專利名稱：環(huán)形齒輪和其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)環(huán)形齒輪的方法，特別是一個用金屬坯料生產(chǎn)環(huán)形齒輪的方法。

背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，汽車的環(huán)形齒輪是將實心毛坯在接近2200的溫度下壓制生產(chǎn)。緊接在壓制的步驟后，″鍛造的″環(huán)形齒輪毛坯享有較一般毛坯顯著改善的機械性能。然而，由于這種環(huán)形齒輪一般需要的精密容許度，鍛造的環(huán)形齒輪毛坯必須用機器加工到他們的完成，或準確的形狀。然而，鍛造過程會使材料硬化，以致在某種程度上用機器加工環(huán)形齒輪在經(jīng)濟上是不切實際的。因此，環(huán)形齒輪毛坯典型在鍛煉后要先退火再用機器加工。所以傳統(tǒng)的生產(chǎn)環(huán)形齒輪方法無法利用鍛造環(huán)形齒輪毛坯的優(yōu)勝特性。而且，因為退火的過程需要供應(yīng)熱給環(huán)形齒輪一段時間，退火會消耗能量。另外，退火和機器加工的過程會消耗時間和其它生產(chǎn)資源。為獲得所需的表面完成硬度，環(huán)形齒輪的齒必須被感應(yīng)淬火或齒輪必須被滲碳。
另外，由于一些環(huán)形齒輪經(jīng)常繞著軸轉(zhuǎn)動(與剛性附著于一個，例如，差速器鑄件不同)，完成的環(huán)形齒輪需要一個適合讓軸穿過的中央開口。因此，在生產(chǎn)環(huán)形齒輪時必須預(yù)留中央的開口。例如，可以使用一個分開的心軸，或打孔，以制造出通過毛坯或環(huán)形齒輪的開口。然而，分別制造開口所需的動作造成開口的中心和環(huán)形齒輪節(jié)徑的中心之間有偏位。如果在這個情況下運作，當環(huán)形齒輪轉(zhuǎn)動時會易于震動，導(dǎo)致有害的耗損。例如，在環(huán)形齒輪的齒，軸，軸承，以及機器的整體。結(jié)果是，必須要頻繁地用機器加工開口以消除在開口的中心和環(huán)形齒輪的節(jié)徑中心之間的偏位或?qū)⑵錅p到最小。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一個生產(chǎn)鍛造物品的方法，所述鍛造物品包括特定外形的表面。所述方法包括基于特定外形表面限定陰加工模型，和提供具有壓砧和頂部模子及底部模子的成套工具。底部模子的上表面與陰加工模型一致。當成套工具被裝配后，壓砧延伸穿過底部模子并且限定一個軸線。另外，底部模子和頂部模子合作形成型腔?？招拿鞅环胖迷趬赫枭喜⒈环湃肽Ｗ?。在單一行程中，空心毛坯以與所述軸線平行的方向被壓在頂部模子和底部模子之間。在壓制期間，毛坯最初沿壓制方向流動以形成所述物品的表面。而后，毛坯以與壓制方向垂直的方向流動以填充型腔。
在另一實施例中，本發(fā)明提供一種表面有齒的環(huán)形齒輪的生產(chǎn)方法。所述方法包括基于齒輪表面限定陰加工模型，和提供具有壓砧和頂部模子及底部模子的成套工具。底部模子的上表面與陰加工模型一致。當成套工具被裝配后，壓砧延伸穿過底部模子并且限定一個軸線。另外，底部模子和頂部模子合作形成型腔?？招拿鞅环胖迷趬赫枭喜⒈环湃肽Ｗ印Ｔ趩我坏男谐讨?，空心毛坯沿與所述軸線平行的壓制方向被壓在頂部模子和底部模子之間。在壓制期間，毛坯最初沿壓制方向流動形成齒輪的表面。而后，毛坯以與壓制方向垂直的方向流動以填充型腔。
