轎車變速器結合齒齒輪制造工藝的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于鍛造成形技術領域，涉及一種齒輪制造工藝，尤其涉及轎車變速器結合齒齒輪溫冷復合鍛造成形工藝。
【背景技術】
[0002]轎車變速器結合齒齒輪主要用于轎車變速換檔，從而改變傳動速比，擴大驅動轉矩和轉速的變化范圍，以適應經常變化轉速比的行駛條件，同時能使發動機在動率較高而油耗較低的情況下工作。轎車變速器結合齒齒輪屬于轎車變速器關鍵零部件，對其制造精度和齒面強度要求很高。現有轎車變速器結合齒齒輪制造工藝，一是傳統的切削和焊接加工工藝，切削和焊接加工工藝簡單，容易實現生產，加工的齒輪齒面精度高，但是生產過程中材料金屬流線被切斷，齒輪齒部強度同于母材強度，這種工藝生產的齒輪強度低，容易發生齒損現象，二是精鍛成形工藝，目前，轎車變速器結合齒齒輪普遍采用技術先進的精鍛成形工藝，該工藝可以分為熱精鍛和冷精鍛兩種，熱精鍛時坯料加熱，溫度一般在1150°C左右，由于坯料軟化程度高，抗變形力小，容易成形，生產效率也高，對模具的質量精度要求以及坯料尺寸要求也不高，但是，熱精鍛對坯料加熱溫度高，加熱時間長，坯料內部組織發生變化，晶粒粗大，坯料表面氧化脫碳嚴重，直接影響齒輪表面質量，尤其影響齒部質量，精鍛成形后的齒坯，往往需要通過重新加熱等溫正火處理使坯料內部組織重新恢復到正常狀態，然后進行后道工序加工。冷精鍛工藝坯料都是在常溫狀態下精鍛成形，不存在熱精鍛存在的問題，但是，坯料在常溫下抗變形力大，所用精鍛冷壓機設備噸位大，模具強度要求也很高，其次對坯料下料的尺寸要求也很高，否則容易損壞模具，冷精鍛坯料成形時雖然所需噸位大，但是能較好地保留金屬流線，擠壓成形后的齒部強度高，熱精鍛工藝與冷精鍛工藝比較而言，冷精鍛坯料成形工藝復雜，工序也多，并且對精鍛冷壓機設備及成形模具要求也高。2002年中國專利1337284A公開了一種汽車變速箱結合齒齒坯制作工藝，采用精鍛成形的加工方法，先將坯料進行冷擺輾預成形，再對齒形部位進行精密模鍛成形，最后在冷擠壓機上經冷精整后，采用徑向擠壓法進行齒部的倒錐成形。所述冷擺輾預成形過程中，先將坯料進行球化退火、剝皮制坯，并經磷皂化處理后，再在擺輾機上進行冷擺輾預成形。將冷擺輾預成形齒坯進行無氧化退火，并作磷皂化處理后，采用精密鍛模在壓力機上進行齒部精鍛成形。將精鍛成形的齒坯進行等溫正火處理和磷皂化處理后，在冷擠壓機上進行冷精整，并采用徑向擠壓模進行齒部倒錐成形。
[0003]該專利技術先將坯料進行球化退火、剝皮制坯，并經磷皂化處理后，再在擺輾機上進行冷擺碾預成形;接著進行無氧化退火，并作磷皂化處理后，采用精密鍛模在壓力機上進行齒部精鍛成形，再將精鍛成形的齒坯進行等溫正火處理和磷皂化處理后，在冷擠壓機上進行冷精整，并采用徑向擠壓模進行齒部倒錐成形。采用上述技術方案，不需要進行切削加工，節省材料，預成形、精鍛成形和冷精整均在壓力機上瞬間完成，效率高，當然成本也就降低。采用本發明的加工方法，結合齒無退刀槽、無應力集中現象，齒部強度提高;齒坯在精密模具上擠壓成形，其金屬流線不破壞，材料綜合機械性能有提高，產品性能好，質量穩定，能滿足高檔轎車的使用要求。
