CN114309099A - 一种长齿条的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种长齿条的制造方法，包括坯料加工，该坯料加工为长材冷拉步骤；齿形加工，该齿形加工为通过伺服拉齿设备完成的拉齿步骤，该伺服拉齿设备包括用于承载目标坯料的夹具和用于驱动夹具的伺服电机；所述长材冷拉步骤包括用于使长材发生第一次变形的第一粗拉；用于消除第一粗拉后的材料的内应力的第一退火；用于使长材发生第二次变形的第二粗拉；用于消除第二粗拉后的材料的内应力的第二退火；用于使长材加工为目标坯料的精拉。根据本发明的长齿条的制造方法，坯料加工通过长材冷拉步骤使得节拍提高10倍以上；齿形加工通过拉齿步骤使得效率提高6倍以上；在后序工艺不变的情况下，大大提高生产效率，长齿条的整体制造成本降低约45％。
Description
技术领域
本发明涉及长齿条，更具体地涉及一种长齿条的制造方法。
背景技术
长齿条通常的制造方法包括：坯料加工→齿形加工→CNC→整形→清洗→打标包装。在现有技术中，长齿条的加工原料为S550MC板材，坯料加工为板料剪切→CNC坯料加工步骤，齿形加工为铣齿步骤，这两大步骤的工艺流程的节拍长，效率低。如果批量大，一次性投资巨大，制造成本很高，因此现有的制造方法不适合大批量的生产制造。
发明内容
为了解决上述现有技术中的坯料加工和齿形加工的节拍长等问题，本发明提供一种长齿条的制造方法。
根据本发明的长齿条的制造方法，其包括如下步骤：S1，坯料加工，该坯料加工为长材冷拉步骤；以及S2，齿形加工，该齿形加工为通过伺服拉齿设备完成的拉齿步骤，该伺服拉齿设备包括用于承载目标坯料的夹具和用于驱动夹具的伺服电机；所述长材冷拉步骤S1包括如下工序：S11，用于使长材发生第一次变形的第一粗拉；S12，用于消除第一粗拉后的材料的内应力的第一退火；S13，用于使长材发生第二次变形的第二粗拉；S14，用于消除第二粗拉后的材料的内应力的第二退火；S15，用于使长材加工为目标坯料的精拉。
优选地，第一退火和第二退火在井式退火炉中进行，第一退火在670-710℃下保温进行10-14h，第二退火在600-640℃下保温进行14-18h。在一个优选的实施例中，第一退火在690℃下保温进行12h。在一个优选的实施例中，第二退火在620℃下保温进行16h。
优选地，所述长材冷拉步骤S1还包括在第一粗拉之前进行第一酸洗，在第二粗拉之前进行第二酸洗，在精拉之前进行第三酸洗。
优选地，第一酸洗、第二酸洗和第三酸洗均在酸洗池中进行，第一酸洗、第二酸洗和第三酸洗采用的盐酸的浓度为6％～23％，酸洗温度为55℃±5℃，酸洗时间为1～30min。
优选地，精拉通过联合拉拔机成形。
优选地，该伺服拉齿设备还包括用于加工目标坯料的刀具和用于驱动刀具的液压机。
优选地，刀具包括以竖直方向排列的多个重复的刀单元，每个刀单元包括串联的第一刀、第二刀和第三刀。
优选地，长齿条包括多个重复的齿单元，每个齿单元由连续的由第一刀加工形成的齿底、由第二刀加工形成的齿侧和由第三刀加工形成的齿顶提供。
优选地，第一刀的长度为750mm，第一刀的有效切削长度为675mm；第二刀的长度为160mm，第二刀的有效切削长度为105mm；第三刀的长度为300mm，第三刀的有效切削长度为252mm。
优选地，该制造方法的加工原料为长材。
根据本发明的长齿条的制造方法，坯料加工通过长材冷拉步骤来取代现有的CNC坯料加工步骤，节拍提高10倍以上，工时降低50％；齿形加工通过拉齿步骤来取代现有的铣齿步骤，效率提高6倍以上，工时降低80％；在后序工艺不变的情况下，可以大大提高生产效率，长齿条的整体制造成本降低约45％。另外，根据本发明的长齿条的制造方法，适合所有长条状齿条的加工，精度可以控制在0.1mm以内，产品成型状态稳定，尺寸及性能合格。根据本发明的长齿条的制造方法，能够提高齿条坯料加工节拍，提高齿条坯料强度，提高齿条齿形加工效率，保证齿条产品强度。
附图说明