本發(fā)明其它方面的應(yīng)用將從以下提供的詳細的描述中變得明顯。應(yīng)該要了解的是，雖然其中詳細描述和具體例子被指為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，它們僅有例證的目的，而不為限制本發(fā)明的范圍。



請參照詳細描述和附圖以更加充分地了解本發(fā)明 圖1是一個依照本發(fā)明制作的示例環(huán)形齒輪的透視圖； 圖1A是圖1的示例環(huán)形齒輪的橫截面圖； 圖2是用于生產(chǎn)圖1的環(huán)形齒輪的示例成套工具的橫截面圖，該成套工具是依據(jù)本發(fā)明的方法制成； 圖3是圖2中的成套工具的壓砧的透視圖； 圖4是圖2中的成套工具的套管的部分橫截面圖； 圖5是圖2中的成套工具的底部模子的部分橫截面圖； 圖6是圖2中的成套工具的頂部模子的部分橫截面圖； 圖7是用于生產(chǎn)圖1的環(huán)形齒輪的示例筒形金屬坯料和環(huán)形毛坯的透視圖； 圖8是成套工具可選實施例的橫截面圖； 圖9是一個曲線圖，顯示對于依照本發(fā)明的方法制作的環(huán)形齒輪，作為壓機行程的函數(shù)的壓機載荷；和 圖10是與用來實施本發(fā)明的工具一起使用的壓力機的簡要正視圖。

具體實施例方式 以下描述的優(yōu)選實施例，本質(zhì)上僅為范例而絕不意欲限制發(fā)明，它的應(yīng)用，或用途。本發(fā)明在此參照示例的環(huán)形齒輪，但本發(fā)明不應(yīng)該被如此限制。
參見圖1和1A，一個根據(jù)本發(fā)明原則制作的示例環(huán)形齒輪，由參考數(shù)字10總體表示。該環(huán)形齒輪10包括由內(nèi)壁15限定中央開口14的一個大致環(huán)形體12，外(或圓周)表面16，和復(fù)數(shù)個齒18，這些齒共同限定一個節(jié)徑d1。每一顆齒18包括齒頂20和齒根22。并且，為在此討論的目的，環(huán)形齒輪10可以說具有上面有齒18的齒狀表面24，并且在此齒狀表面24的對面有一相對表面26。
圖2顯示一個根據(jù)本發(fā)明原則制作并適合生產(chǎn)環(huán)形齒輪10的示例成套工具(tooling set)28。成套工具28包括壓砧30，套管32，底部模子34，和頂部模子36。成套工具28各部分的材料可依照不同的標準而選擇，包括例如對高溫的抵抗性，硬度，和耐磨性。在此提供的例子中，成套工具28的每一個部分皆用CPM1V合金形成，此合金可在Crucible Compaction Metals of Oakdale，PA買到。圖2還示出一個空心或環(huán)形的毛坯38，其材料根據(jù)其最終的應(yīng)用(例如被鍛造物品的用途)而選擇。選擇毛坯38材料的其它考慮因素包括成形性和成形后處理要求，例如滲碳或感應(yīng)加熱淬火以滿足特定深度和硬度值。
簡要地說，為形成環(huán)形齒輪10，套管32被放置在壓砧30上，并且底部模子34被定心地放置在套管32和壓砧30上。然后環(huán)形毛坯38被定心地放置在壓砧30上，以使它放置在底部模子34的上表面40。然后頂部模子36被定心地放置在壓砧30上，以使它如圖示地放置在環(huán)形毛坯38的頂面42上。然后，施壓于頂部模子36使它被壓在環(huán)形毛坯38上。隨著壓力的增加，環(huán)形毛坯38的材料屈服，初始向下流動，填充毛坯38和底部模子34的上表面40之間的空隙。而后，環(huán)形毛坯38的材料徑向向外流動，或橫向地流動，填充在毛坯38和頂部模子36之間的空隙。當毛坯38的材料填充毛坯38和頂部模子36之間的空隙時，取消壓力，而環(huán)形齒輪10就此成形了。