[0004]但此專利技術球化退火、無氧化退火、等溫正火就需要進行三次，浪費能源；整體坯料經過兩次磷皂化，磷皂化產生廢渣廢氣等會對環境有所影響。故生產周期長，成本高，其次，三次熱處理加熱溫度都比較高，且時間長，容易出現齒輪表面不同程度的脫碳，給后序熱處理加工帶來影響。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種采用溫冷復合鍛造成形技術，鍛造成形轎車變速器結合齒齒輪制造工藝，該制造工藝工藝簡單、工序少，一次溫鍛精成形，余熱正火后冷鍛，齒輪表面不脫碳;生產的產品不但金屬流線完整、綜合機械性能高、質量穩定精度高、生產效率高，而且節約能源成本低，又能改善生產環境符合環保要求。
[0006]本發明是通過如下技術方案來實現的:
[0007]轎車變速器結合齒齒輪制造工藝，包括如下工藝步驟:
[0008]①溫鍛精密成形:加熱金屬坯料，坯料溫度<950°C，精密模鍛成形轎車變速器結合齒形狀結構以及齒形結構；
[0009]②冷精整:在常溫下進行端面齒部鍛壓成形；
[0010]③倒錐齒成形:在常溫下采用徑向擠壓法進行齒部倒錐成形。
[0011]所述的步驟①溫鍛精密成形過程中，先將坯料進行噴砂制坯、涂層加熱后模鍛成形;再沖孔后進行余熱正火:利用溫鍛形成的余熱，將溫鍛成形后的坯料送入等溫正火爐進行余熱正火，使材料內部組織恢復到正常狀態，坯料硬度HRB < 86。
[0012]所述的步驟②冷精整過程中，先將溫鍛精密成形后的坯料進行噴砂潤滑處理，再冷鍛成形。
[0013]所述的步驟①溫鍛精密成形可分為制坯預成形和精密成形，所述的制坯預成形包括:斷料、噴砂制坯、涂層加熱、鐓粗后預鍛成形;所述的精密成形:將預鍛成形后的坯料放入終鍛模中整體成形轎車變速器結合齒形狀結構以及齒形結構;精密成形后再沖孔，最后進行余熱正火。
[0014]本發明與現有技術相比具有如下有益效果:
[0015]1、本發明與現有技術熱精鍛工藝不同的是加熱溫度，本發明溫鍛工藝利用金屬加熱轉變成奧氏體時屈服強度低，易于加工塑性成形的特點，先將坯料加熱220°C ±20°C，同時自動噴涂涂層液，最終加熱至930 °C± 20 °C，加熱溫度不大于950 °C，不間斷一次性完成加熱和涂層，既保證了坯料在加熱過程中表面不脫碳，又減少了加熱次數節省能源;而現有技術熱精鍛加熱溫度在1150 °C左右，坯料表面過熱氧化脫碳。
[0016]2、本發明同時合理利用溫鍛后的余熱進行等溫正火，使材料內部組織調節到正常狀態，節省了能源并且有利于后序加工，降低了成本。
[0017]3、本發明對坯料涂刷高分子潤滑劑，避免了整體坯料進行磷皂化處理所帶來的有害廢液對環境造成污染，保護了生產環境。
[0018]4、本發明由于工序少、提高了生產效率，產品質量也得到了保證，符合當今汽車制造業的發展趨勢。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明實施例坯料變形工藝流程圖。
[0020]圖中序號:1、結合部，2、直齒，3、錐形齒。
【具體實施方式】
[0021]下面通過實施例并結合附圖對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
[0022]實施例:參見附圖1，一種轎車變速器結合齒齒輪制造工藝，包括如下工藝步驟:
[0023]①溫鍛精密成形:斷料:20CrMoH材料，采用圓盤鋸床斷料，按圖紙尺寸要求截取金屬棒材；噴砂處理:對坯料進行噴砂處理，去除坯料表面氧化層；涂層加熱:將坯料加熱至930°C ±20°C，同時對坯料表面噴涂涂層液，不間斷一次性完成加熱和涂層;鐓粗:將涂層加熱后的坯料放在已預熱的模具中鐓粗，模具預熱溫度220°C ± 20°C ;預鍛成形;精密成形:將預鍛成形后的坯料放入終鍛模中整體成形轎車變速器結合齒形狀結構以及直齒2齒形結構；沖孔:去除結合部I;余熱正火:溫度控制在660°C± 10°C，利用溫鍛形成的余熱，將沖孔后的坯料送入等溫正火爐進行余熱正火，使材料內部組織恢復到正常狀態，坯料硬度HRBg86；