图1是根据本发明的长齿条的制造方法的齿形加工的实施设备的结构示意图；
图2是图1的实施设备加工得到的长齿条的局部放大图；
图3是图1的实施设备的刀具的局部示意图。
具体实施方式
下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。
根据本发明的长齿条的制造方法同样包括：坯料加工→齿形加工→CNC→整形→清洗→打标包装。与现有技术不同的是，本发明的制造方法的加工原料为SWRCH35K长材，坯料加工为长材冷拉步骤，齿形加工为拉齿步骤。本发明的坯料加工通过长材冷拉步骤来取代现有的CNC坯料加工步骤，节拍提高10倍以上，工时降低50％；齿形加工通过拉齿步骤来取代现有的铣齿步骤，效率提高6倍以上，工时降低80％；在后序工艺(CNC→整形→清洗→打标包装)不变的情况下，可以大大提高生产效率，长齿条的整体制造成本降低约45％。
根据本发明的长材冷拉步骤具体包括：第一酸洗→第一粗拉→第一退火→第二酸洗→第二粗拉→第二退火→第三酸洗→精拉→切断→清洗/包装。通过长材多次冷拉(即第一粗拉、第二粗拉和精拉)并结合相应的热处理工艺(第一退火和第二退火)，连续加工，改变线材的材料性能和外形，达到长齿条制造要求的坯料性能要求。具体地，通过第一粗拉，材料的变形将提升材料的力学性能；第一退火可以消除第一粗拉集中在内部的应力，初步达到目标尺寸；由于材料性能的提升需要缓慢进行，通过第二粗拉和第二退火进行再次提升；然后通过精拉直接将目标材料的外形尺寸改变至产品的精度要求，同步实现力学性能的提升。该过程通过反复的试验，调整产品每次拉拔的变形量，最终实现产品要求的尺寸和性能。
第一酸洗、第二酸洗和第三酸洗均在酸洗池中进行，采用的盐酸的浓度为6％～23％，酸洗温度为55℃±5℃，酸洗时间为1～30min，中和槽的PH为13，石灰槽的质量百分比为20％。
第一粗拉使得线材的尺寸为9.8mm(+-0.05)*7.5mm(+-0.05)，表面无明显砂坑、砂眼、刮伤等；第二粗拉使得线材的尺寸为9.8mm(+-0.05)*5.4mm(+-0.05)，表面无明显砂坑、砂眼、刮伤等；精拉通过联合拉拔机成形，使得线材的尺寸为9.15mm(+0-0.05)*4.15mm(+-0.05)，长度定尺为862mm*3+100mm，直线度为0.1mm/300mm，平面度为0.05mm/300mm，棱角为4*R0.5(0/-0.2)mm，硬度(HRB)大于或等于98(同批次范围20HRB)，抗拉强度Rm为770-870Mpa，断后伸长率A％≥6.5，断面收缩率Z％≥35，表面无明显砂坑、砂眼、刮伤等。
第一退火和第二退火在井式退火炉中进行，第一退火在690℃下保温12h进行，第二退火在620℃下保温16h进行，线材的抗拉强度<480Mpa。
切断通过自动切段机进行，使得线材的尺寸为450mm±1MM。
清洗/包装包括利用砂轮机去毛刺，使得线材的表面无明显毛刺、刮伤等；然后充分泡油约30min；然后清洗去除油污和杂质；最后根据需要进行包装出货。
根据本发明的拉齿步骤具体包括：上料→坯料装夹→自动拉齿→校直。本发明的拉齿步骤在如图1所示的伺服拉齿设备1上完成，该伺服拉齿设备1是在常规拉齿设备上增加X-Y伺服进给结构改造形成的，据此对坯料进行齿形加工，使长齿条的部分齿形能够一次性加工成型，加工精度达到设计要求。
具体地，该伺服拉齿设备1包括夹具11、伺服电机12、刀具13和液压机14，其中，用于承载坯料的夹具11通过伺服电机12驱动，用于加工坯料的刀具13通过液压机14驱动。相应地，拉齿过程包括：S1，坯料放置到夹具11中完成定位和夹紧；S2，然后伺服电机12带着夹具11沿着-Y向移动到加工位P1；S3，然后液压机14带动刀具13沿着-Z向运动，完成齿形加工；S4，然后伺服电机12带着夹具11沿着+Y向移动到让刀位，X向移到下段齿形位加工位；S5，然后液压机14带动刀具13沿着+Z向运动，回到起始位P0；S6，重复S2-S5，直到完成齿形加工；S7，下料，对加工完的齿条进行校直工作，得到的长齿条2如图2所示，其包括多个重复的虚框示出的齿单元2a，每个齿单元2a由连续的齿底21、齿侧22和齿顶23提供。