在圖3，壓砧30包括在一端的底部44和在另一端的前導(dǎo)部分46。在底部44和前導(dǎo)部分46可形成為沿其長度具有恒定直徑。在底部44和前導(dǎo)部分46中間有一個錐形段45，其可以例如以大約3度的角度逐漸變細，來利于鍛造的物品從成套工具28中的排出。在本領(lǐng)域有一般技術(shù)的人皆可從本公開中領(lǐng)會，壓砧30的前導(dǎo)部分的外徑和套管32的外徑(根據(jù)軸向位置)形成鍛造物品的內(nèi)徑，而平的過渡部分形成鍛造物品的埋頭孔。因此，鍛造物品、壓砧和套管的材料要選擇成可使熱量膨脹系數(shù)的差別減到最小，甚至消失，以使在壓砧和鍛造物品之間的接觸點形成的飛邊減到最小。
在圖4，套管32包括一圓柱形部分48和一前導(dǎo)部分50。圓柱形部分48可用來定位壓砧30和套管32，而前導(dǎo)部分50可用來形成在鍛造物品的內(nèi)徑上的斜面。雖然前導(dǎo)部分50在此被示出為形成斜面，那些在本領(lǐng)域有一般技術(shù)的人可知在也可應(yīng)用其它幾何圖形。例如，可在壓砧30上采用突脊以形成環(huán)形齒輪上的埋頭孔，或者該幾何特征(例如錐形50)可以完全省略。
在圖5，底部模子34包括陰加工模型(negative tooling pattern)52限定的上表面40。陰加工模型52反應(yīng)出期望的齒狀表面24(圖1)的形狀，包括頂點54和分別對應(yīng)于齒根22、齒頂20和齒18(圖1和1A)其它特征的槽56。那些在本領(lǐng)域有一般技術(shù)的人可了解齒狀表面24的最終形狀和陰加工模型52會在某種程度上不同。齒狀表面24的形狀與陰加工模型52的偏差(如果有的話)，可以用來中和或抵銷各種現(xiàn)象(例如熱擴散和收縮、抽縮、毛坯材料的反彈恢復(fù)等等)，其為形成環(huán)形齒輪10材料的特性。否則，陰加工模型52大致反應(yīng)出齒狀表面24的形狀，包括環(huán)形齒輪的齒18。
底部模子34還包括限定了中央開口60的主體58。在此提供的例子中，中央開口60協(xié)助底部模子34相對應(yīng)于套管32中心定位。在壓制的過程中，主體58被用來將陰加工模型52支撐緊靠在毛坯38上。
在圖6，頂部模子36包括限定了壓制表面70的第一主體部分64，從第一主體部分64向下延伸的第二主體部分66，和中央開口72。第二主體部分66可包括一個與第二主體部分66的圓柱形內(nèi)表面74和壓制表面70相交的過渡部分68。在此提供的例子中，過渡部分68是做成圓錐形形狀，但在本領(lǐng)域有一般技術(shù)的人可了解其它幾何形狀也可被選擇使用。根據(jù)將被鍛造物品的形狀，內(nèi)表面74可做成當它朝頂部模子36與第一主體部分64相對的端部下降時輕微地徑向傾斜的形狀。雖然本范例是顯示逐漸變得尖細，其它物品的內(nèi)在表面可被鍛造成基本豎直下降。再次說明，成套工具28的特征取決于被鍛造物品的要求。表面74可與過渡部分68合成一體，而過渡部分68可被并入壓制表面70。表面74、過渡部分68、壓制表面70，和陰加工模型52一起限定了將被形成的環(huán)形齒輪的斜面的型腔76。第一主體部分64還限定了使頂部模子36中心定位于壓砧30上的中央開口72。
如圖7所顯示，一個空心、或筒形的金屬坯料78可被分割制造成一個或更多環(huán)形的毛坯38。值得注意的是，筒形金屬坯料78大致是圓柱形的，并且有一個與環(huán)形毛坯38的中央開口82對應(yīng)的中央開口80。金屬坯料78的內(nèi)徑其可套在壓砧30的外徑上，而金屬坯料78的外徑可安裝到所述型腔中。或者，金屬坯料78(或毛坯38)的內(nèi)徑和/或外徑可加工成期望的大小。
