本发明涉及齿圈制造领域，特别是涉及一种内斜齿圈滚轧成形设备，以及一种内斜齿圈滚轧成形方法。
背景技术：
1、内斜齿圈的主要优点包括：高效率，内斜齿圈的啮合接触是连续的，因此能够提供平滑且高效的动力传输；减少噪音和振动，内斜齿圈的啮合接触是渐进的，因此采用斜齿圈传动可以有效地减少噪音和振动；承载能力强，内斜齿圈有更多的啮合接触面，因此其承载能力比直齿圈更强，这使得内斜齿圈能够在重载应用中提供更好的性能。因此，内斜齿圈在工业传动系统领域中扮演着重要的角色，广泛应用于汽车、飞机、重型机械和各种工业设备中。
2、目前内斜齿圈的加工制造以滚齿、铣削和磨削等减材成形的手段为主，其加工过程中材料利用率低、加工时间长、生产效率低，且切削加工切断零件表层的金属流线，导致成形后零件的力学性能降低。此外，切削成形内斜齿圈所需要的刀具和设备也具有很高的要求，采用的齿轮切削刀具型面复杂、强度要求高，加工过程刀具运动路径复杂，对机床及其控制系统要求高。
3、切削加工内斜齿圈所需的设备主要包括齿轮切削机床和磨齿机，高精度内斜齿圈往往需要高档数控机床。设备成本高，专用的齿轮切削机床和磨齿机通常价格昂贵，对于小型和中型企业来说初始投资大；操作复杂，高档数控机床操作对专业技术人员要求高，内斜齿圈切削加工刀具运动更加轨迹复杂，操作要求显著提升；运行与维护成本高，加工时间长导致单件加工能耗高。
技术实现思路
1、本发明针对目前内斜齿圈采用切齿、滚齿等工艺加工时效率低、成本高、控制复杂的问题，提供了一种内斜齿圈滚轧成形设备。
2、为解决上述问题，本发明采用的技术方案为，一种内斜齿圈滚轧成型设备，包括机架，机架上沿第一轴线方向相对安装有毛坯夹持组件和滚轧内模组件，毛坯夹持组件与滚轧内模组件中的至少一者与机架之间设有直线驱动机构，直线驱动机构的驱动方向沿第一轴线方向；毛坯夹持组件与滚轧内模组件中的至少一者与机架之间设有转动驱动机构，转动驱动机构的转轴位于毛坯夹持组件的夹持中心。本方案提供了一种内斜齿圈的滚轧设备，通过坯料与压模的相对转动与直线进给，多次加工完成形貌轧制，多次局部成型，大大地降低设备所需的吨位，基于此设备，实现了内斜齿圈的滚轧制造，大大减低了设备成本与工艺复杂性。
3、优选的，直线驱动机构包括液压缸，液压缸的缸体与机架固定连接，液压缸的伸缩杆与毛坯夹持组件或滚轧内模组件固定连接。采用液压缸作为直线驱动，能够提供较大压力，适用于轧制设备。
4、优选的，转动驱动机构包括从动齿盘和多个驱动齿轮，多个驱动齿轮环绕于从动齿盘分布且均与从动齿盘啮合，驱动齿轮均连接有驱动电机，从动齿盘的中心与毛坯夹持组件的夹持中心同轴设置，毛坯夹持组件或滚轧内模组件固定设置在从动齿盘的一端面上。
5、优选的，从动齿盘的另一端面与机架之间设有止推轴承。
6、优选的，机架包括上基座和下基座，上基座和下基座之间设有多个立柱，立柱的两端分别与上基座和下基座固定连接，直线驱动机构的运动轴线与转动驱动机构的回转中心均位于多个立柱所围成几何图形的几何中心处，多个立柱上共同滑动安装有滑动板，直线驱动机构的运动端与滑动板固定连接，毛坯夹持组件或滚轧内模组件安装在滑动板上。
7、优选的，滚轧内模组件包括多个挤压滚轧模具，挤压滚轧模具为外周面外鼓的圆柱形结构，且其外周面上设有斜齿，多个挤压滚轧模具绕第一轴线均匀设置。
8、优选的，毛坯夹持组件为多爪自定心卡盘，多爪自定心卡盘的多个卡爪内端设有弧形板，多爪自定心卡盘夹紧时，多个弧形板围成封闭的圆形。
9、优选的，转动驱动机构位于机架的底部，转动驱动机构的转动段连接有支撑旋转台，毛坯夹持组件设置在支撑旋转台上；直线驱动机构位于机架的顶部，其驱动端竖直向下设置，滚轧内模组件安装在直线驱动机构的驱动端上且位于毛坯夹持组件的上方。
10、另一方面，本发明还提供一种内斜齿圈滚轧成形方法，采用上述的内斜齿圈滚轧成型设备，方法包括以下步骤：
11、s1.滚轧内模组件与毛坯夹持组件分离，将工件坯料放入滚轧内模组件中；
12、s2.直线驱动机构伸长，驱动滚轧内模组件与毛坯夹持组件相互靠近，直至滚轧内模组件贴靠于工件坯料的端面中心孔处；