相对应地，伺服拉齿设备1的刀具13包括以竖直方向排列的多个重复的刀单元13a，如图3所示，每个刀单元13a包括串联的第一刀131、第二刀132和第三刀133，其中，第一刀131用于加工齿底21，第二刀132用于加工齿侧22，第三刀133用于加工齿顶23。在本实施例中，第一刀131的长度L1为750mm，有效切削长度L11为675mm；第二刀132的长度L2为160mm，有效切削长度L21为105mm；第三刀133的长度L3为300mm，有效切削长度L31为252mm。另外，根据本发明的刀具13的材料为粉末高速钢T15，刀具硬度为HRC66-68，刀具宽度为220mm，刀具精度达到0.001mm。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。
Claims (10)
1.一种长齿条的制造方法，其特征在于，该制造方法包括如下步骤：
S1，坯料加工，该坯料加工为长材冷拉步骤；以及
S2，齿形加工，该齿形加工为通过伺服拉齿设备完成的拉齿步骤，该伺服拉齿设备包括用于承载目标坯料的夹具和用于驱动夹具的伺服电机；
所述长材冷拉步骤S1包括如下工序：
S11，用于使长材发生第一次变形的第一粗拉；
S12，用于消除第一粗拉后的材料的内应力的第一退火；
S13，用于使长材发生第二次变形的第二粗拉；
S14，用于消除第二粗拉后的材料的内应力的第二退火；
S15，用于使长材加工为目标坯料的精拉。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，第一退火和第二退火在井式退火炉中进行，第一退火在670-710℃下保温进行10-14h，第二退火在600-640℃下保温进行14-18h。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述长材冷拉步骤S1还包括在第一粗拉之前进行第一酸洗，在第二粗拉之前进行第二酸洗，在精拉之前进行第三酸洗。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，第一酸洗、第二酸洗和第三酸洗均在酸洗池中进行，第一酸洗、第二酸洗和第三酸洗采用的盐酸的浓度为6％～23％，酸洗温度为55℃±5℃，酸洗时间为1～30min。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，精拉通过联合拉拔机成形。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该伺服拉齿设备还包括用于加工目标坯料的刀具和用于驱动刀具的液压机。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，刀具包括以竖直方向排列的多个重复的刀单元，每个刀单元包括串联的第一刀、第二刀和第三刀。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，长齿条包括多个重复的齿单元，每个齿单元由连续的由第一刀加工形成的齿底、由第二刀加工形成的齿侧和由第三刀加工形成的齿顶提供。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，第一刀的长度为750mm，第一刀的有效切削长度为675mm；第二刀的长度为160mm，第二刀的有效切削长度为105mm；第三刀的长度为300mm，第三刀的有效切削长度为252mm。
10.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该制造方法的加工原料为长材。
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