在從筒形金屬坯料78分割以后，環(huán)形毛坯38有第一端面42、第二端面86，和圓周面87。另外，環(huán)形的金屬坯料限定了一個在端面42和86之間方向的中央軸線88。在提供的例子中，中央軸線88大致是與端面42和86垂直，并和中央開口82的軸線一致。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會了解，中央軸線88是一個參考軸線，可根據(jù)需要相對于端面82、42和中央開口82不同地定向。另外，毛坯38的內(nèi)壁83限定了中央開口82。
如果需要，毛坯38可在鍛造之前被二次加工，以改變毛坯38的特性和/或改進鍛造物品的特征。例如，毛坯38可以被退火。更好地，毛坯通過噴丸處理以減少或消除殘余應(yīng)力，和/或為毛坯38提供期望的表面光潔度。更好地，涂層89被應(yīng)用于環(huán)形毛坯38的一個或多個表面82、42，和/或87。涂層89在壓制操作期間形成適合在鍛造溫度使用的潤滑劑，例如石墨基潤滑劑，提供在毛坯38表面和成套工具28相應(yīng)表面之間的潤滑。
回到圖2，顯示成套工具28和毛坯38一起操作。如圖所示，壓砧30的部分44延伸通過套管32和底部模子34，從而將成套工具28的這些構(gòu)件的中心排成一直線。并且，壓砧30的前導(dǎo)部分46從底部模子34伸出，與毛坯38的內(nèi)徑和頂部模子36的內(nèi)徑接合。因此，壓砧30也將毛坯38和頂部模子36排成一直線。
圖2還顯示毛坯38位于由底部模具34和頂部模具36形成的型腔76。特別是，毛坯38的內(nèi)徑接合壓砧30的外徑。毛坯的圓周面87(圖7)與頂部模子36的內(nèi)表面74間隔開。在壓制操作期間(如在此討論的)，毛坯3 8在成形操作的某一點會橫向流動，填充在圓周面87和內(nèi)表面74之間的空隙。另外，毛坯38被顯示中心定位在底部模子34上，而且放置在陰加工模型52的頂點54上。因此，當環(huán)形齒輪10成形時，環(huán)形齒輪10的特征將相對于環(huán)形齒輪的中央軸線90準確定位，中央軸線90大致與環(huán)形毛坯的中央軸線88相對應(yīng)。因此，環(huán)形齒輪10將以同心的方式形成。
并且圖2顯示，環(huán)形毛坯38被如此放置在底部模子34上，使得它的一個端面，例如端面86，靠近陰加工模型52。因此，當毛坯38被壓制時，靠近陰加工模型52的端面(例如在提供的例子中的端面86)將形成環(huán)形齒輪10的前面24。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會了解，在有些情況下，沒有必要以任何特定的方式將毛坯38放置在型腔76，因為毛坯38也許會被翻轉(zhuǎn)，以便端面42或86其中之一能被靠近陰加工模型52定位。
在有些情況下，例如當端面42和86不大致互相平行時，需要將毛坯38以預(yù)定的方式放入型腔76。同樣的，環(huán)形毛坯38的另一端面(在提供的例子中的端面42)將形成環(huán)形齒輪10的背面26。并且，可以看到復(fù)數(shù)個齒隙92限定于陰加工模型52和環(huán)形毛坯38的底部86之間。同樣地，可以看到環(huán)形空隙94限定在環(huán)形毛坯38的圓周面87和內(nèi)表面74之間(弧68、壓制表面70和底部模子34一起完成環(huán)形空隙94的限定)。
在操作中，筒形金屬坯料78被分割形成環(huán)形毛坯38。在此提供的例子中，一個1.5英寸長，5.0英寸內(nèi)徑，8.0英寸外徑的鋼管形成環(huán)形毛坯38。值得注意的是，頂部模子36的型腔76被設(shè)計成當圓環(huán)形毛坯38被壓到期望的厚度時，所產(chǎn)生的環(huán)形齒輪剛好填充在壓砧30周圍的型腔76(當然除了型腔76中頂部模子行程所占的部分)。在此提供的例子中，型腔76被設(shè)計以容納一個一般由18磅實心金屬坯料做成的11磅環(huán)形齒輪10。
