻Cr、鎳N1、銅Cu。並混入少量其他副配料，組成製造鏈輪的原料；根據鏈輪的特點，制定各配料的質量份如下表所示:
[0054]
【權利要求】
1.一種短節距精密鏈輪的製造方法:其特徵在於包括如下步驟: (a)鏈輪設計: 了解鏈輪的用途、性能及工作條件，明確鏈輪在產品中的位置、功用及其主要的技術要求，從而確定鏈輪參數:鏈輪齒數z=31 ;鏈輪輪齒採用梯形狀齒形，鏈輪輪齒節距P=9.525mm ;滾子直徑^=6.35mm ;鏈輪分度圓直徑Df=94.15mm ;鏈輪齒根圓直徑Di=87.80mm ;鏈輪齒頂圓直徑De=99mm ;鏈輪最大輪轂直徑DH=80mm ;根據確定的鏈輪各項參數繪製鏈輪的設計圖紙； (b)模具製作: 嚴格遵循鏈輪的參數以及鏈輪的設計要求，設計合適的鏈輪模具，並採用如下步驟製造所述鏈輪模具:①下料:選取Crl2MoV鋼作為模具的原料，用軋制的方法將其製成矩形棒料；②鍛造:將矩形棒料鍛造成較大的矩形毛坯；③退火:對鍛造後的毛坯進行退火，消除鍛造後的毛坯的內應力車床加工成模；⑤熱處理模具:淬火、回火處理模具，檢查硬度HRC在56-60之間；⑥磨模具平面；⑦磨模具內孔；⑧精加工模具:採用手工研磨模具刃口 ；⑨測量成型模具:測量成型模具的各項尺寸，確保與模具設計誤差在0.1mm以內； (c)模具裝配； (d)選擇鏈輪配料: 選擇45Mn (優質碳素結構鋼)為主配料，並混入少量其他副配料，組成製造鏈輪的原料；根據鏈輪的特點，制定各配料的質量份為:45Mn (優質碳素結構鋼)粉質量份為95-99,1凡粉質量份為1-1.5,鶴粉質量份為0.5-1,硼粉質量份為0.1-0.5 ； Ce)混合配料: 按鏈輪各配料的具體質量百分比及鏈輪的生產數量要求，合理稱取各配料:45Mn (優質碳素結構鋼)粉、釩粉、鎢粉、硼粉；依次加入雙軸葉片混料機，進行混料作業250-300min，待混料均勻成型後，取出混料確保無其他雜質混入，並清理雙軸葉片混料機； (f)壓製成坯: 根據鏈輪設計的各項參數，計算每個鏈輪所需`的混料量，並準確稱取一個鏈輪的混料量，先將稱取的混料置於所述模具內，然後採用雙柱液壓機壓制混料，雙柱液壓機將液體靜壓力施加給混料，實現配料在模具內自動移粉，使混料在模具內均勻分布，最後壓製成毛坯； (g)燒結: 將所述毛坯置於燒結爐內燒結，經低溫預燒階段、中溫升溫燒結階段、高溫保溫階段完成燒結過程，保溫階段溫度在1100-1120°C，燒結25-30min，然後以0.4°C /s冷卻，在650-400°C內則以1.5°C /s冷卻，完成所述毛坯燒結； (h)切削所述毛坯: 嚴格按照鏈輪設計圖紙，比對所述毛坯的規格尺寸與設計圖紙中鏈輪的各項參數，確定所需銑齒的量及位置；首先用三爪卡盤將所述毛坯固定於車床，然後採用如下步驟切削鏈輪:①平端面；②粗車外圓；③鑽中心孔；④拉孔；⑤粗車端面；⑥精車外圓精車端面清洗所述毛坯去毛刺和倒角檢驗所述毛坯； (i)銑齒形: 參照鏈輪設計圖紙，採用銑刀對所述毛坯進行銑齒；銑齒之前，在工具機上安裝固定胎具，根據鏈輪直徑大小在所述毛坯上放置傘形支架，用以加固銑齒時的剛性和平穩性，然後比對所述毛坯的規格尺寸與設計圖紙中鏈輪的各項參數，確定所需銑齒的量及位置；待銑齒完成後，清洗所述毛坯，檢驗齒形規格尺寸，確保與設計參數的誤差範圍在0.05mm以內；(j)參照設計圖紙檢驗所述毛坯的外觀與尺寸； (k)熱處理: 將所述毛坯在淬火爐中加熱，升溫至Ac3 (727-912°C)，然後在水中快速冷卻；接著對所述毛坯重新加熱升溫至Acl(757-962°C)，經保溫5h後，將毛坯置於油環境中冷卻成成型鏈輪；待 檢測強度要求在40-50HRC範圍內後，清洗鏈輪後入倉。
【文檔編號】F16H55/08GK103697144SQ201310680557
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】鄭月參 申請人:嵊州市特種鏈輪有限公司