13、s3.直线驱动机构伸长，驱动滚轧内模组件压入工件坯料的端面中心孔，同时，转动驱动机构根据所加工内斜齿圈尺寸参数以一定转速驱动滚轧内模组件与毛坯夹持组件相对转动；
14、s4.直线驱动机构回缩，驱动滚轧内模组件从工件坯料的端面中心孔脱出，同时，转动驱动机构反转；
15、s5.转动驱动机构根据所加工内斜齿圈尺寸参数，驱动毛坯夹持组件带动工件坯料转动一个分度；
16、s6.重复s2-s5，至内斜齿圈成型完成。
17、其中，所成型内斜齿圈的螺旋角为、齿数为、齿宽为、从动齿盘11齿数为，驱动齿轮齿数为；
18、步骤s3中，驱动电机转速为与液压缸的伸长速率之间应满足公式；
19、步骤s4中，驱动电机的转速与液压缸的轴向退回速度之间应满足公式：；
20、步骤s5中，转动分度为，；
21、重复s2-s5次数为次。
22、通过以上技术方案可以看出，本发明的优点为：本发明内斜齿圈多模具挤压滚轧成形设备与现有技术相比，结构简单、紧凑，并且由于是多模具在单道次中的局部成形，因此可以大大地降低成形的时设备所需的吨位；本发明挤压滚轧成形设备工作时，同一时刻，工作机构仅需绕设备轴线旋转运动或直线运动，运动简单；低成本、高效率、长寿命的内斜齿圈挤压滚轧成形设备。
1.一种内斜齿圈滚轧成型设备，包括机架，其特征在于，所述机架上沿第一轴线方向相对安装有毛坯夹持组件和滚轧内模组件，毛坯夹持组件与滚轧内模组件中的至少一者与机架之间设有直线驱动机构，直线驱动机构的驱动方向沿第一轴线方向；毛坯夹持组件与滚轧内模组件中的至少一者与机架之间设有转动驱动机构，转动驱动机构的转轴位于毛坯夹持组件的夹持中心。
2.根据权利要求1所述的内斜齿圈滚轧成型设备，其特征在于，所述直线驱动机构包括液压缸（7），液压缸（7）的缸体与机架固定连接，液压缸（7）的伸缩杆与毛坯夹持组件或滚轧内模组件固定连接。
3.根据权利要求2所述的内斜齿圈滚轧成型设备，其特征在于，所述转动驱动机构包括从动齿盘（11）和多个驱动齿轮（10），多个驱动齿轮（10）环绕于从动齿盘（11）分布且均与从动齿盘（11）啮合，驱动齿轮（10）均连接有驱动电机（12），从动齿盘（11）的中心与毛坯夹持组件的夹持中心同轴设置，毛坯夹持组件或滚轧内模组件固定设置在从动齿盘（11）的一端面上。
4.根据权利要求3所述的内斜齿圈滚轧成型设备，其特征在于，所述从动齿盘（11）的另一端面与机架之间设有止推轴承（19）。
5.根据权利要求3所述的内斜齿圈滚轧成型设备，其特征在于，所述机架包括上基座（1）和下基座（2），上基座（1）和下基座（2）之间设有多个立柱（6），立柱（6）的两端分别与上基座（1）和下基座（2）固定连接，直线驱动机构的运动轴线与转动驱动机构的回转中心均位于多个立柱（6）所围成几何图形的几何中心处，多个立柱（6）上共同滑动安装有滑动板（2），直线驱动机构的运动端与滑动板（2）固定连接，毛坯夹持组件或滚轧内模组件安装在所述滑动板（2）上。
6.根据权利要求3所述的内斜齿圈滚轧成型设备，其特征在于，所述滚轧内模组件包括多个挤压滚轧模具（15），挤压滚轧模具（15）为外周面外鼓的圆柱形结构，且其外周面上设有斜齿，多个挤压滚轧模具绕第一轴线均匀设置。
7.根据权利要求3所述的内斜齿圈滚轧成型设备，其特征在于，所述毛坯夹持组件为多爪自定心卡盘（16），多爪自定心卡盘（16）的多个卡爪内端设有弧形板，多爪自定心卡盘（16）夹紧时，多个弧形板围成封闭的圆形。
8.根据权利要求3所述的内斜齿圈滚轧成型设备，其特征在于，所述转动驱动机构位于机架的底部，转动驱动机构的转动段连接有支撑旋转台（5），毛坯夹持组件设置在支撑旋转台（5）上；所述直线驱动机构位于机架的顶部，其驱动端竖直向下设置，滚轧内模组件安装在直线驱动机构的驱动端上且位于毛坯夹持组件的上方。
9.一种内斜齿圈滚轧成形方法，其特征在于，采用如权利要求3-8任一项所述的内斜齿圈滚轧成型设备，方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的内斜齿圈滚轧成形方法，其特征在于，所成型内斜齿圈的螺旋角为、齿数为、齿宽为、从动齿盘11齿数为，驱动齿轮齿数为；