在分割以后，本例中的毛坯38被噴丸處理，并在環(huán)形毛坯38上施加潤滑劑涂層89以減少毛坯和成套工具28之間在壓制操作期間的摩擦。毛坯優(yōu)選在涂上潤滑劑涂層之前預(yù)先加熱到大約300±35。
現(xiàn)在參見圖10，壓機120準備要壓制毛坯38。壓機120包括臺板122，壓頭124，液壓系統(tǒng)126，和與示例成套工具28一起使用的電感加熱器128。底部模子34可放在壓砧30上并通過螺栓固定(或通過其他方式剛性連接)到臺板122上。環(huán)形毛坯38可放置在壓砧30上并向下壓到底部模子34上。頂部模子36可被放在毛坯38上并緊靠毛坯38。
在毛坯38成型之前，可使用電感加熱器128加熱毛坯38到一個預(yù)定的鍛造溫度。在此提供例子中，被預(yù)定的鍛造溫度大約是華氏1700度到華氏1800度。另外，在鍛造操作之前，壓砧30、套管32和模子34和36可在壓機120中以煤氣加熱或用電感加熱到約300。
鍛造溫度優(yōu)選是根據(jù)所使用的合金毛坯的特性來決定。鍛造溫度優(yōu)選是以絕對熔化溫度的函數(shù)形式變化。鍛造或工作溫度Tw除以合金的熔化溫度Tm，相對于絕對零度表示，形成一個同系(homologous)溫度比率。優(yōu)選(Tw/Tm)同系溫度比率是在.62到.80的范圍內(nèi)。更優(yōu)選是在.65到.70的范圍內(nèi)。同系溫度比率太低的鍛造溫度會造成鍛造材料硬化、極微的再結(jié)晶，和峰值鍛造載荷的增加。鍛造溫度太高會導(dǎo)致晶粒過分生長和部分剝落。對大多數(shù)的合金，同系溫度比率大約.65是能產(chǎn)生令人滿意的零件的一個工作溫度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會了解工作溫度可由.65為起點實驗以求得特定合金和所制造零件的最佳性能的溫度。
壓制行程由壓頭124向臺板122移動開始，以便頂部模子36通過液壓系統(tǒng)126提供的液壓力往底部模子34平移。在毛坯38上的壓力迅速累積，超過毛坯38的屈服點，導(dǎo)致形成毛坯的材料沿與壓制行程大約平行的軸向方向流入齒隙92。
當毛坯38的底部與最初在毛坯38正下方的陰加工模型52的上表面一致時，形成毛坯38的材料停止軸向流動，而改為大致與壓致行程垂直的方向徑向流動。形成毛坯38的材料橫向地向內(nèi)流動，填充任何在壓砧30和毛坯38之間的空隙(例如由于徑向跳動或因同心度差異)。并且形成毛坯38的材料也徑向向外流動，而填充環(huán)形空隙94。
壓制行程被設(shè)定成當徑向流動(在軸向流動之后)停止，而且毛坯材料填充型腔時，頂部模子也停止移動。如果毛坯38含有剩余材料，它會出現(xiàn)在環(huán)形齒輪10的背面26。由于型腔被充分充滿時壓制和加工的偏差，剩余物質(zhì)造成峰值壓制載荷的增加。顯示在圖9中載荷行程曲線的形狀是一個典型汽車環(huán)形齒輪的曲線。因此為了使在環(huán)形齒輪10的剩余材料減到最小，毛坯38可被體積性地控制(即，可應(yīng)需要，加工高度、外徑和內(nèi)徑其中的一項或多項，使毛坯38具有預(yù)定體積)，或者毛坯38可用重量控制(即，可應(yīng)需要，加工高度、外徑和內(nèi)徑中的一項或多項，使毛坯38具有預(yù)定的重量)。
