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龙图腾网获悉武汉理工大学申请的专利一种带倒锥齿形螺旋锥齿轮多自由度包络成形方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117161299B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310752475.5，技术领域涉及：B21K1/30；该发明授权一种带倒锥齿形螺旋锥齿轮多自由度包络成形方法是由韩星会;华林;王艳辉;郑方焱;胡轩设计研发完成，并于2023-06-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种带倒锥齿形螺旋锥齿轮多自由度包络成形方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种带倒锥齿形螺旋锥齿轮多自由度包络成形方法，包括以下步骤：S1、预制坯放置与定位：包络模具包括包络上模和包络下模，包络上模成形锻件分型面以上的齿形和腹板上表面形状，包络下模成形锻件分型面以下的轴杆和腹板下表面形状；S2、螺旋锥齿轮锻件包络成形：带齿形包络上模绕包络中心作多自由度包络运动，同时竖直向下作进给运动，预制坯在包络上模与包络下模协同加载下发生连续局部塑性变形；S3、包络精整；S4、锻件脱模；S5、锻件顶出。本发明不仅通过模具多自由度包络加载获得了齿形填充饱满的螺旋锥齿轮，而且通过模具多自由度卸载实现了模具与螺旋锥齿轮无干涉脱模，从而实现了螺旋锥齿轮高性能多自由度包络成形制造。

本发明授权一种带倒锥齿形螺旋锥齿轮多自由度包络成形方法在权利要求书中公布了：1.一种带倒锥齿形螺旋锥齿轮多自由度包络成形方法，所述带倒锥齿形螺旋锥齿轮由上、下两部分组成：上部分是锥形的齿形和腹板，且齿形带有倒锥结构，下部分是齿轮轴杆，其特征在于，多自由度包络成形方法包括以下步骤： S1、预制坯放置与定位：包络模具包括包络上模和包络下模，包络上模成形锻件分型面以上的齿形和腹板上表面形状，包络下模成形锻件分型面以下的轴杆和腹板下表面形状；将预制坯置于包络下模中，预制坯下部分圆锥面与包络下模圆锥面型腔重合，预制坯圆盘下端面与包络下模型腔内的凸台接触，实现预制坯在包络下模中的准确定位； S2、螺旋锥齿轮锻件包络成形：带齿形包络上模绕包络中心作多自由度包络运动，同时竖直向下作进给运动，预制坯在包络上模与包络下模协同加载下发生连续局部塑性变形，金属向包络上模型腔内流动直至螺旋锥齿轮锻件齿形与腹板上表面形状由带齿形包络上模多自由度包络成形，同时螺旋锥齿轮锻件轴杆和腹板下表面形状由包络下模成形； S3、包络精整：包络上模到达预设的进给量后停止向下进给，继续作多自由度包络运动，完成对螺旋锥齿轮锻件的精整； S4、锻件脱模：包络精整结束后，包络上模先停止多自由度包络运动再回正，保证其轴线与包络成形装备竖直轴线重合，最后根据设计的旋转脱模运动驱动包络上模作旋转运动和轴向退回运动，直至包络上模与螺旋锥齿轮锻件齿形完全脱离；脱模过程中保证包络上模与螺旋锥齿轮锻件齿形不发生干涉，且保证螺旋锥齿轮锻件不发生转动； S5、锻件顶出：螺旋锥齿轮锻件脱模完成后，包络上模向上退回到初始位置，在顶杆的顶出作用下，螺旋锥齿轮锻件在包络下模型腔内被顶出； 所述包络上模的设计方法为：包络上模的设计原理是由螺旋锥齿轮锻件反向包络出包络上模，从而避免包络成形过程中包络上模与螺旋锥齿轮锻件发生干涉；先将步骤S2中所设计的螺旋锥齿轮锻件分型面以上的型面离散化，再将离散后的点按照公式1和2进行坐标变换： 1 2 式中：为螺旋锥齿轮锻件分型面以上的表面上任一离散点坐标，为包络上模对应点的运动轨迹方程，为包络上模倾斜角，为包络上模旋转角度，将在一个运动周期即[0,2π]内离散化，获得锻件每一离散点在反向包络过程中的运动轨迹，将该运动轨迹进行离散获得一组点的坐标，据此将锻件所有离散点在反向包络过程中的运动轨迹进行离散获得点云，提取点云表层点并将其拟合成曲面，便可获得包络上模型面；包络下模与螺旋锥齿轮锻件飞边下表面以下型面相匹配； 在所述步骤S2中，包络运动设计方法为：包络上模轴线与装备竖直轴线始终保持夹角，两轴线交点即为转动中心；包络上模绕自身轴线自转的同时绕装备竖直轴线公转，两个转动速度大小相等且恒定，转动方向相反；包络下模固定不动； 螺旋锥齿轮锻件无干涉脱模运动设计方法为： 包络上模竖直向上退回的同时需沿螺旋齿形旋向方向作周向旋转运动，假设包络上模竖直向上退回的速度为v，则包络上模沿齿形旋向方向周向旋转的角速度w与v满足关系：w=kv，且k1kk2；其中k为w与v之间的关系系数，k1为脱模过程中包络上模与锻件齿形凸面相切时的临界系数，k2为脱模过程中包络上模与锻件齿形凹面相切时的临界系数； k 1与k2的确定方法为：已知包络上模任意一点，其旋转竖直向上退回的轨迹方程H为： 3 k由0开始，每次增加一个固定值，对于每个k值，判断包络上模任意一点的运动轨迹方程H是否与螺旋锥齿轮锻件齿面方程F存在交集；当k增加到k1时，脱模过程中包络上模与锻件齿形凸面相切，则k1为实现螺旋锥齿轮锻件无干涉脱模的最小值；k继续增加后方程H与F均无交集；k继续增加到k2时，脱模过程中包络上模与锻件齿形凹面相切，则k2为实现螺旋锥齿轮锻件无干涉脱模的最大值；k继续增加后方程H与F又存在交集，此时包络上模与锻件齿形发生干涉。

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