一種內外帶齒筒形件的伺服直驅型增量滾軋成形工藝的製作方法
2023-05-20 16:24:41 2
專利名稱：一種內外帶齒筒形件的伺服直驅型增量滾軋成形工藝的製作方法
一種內外帶齒筒形件的伺服直驅型增量滾軋成形工藝技術領域
本發明屬於先進金屬塑性加工及數控成形設備領域，具體涉及一種內外帶齒筒形件的伺服直驅型增量滾軋成形工藝。
背景技術：
內外帶齒的筒形件主要包括離合器殼體、滑動套筒、傳動輪的嚙合齒形以及行星齒輪內齒等，通常應用在汽車、船舶、航天航空等領域。隨著現代製造業的發展，對零件生產工藝及使用性能提出了更高的要求。
現有的內外帶齒筒形件加工工藝，主要有傳統的切削加工以及擠壓、旋壓成形加工。其中切削加工以插齒加工為主，但工序複雜、加工效率低；擠壓成形加工則具有成形力大、齒形填充質量差等工藝缺陷；旋壓成形加工則具有工藝系統複雜、需採用多道次旋壓等不足。
中高頻感應加熱工藝，多數用於工業金屬零件表面淬火、金屬熔煉、棒料透熱等多個領域，是使零件表面產生一定的感應電流，迅速加熱零件表層金屬，達到表層迅速加熱，而心部溫升較小的效果。發明內容
為了克服上述現有工藝的缺點，本發明的目的在於提供一種內外帶齒筒形件的伺服直驅型增量滾軋成形工藝，具有成形力小、加工效率高、工序簡單、工藝靈活性強、適用範圍廣、操作方便的優點。
為了達到上述目的，本發明採取的技術方案為:
—種內外帶齒筒形件的伺服直驅型增量滾軋成形工藝，其包括以下步驟:
a)、以內外均為圓柱面的筒形件作為毛坯1，根據毛坯I材料和齒形結構，採取冷成形、溫成形或熱成形開展滾軋成形加工；
b)、將毛坯I套在帶有外齒形的芯模2上，並由緊固螺釘3固定，然後在複合交流伺服電機4的驅動下，芯模2帶著毛坯I軸向進給，直至毛坯I進入中高頻感應加熱器5的內腔；
C )、由中高頻感應加熱器5對毛坯I表面金屬進行快速加熱至預設溫度，加熱時間為5sec 15sec，預設溫度為400°C 750°C ；
d)、毛坯I繼續軸向進給，直至進入沿毛坯I軸線圓周均布3 6個滾軋模具6的滾軋位置；
e)、滾軋模具6及滑座7在各自的調整交流伺服電機8及滾珠絲槓螺母副9的驅動下，沿著導軌10徑向進給至指定滾軋位置，並由各自的主動力交流伺服電機11及萬向聯軸器12驅動，開始同步、同速、同向轉動，轉速為50RPM 100RPM，同時毛坯I和芯模2在複合交流伺服電機4的驅動下軸向進給並同步轉動,進給速度為I 5mm/sec,轉速為100RPM 200RPM，逐漸完成內外帶齒筒形件的滾軋成形；
f)、當滾軋完畢，滾軋模具6及滑座7反方向退出，複合交流伺服電機4帶著已成形的毛坯I和芯模2退回，卸下已成形毛坯1，完畢。
本發明具有以下優點:
1、在毛坯進行增量滾軋成形前，對對需變形的表面金屬進行中高頻感應加熱，提高了金屬材料的塑性，降低了成形力，擴大了加工範圍，加熱效率高。
2、內外帶齒筒形件在滾軋過程中，由3 6個滾軋模具6同時作用，屬於增量式塑性變形，成形力小，成形精度高，表面質量好。
3、增量滾軋過程中的滾軋模具6以及毛坯I的運動均由交流伺服電機實現，工藝系統簡單，靈活性強，控制精度高，操作方便。
4、該工藝可滾軋內外帶齒的筒形件或者僅有內齒或外齒的筒形件。
圖1為本發明的工藝原理圖。
圖2為本發明的滾軋模具(3個)布局圖。
圖3為本發明的滾軋模具示意圖。
圖4為本發明成形後內外帶齒筒形件。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本發明做詳細描述。
參照圖1，實現本發明工藝的裝置包括芯模2和複合交流伺服電機4，毛坯I通過緊固螺釘3固定在芯模2上，芯模2與複合交流伺服電機4連接，中高頻感應加熱器5布局在複合交流伺服電機4的前方，在中高頻感應加熱器5的後方沿毛坯I軸線圓周均布3個滾軋模具6，滾軋模具6安裝在滑座7上，滑座7通過滾柱絲槓螺母副9與調整交流伺服電機8連接，滾軋模具6後方通過萬向聯軸器12與主動力交流伺服電機11連接。