圖8顯示仍然在模子36和壓砧30中最后完成的環(huán)形齒輪10。值得注意的是，在鍛造期間，毛坯38的材料可能動態(tài)地再結(jié)晶。在此提供的例子中，形成環(huán)形齒輪10材料的晶粒大小有大約7到8 ASTM晶粒大小的再結(jié)晶晶粒大小。
當壓頭124將頂部模子36退回到底部模子34之上的位置，壓砧30將最后完成的環(huán)形齒輪10從底部模子34排出。重要地是，環(huán)形齒輪10是同心的，而齒18是最終完成的(如圖8所顯示)。因此，如果需要最后加工的話，這樣鍛造的環(huán)形齒輪10只需要一點。而且，任何毛坯38的剩余材料都會出現(xiàn)在環(huán)形齒輪10的背面26，可以容易地被去除。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的退火和加工等步驟可被減少甚至完全消除，自然產(chǎn)生顯著的成本節(jié)約。一系列用來將環(huán)形齒輪裝到差速器殼上的孔一般在鍛造操作以后在環(huán)形齒輪的后表面42上形成。為了使加工所花的時間和產(chǎn)生的廢物減到最小，頂部模子36可帶有一些模芯棒100，在圖8中以虛線代表，以在環(huán)形齒輪上形成一些盲孔。這些孔隨后可以被攻絲，以便環(huán)形齒輪能容納螺紋緊固件，用于將環(huán)形齒輪裝在差速器殼上。
理想上，鍛造后需要的加工是微小的，如果毛坯的重量在誤差范圍之內(nèi)，則環(huán)形齒輪的后表面需要的加工很少或沒有，除了對安裝孔進行攻絲。環(huán)形齒輪齒理想上是接近最終形狀，因此只需要最后的研磨以獲得期望中齒輪表面的光潔度。為獲得期望的齒輪齒硬度，可能有必要在研磨前感應(yīng)淬火齒輪齒(或者使環(huán)形齒輪滲碳)。
雖然本發(fā)明描述了說明書并且附圖參見各樣的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員都了解，可對本發(fā)明各種的變動和修改而并不使其脫離本發(fā)明權(quán)利要求書中限定的范圍。此外，在此申明混合各種的實施例之間的特征，元素和/或作用是被許可的。所以本領(lǐng)域的技術(shù)人員從本公開中了解，除非上面明白禁止，某一實施例中的特征，元素和/或作用是可被適當?shù)睾喜⒌搅硪粚嵤├?。而且，許多為適應(yīng)特殊情況或材料的改動也是許可的，而無需離開本發(fā)明的根本范圍。所以，本發(fā)明不被限制于附圖中說明的特殊實施例，其為描述執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式。本發(fā)明將包括任何前面描述和后附的權(quán)利要求書中包含的所有實施例。
雖然以上說明并且描述本發(fā)明的實施例，這些實施例并不意欲說明并且描述本發(fā)明所有可能的形式。相反的，它們是用于描述而不是局限，因此是可對本發(fā)明做各種的變化和修改而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)包括一個表面的鍛造物品的方法，該方法包括
基于所述表面限定陰加工模型；
提供具有底部模子、頂部模子和壓砧的成套工具，所述底部模子形成有上模面，該上模面與所述陰加工模型一致，所述壓砧貫穿底部模子并限定一個軸線，所述底部模子和頂部模子配合限定一個型腔；
將含鐵材料形成的環(huán)形毛坯預(yù)加熱到鍛造溫度Tw，根據(jù)所述材料的熔化溫度Tm選擇Tw，以使同系絕對溫度比例Tw/Tm在.62和.80之間；
將環(huán)形毛坯放置在壓砧上并進入頂部模子和底部模子之間的型腔；和
將毛坯以大致與所述軸線平行的壓制方向壓在頂部模子和底部模子之間，在單次行程中形成鍛造物品。
