1.一种锥齿轮的精密塑性成形方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:获取锥齿轮精锻件的表征参数;
通过所述表征参数获得波浪线数据和引导线;
根据所述波浪线数据和引导线进行预锻模具的制造;
将圆柱体坯料放入所述预锻模具中进行闭式模锻获得预成形件;
所述波浪线数据包括锥齿轮精锻件的齿形大端处对应的波浪形半径、齿形大端处对应的波浪形高度、齿轮大端处对应的波浪形波浪高度、齿形小端处对应的波浪形半径、齿形小端处对应的波浪形高度和齿轮小端处对应的波浪形波浪高度。
2.根据权利要求1所述的一种锥齿轮的精密塑性成形方法,其特征在于:所述表征参数包括齿数、大端模数、齿宽和分锥角。
3.根据权利要求1所述的一种锥齿轮的精密塑性成形方法,其特征在于:所述齿形大端处对应的波浪形半径通过如下公式获得:re=(me×z+2×ha×cosδ)/2-Δ;
所述齿形大端处对应的波浪形高度设置为he=0;齿轮大端处对应的波浪形波浪高度为
0~(ha+hf)/2;
齿形小端处对应的波浪形半径为:
ri=re-b×sinδ;
齿形小端处对应的波浪形高度设为:
hi=he+b×cosδ
齿轮小端处对应的波浪形波浪高度为:
0~[ha-b×sin(δa-δ)+hf-b×sin(δ-δf)]/2;
其中,me为大端模数,z为锥齿轮齿数,ha为齿顶高,δ为分锥角,δa为顶锥角,δf为根锥角,b为齿宽,hf为齿根高,Δ为预成形件能置入终锻模具的单边空隙,取0.5~1mm。
4.根据权利要求1所述的一种锥齿轮的精密塑性成形方法,其特征在于:所述引导线获取方法包括:计算所述锥齿轮精锻件沿径向多个位置的截面面积;
将所述截面面积按圆柱面转换为高度,连接各径向位置的高度点;
对所述高度点进行修正,获得预成形件在径向上与锥齿轮精锻件一一对应的引导线。
5.根据权利要求4所述的一种锥齿轮的精密塑性成形方法,其特征在于:所述预锻模具的制造方法包括:获取波浪线的三维空间坐标值;
在三维空间中,以大端和小端波浪线作为截面,通过引导线扫掠获得预成形件的上表面图形;
通过预成形件的上表面图形为依据制备预锻模具。
6.根据权利要求5所述的一种锥齿轮的精密塑性成形方法,其特征在于:所述波浪线的三维空间坐标值通过如下公式计算:Xt=r×cosθ
Yt=r×sinθ
Zt=hw×sin(θ×z)+h
式中,Xt、Yt和Zt分别为波浪线在给定参数下的三维空间内的X、Y和Z三个坐标方向上的坐标值,r为波浪形半径,hw为波浪形高度,θ为0~360°,z为锥齿轮齿数,h为波浪形波浪高度。
7.根据权利要求1所述的一种锥齿轮的精密塑性成形方法,其特征在于:所述预成形件的径向尺寸比锥齿轮精锻件的径向尺寸小0.5~1mm。
8.根据权利要求1所述的一种锥齿轮的精密塑性成形方法,其特征在于:从中心轴到齿形小端,预成形件与锥齿轮精锻件在任一径向位置处的圆柱面截面积比为1:1;
从齿形小端到齿宽中点,预成形件与锥齿轮精锻件在任一径向位置处的圆柱面截面积之比由(1~1.05):1线性变化到1:1;
从齿宽中点到齿形大端,预成形件与锥齿轮精锻件在任一径向位置处的圆柱面截面积之比由1:1线性变化到(1~1.05):1。
9.根据权利要求1所述的一种锥齿轮的精密塑性成形方法,其特征在于:所述方法还包括:将所述预成形件置入终锻模具中进行齿形部位的闭塞镦挤成形,得到具有完整齿形的锥齿轮精锻件。