一種內外帶齒筒形件的伺服直驅型增量滾軋成形工藝，包括以下步驟:
a)、參照圖1，以內外均為圓柱面的筒形件作為毛坯1，根據毛坯I材料和齒形結構，採取冷成形、溫成形或熱成形開展滾軋成形加工；
b)、參照圖1，將毛坯I套在帶有外齒形的芯模2上，並由緊固螺釘3固定，然後在複合交流伺服電機4的驅動下，芯模2帶著毛坯I軸向進給，直至毛坯I進入中高頻感應加熱器5的內腔；
C)、參照圖1，由中高頻感應加熱器5對毛坯I表面金屬進行快速加熱至預設溫度，加熱時間為5sec 15sec，預設溫度為400°C 750°C ；
d)、參照圖1和圖2，毛坯I繼續軸向進給，直至進入沿毛坯I軸線圓周均布3個滾軋模具6的滾軋位置；
e)、參照圖1、圖2和圖3，滾軋模具6及滑座7在各自的調整交流伺服電機8及滾珠絲槓螺母副9的驅動下，沿著導軌10徑向進給至指定滾軋位置，並由各自的主動力交流伺服電機11及萬向聯軸器12驅動，開始同步、同速、同向轉動，轉速為50RPM 100RPM，同時毛坯I和芯模2在複合交流伺服電機4的驅動下軸向進給並同步轉動，進給速度為I 5mm/sec，轉速為100RPM 200RPM，逐漸完成內外帶齒筒形件的滾軋成形，其中滾軋模具6上的I段完成筒形件內齒形的成形，II段完成筒形件外齒形的成形；
f)、參照圖1、圖2和圖4，當滾軋完畢，滾軋模具6及滑座7反方向退出，複合交流伺服電機4帶著已成形的毛坯I和芯模2退回，卸下已成形毛坯1，完畢。
權利要求
1.一種內外帶齒筒形件的伺服直驅型增量滾軋成形工藝，其特徵在於，包括以下步驟: a)、以內外均為圓柱面的筒形件作為毛坯(1)，根據毛坯(I)材料和齒形結構，採取冷成形、溫成形或熱成形開展滾軋成形加工； b)、將毛坯(I)套在帶有外齒形的芯模(2)上，並由緊固螺釘(3)固定，然後在複合交流伺服電機(4)的驅動下，芯模(2)帶著毛坯(I)軸向進給，直至毛坯(I)進入中高頻感應加熱器(5)的內腔； c )、由中高頻感應加熱器(5 )對毛坯(I)表面金屬進行快速加熱至預設溫度，加熱時間為5sec 15sec，預設溫度為400°C 750°C ； d)、毛坯(I)繼續軸向進給，直至進入沿毛坯(I)軸線圓周均布3 6個滾軋模具(6)的滾軋位置； e)、滾軋模具(6)及滑座(7)在各自的調整交流伺服電機(8)及滾珠絲槓螺母副(9)的驅動下，沿著導軌(10)徑向進給至指定滾軋位置，並由各自的主動力交流伺服電機(11)及萬向聯軸器(12)驅動，開始同步、同速、同向轉動，轉速為50RPM 100RPM，同時毛坯(I)和芯模(2)在複合交流伺服電機(4)的驅動下軸向進給並同步轉動,進給速度為I 5mm/sec,轉速為100RPM 200RPM，逐漸完成內外帶齒筒形件的滾軋成形； f)、當滾軋完畢，滾軋模具(6)及滑座(7)反方向退出，複合交流伺服電機(4)帶著已成形的毛坯(I)和芯模(2)退回，卸下已成形毛坯(1)，完畢。
全文摘要
一種內外帶齒筒形件的伺服直驅型增量滾軋成形工藝，以筒形件的毛坯套在芯模上，由複合交流伺服電機驅動軸向進給，至中高頻感應加熱器進行快速加熱，繼續軸向進給至沿著毛坯軸線圓周均布3～6個滾軋模具的滾軋位置，滾軋模具由調整交流伺服電機驅動徑向送進，並由主動力交流伺服電機驅動，毛坯及芯模同時由複合交流伺服電機驅動，在滾軋模具作用下逐漸完成內外帶齒筒形件的增量式滾軋成形，毛坯反向退出，卸料，本發明具有工藝系統簡單，控制精度高，成形力小，成形質量好，加工範圍廣等優點。
文檔編號B21D15/02GK103191964SQ20131008117
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月14日 優先權日2013年3月14日
發明者趙升噸, 李泳嶧, 範淑琴 申請人:西安交通大學