2.根據(jù)要求1的方法，其中同系溫度比率是.65到.70。
3.根據(jù)要求2的方法，其中所述空心毛坯被加熱到大約華氏1700度至約華氏1800度的溫度。
4.根據(jù)要求1的方法，還包括選擇鍛造溫度，以使毛坯在被鍛造時，材料動態(tài)地再結(jié)晶到大約7到8ASTM晶粒大小。
5.根據(jù)要求1的方法，還包括在鍛造之前在空心毛坯上涂潤滑劑。
6.根據(jù)要求1的方法，其中鍛造物品是最終成型或接近最終成型的。
7.根據(jù)要求1的方法，還包括形成空心毛坯，以使它與預(yù)定體積大小一致，從而控制鍛造物品的重量。
8.根據(jù)要求1的方法，還包括分割管狀金屬坯料以產(chǎn)生空心毛坯。
9.根據(jù)要求1的方法，還包括從鍛造物品與所述表面相對的第二表面上去掉一定量的剩余材料。
10.根據(jù)要求1的方法，其中所述空心毛坯為環(huán)形。
11.根據(jù)要求1的方法制作的鍛造物品。
12.一種用于生產(chǎn)環(huán)形齒輪的方法，所述環(huán)形齒輪包括具有齒的表面，所述方法包括
基于此表面限定陰加工模型；
提供具有底部模子、頂部模子和壓砧的成套工具，所述底部模子形成有與所述陰加工模型一致的上模面，所述壓砧貫穿底部模子并限定一個軸線，所述底部模子和頂部模子配合限定型腔；
將含鐵材料形成的環(huán)形毛坯預(yù)加熱到鍛造溫度Tw，根據(jù)所述材料的熔化溫度Tm選擇Tw，以使同系絕對溫度比例Tw/Tm在.62和.80之間；
將一個環(huán)形毛坯放置在壓砧上并進入在頂部模子和底部模子之間的型腔；和
將毛坯以大致與所述軸線平行的方向壓在所述頂部模子和底部模子之間，以形成所述環(huán)形齒輪。
13.根據(jù)要求12的方法，其中所述同系溫度比率是.65到.70。
14.根據(jù)要求13的方法，其中所述空心毛坯被加熱到大約華氏1700度至約華氏1800度的溫度。
15.根據(jù)要求12的方法，還包括在所述空心毛坯被壓制時，使所述空心毛坯的材料動態(tài)地再結(jié)晶到大約7到8ASTM的晶粒大小。
16.根據(jù)要求12的方法，還包括在空心毛坯上涂潤滑劑。
17.根據(jù)要求12的方法，其中所述環(huán)形齒輪是最終成型的或近似最終成型的。
18.根據(jù)要求12的方法，還包括形成空心毛坯，以使它與預(yù)定體積大小相一致，從而控制環(huán)形齒輪的重量。
19.根據(jù)要求12的方法，還包括在鍛造壓制操作中形成一系列的流體孔。
20.根據(jù)要求12的方法制作的環(huán)形齒輪。
全文摘要
一種用于生產(chǎn)包括一表面(18)的鍛造物品(10)的方法。該方法包括根據(jù)所述表面限定陰加工模型(52)，和提供具有壓砧(30)、頂部模子(36)和底部模子(34)的成套工具(28)。底部模子的頂面(40)陰加工模型一致。當成套工具被裝配時，壓砧延伸穿過底部模子并且限定了一個軸線。另外，底部模子和頂部模子合作一起限定了一個型腔(76)?？招拿?38)被預(yù)先加熱并且被放置在壓砧上和放入模子。在單一行程中，空心毛坯被沿與軸線平行的方向壓在頂部模子和底部模子之間。預(yù)加熱溫度Tw是同系溫度比率的函數(shù)作用，Tw/Tm在0.62和0.80之間，其中Tm是合金的絕對熔化溫度。
文檔編號B21K1/30GK1917970SQ20058000375
公開日2007年2月21日 申請日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者巴米德勒·O·奧耶坎米 申請人:巴米德勒·O·奧耶坎米