[0024]②冷精整:先將溫鍛精密成形后的坯料進行噴砂潤滑處理，再在常溫下進行端面齒部鍛壓成形；
[0025]③倒錐齒成形:在常溫下采用徑向擠壓法進行齒部倒錐成形，形成錐形齒3;
[0026]④按設計圖紙尺寸要求車加工后滲碳淬火:滲碳層厚度0.4-0.8mm，硬度HRC60 土2。
[0027]本發明溫鍛工藝利用金屬加熱轉變成奧氏體時屈服強度低，易于加工塑性成形的特點進行鍛造成形，先將坯料加熱220°C ± 20°C，同時自動噴涂涂層液，最終加熱至930°C 土20°C，加熱溫度不大于950°C，不間斷一次性完成加熱和涂層，既保證了坯料在加熱過程中表面不脫碳，又減少了加熱次數節省能源;本發明同時合理利用溫鍛后的余熱進行等溫正火，余熱正火為經溫鍛成形后的坯料在660 °C±10°C進入熱處理生產線進行余熱正火，使材料內部組織調節到正常狀態，節省了能源并且有利于后序加工，降低了成本。
[0028]實施例只是為了便于理解本發明的技術方案，并不構成對本發明保護范圍的限制，凡是未脫離本發明技術方案的內容或依據本發明的技術實質對以上方案所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明保護范圍之內。
【主權項】
1.轎車變速器結合齒齒輪制造工藝，包括如下工藝步驟: ①溫鍛精密成形:加熱金屬坯料，坯料溫度<950°c，精密模鍛成形轎車變速器結合齒形狀結構以及齒形結構； ②冷精整:在常溫下進行端面齒部鍛壓成形； ③倒錐齒成形:在常溫下采用徑向擠壓法進行齒部倒錐成形。2.根據權利要求1所述的轎車變速器結合齒齒輪制造工藝，其特征在于:所述的步驟①溫鍛精密成形過程中，先將坯料進行噴砂制坯、涂層加熱后模鍛成形;再沖孔后進行余熱正火:利用溫鍛形成的余熱，將溫鍛成形后的坯料送入等溫正火爐進行余熱正火，使材料內部組織恢復到正常狀態，坯料硬度HRB < 86。3.根據權利要求1所述的轎車變速器結合齒齒輪制造工藝，其特征在于:所述的步驟②冷精整過程中，先將溫鍛精密成形后的坯料進行噴砂潤滑處理，再冷鍛成形。4.根據權利要求1所述的轎車變速器結合齒齒輪制造工藝，其特征在于:所述的步驟①溫鍛精密成形可分為制坯預成形和精密成形，所述的制坯預成形包括:斷料、噴砂制坯、涂層加熱、鐓粗后預鍛成形;所述的精密成形:將預鍛成形后的坯料放入終鍛模中整體成形轎車變速器結合齒形狀結構以及齒形結構;精密成形后再沖孔，最后進行余熱正火。
【專利摘要】本發明公開了一種轎車變速器結合齒齒輪制造工藝，包括如下工藝步驟：①溫鍛精密成形：加熱金屬坯料，坯料溫度≤950℃，精密模鍛成形轎車變速器結合齒形狀結構以及齒形結構；②冷精整：在常溫下進行端面齒部鍛壓成形；③倒錐齒成形：在常溫下采用徑向擠壓法進行齒部倒錐成形。該制造工藝該制造工藝工藝簡單、工序少，一次溫鍛精成形，余熱正火后冷鍛，齒輪表面不脫碳；生產的產品不但金屬流線完整、綜合機械性能高、質量穩定精度高、生產效率高，而且節約能源成本低，又能改善生產環境符合環保要求。
【IPC分類】B23P15/14
【公開號】CN105710620
【申請號】CN201610191244
【發明人】張太良, 張華文, 萬永福
【申請人】江蘇威鷹機械有限公司