轎車變速器結合齒環的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鍛造成形技術領域，涉及轎車變速器結合齒環溫冷聯合鍛造成形方法，尤其涉及一種轎車變速器中空薄壁倒錐形結合齒齒環生產工藝。
【背景技術】
[0002]轎車變速器結合齒齒環主要用于轎車變速器換擋，從而改變傳動轉速比，擴大驅動輪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，同時能使發動機在功率較高而油耗較低的情況下工作。由此可見，轎車變速器結合齒齒環屬于轎車變速器關鍵零件。現有生產加工轎車變速器結合齒齒環一般都是金屬棒料加熱熱鍛成形后，采用機械切削加工的方法成形齒形。用此工藝生產的轎車變速器結合齒齒環，由于機械切削加工切斷了金屬流線，產品綜合機械性能降低，帶來產品內部組織疏松，一致性差，精度難以保證，容易造成轎車換擋出現齒損掛不上檔的現象。采用此方法生產轎車變速器結合齒環其生產效率低，浪費金屬材料，生產成本高，生產周期也長。國家知識產權局公開了一種前錐齒輪錐齒與結合齒復合鍛造工藝CN200410014340.6)，包括預制坯、錐齒與結合齒成形、退火、冷精整等加工工藝，所述成形工藝是在冷擠壓機上采用組合模具對錐齒和結合齒一次性精密鍛造成形，該方案克服了傳統切削加工的不足，效果顯著，但公開不充分，可操作性不強。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種采用溫冷聯合鍛造成形技術，鍛造成形轎車變速器結合齒環的方法，轎車變速器結合齒齒環具有中空薄壁倒錐形結構特點，該方法生產的產品金屬流線完整，綜合機械性能高，產品質量穩定精度高，生產效率高成本低。
[0004]本發明是通過如下技術方案來實現的:
轎車變速器結合齒環的生產方法，轎車變速器結合齒環，包括環體和環體外側設置的外齒，所述的環體外壁為二段外圓結構大外圓壁和小外圓壁，所述的大外圓壁上設置有倒錐面結構的錐形外齒，所述的錐形外齒的齒寬大于大外圓壁的厚度，所述的環體和錐形外齒為整體結構；其生產方法包括如下工藝步驟:
①溫鍛塑性成形:將實心圓柱形金屬坯料加熱至鍛造溫度，模鍛出中空薄壁環形圓柱狀結構；
②球化退火:采用井式爐，爐內抽真空，沖氮氣保護，對溫鍛好的坯料進行無氧化球化退火，加熱溫度770°C ±5°C，球化率多80%，坯料表面硬度< 80HRB ；
③冷擠直齒:在直齒模具中冷鍛成形環體外壁上大外圓壁、小外圓壁和大外圓壁上的直齒，直齒齒寬大于大外圓壁的厚度；
④倒錐齒成形:將經③冷擠直齒步驟后的坯料放入模具中冷擠壓，使大外圓壁上的直齒形成倒錐齒結構，形成中空薄壁型帶有倒錐形外齒的結合齒齒環，所述的錐形外齒的齒寬大于大外圓壁⑵的厚度。
[0005]所述的④倒錐齒成形步驟為:先將冷鍛成形后的直齒坯料放入預成形模具中冷擠壓，預成形倒錐齒結構，再將預成形后的坯料放入精整模具中冷精整，形成中空薄壁型帶有倒錐形外齒的結合齒齒環。
[0006]溫鍛塑性成形包括:①下料:用圓盤鋸床按圖截取金屬棒材；②制坯:棒料表面剝皮制坯；③拋丸:對制坯后的坯料進行拋丸處理，表面去除氧化皮；④石墨涂層:將拋丸后坯料加熱至220°C ±20°C，然后進行表面稀石墨涂層；⑤加熱:對表面石墨涂層后的坯料加熱至860°C ±20°C ;⑥鐓粗:將加熱后的坯料放至鐓粗模具中進行溫鍛鐓粗；⑦反擠:將鐓粗后的坯料放入反擠模具中進行反擠壓；⑧沖底:去除底部，形成中空薄壁環形圓柱狀結構。
[0007]采用以上技術方案，由于鍛造完成二段齒形的成形，取代了切削加工，使齒形金屬流線完整，提高了齒的強度和綜合機械性能，增加了傳遞扭矩的能力，提高了齒輪的承載能力；取消讓刀環，消除了錐齒輪強度的薄弱環節，延長使用壽命，增強工作可靠性；一次完成前后二段齒形的鍛造成形，使前后段齒形的同軸精度有很大提高，減小了傳動噪聲和震動；精密鍛造工序流程較切削加工大為縮短，減小了工時消耗和機床、人工消耗，使成本降低；制造過程，質量容易控制，生產組織簡單，易于大批量生產；該方案克服了傳統切削加工的不足，效果顯著。
[0008]本發明與現有技術相比具有如下有益效果:
本發明克服了現有技術中采用機床加工產品內部組織疏松、綜合機械性能差、容易造成轎車換擋出現齒損掛不上檔的現象、產品質量難以保證、使用壽命短的缺陷，采用溫冷聯合鍛造成形技術鍛造成形轎車變速器結合齒環，先成形直齒結構，再在直齒結構基礎上成形錐齒，不需要再進行機械切削后續加工，齒形金屬流線完整，提高了齒的強度和綜合機械性能，增加了傳遞扭矩的能力，提高了齒輪的承載能力，本發明冷鍛直齒成形、倒錐齒預成形、倒錐齒精整成形三道冷鍛工序全部都是在機械壓力機上瞬間完成，生產效率高成本低。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明實施例中轎車變速器結合齒環的結構示意圖；
圖2是圖1的右視圖；
圖3是本發明實施例中錐形外齒的結構放大示意圖；
圖4是本發明實施例坯料變形工藝流程圖。
[0010]圖中序號:1、環體，2、大外圓壁，3、小外圓壁，4、錐形外齒。
【具體實施方式】
[0011]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。
[0012]實施例:參見圖1、圖2和圖3所示，一種轎車變速器結合齒環，包括環體I和環體I外側設置的外齒，所述的環體I外壁為二段外圓結構----大外圓壁2和小外圓壁3，所述的大外圓壁2上設置有倒錐面結構的錐形外齒4，所述的錐形外齒4的齒寬大于大外圓壁2的厚度，所述的環體I和錐形外齒4為整體結構，該結合齒齒環最大直徑< 100mm、高度^ 30mm、重量< 600g。
[0013]參見圖4所示，該轎車變速器結合齒環的生產方法包括如下工藝步驟:
下料:20CrMoH材料，用圓盤鋸床按圖截取金屬棒材； 制還:棒料表面剝皮制還;
拋丸:對制坯后的坯料進行拋丸處理，表面去除氧化皮；
石墨涂層:將拋丸后坯料加熱至220°C ±20°C，然后進行表面稀石墨涂層，以防加熱后金屬材料表面脫碳；
加熱:對表面石墨涂層后的坯料加熱至860°C ±20°C ；
鐓粗:將加熱后的坯料放至鐓粗模具中進行溫鍛鐓粗；
反擠:將鐓粗后的坯料放入反擠模具中進行反擠壓；
沖底:去除底部，形成中空薄壁環形圓柱狀結構；
球化退火:采用井式爐，爐內抽真空，沖氮氣保護，對溫鍛好的坯料進行無氧化球化退火，加熱溫度770°C ±5°C，球化率多80%，坯料表面硬度< 80HRB ；
制坯:將球化退火后的坯料按圖進行制坯；
拋丸:將制坯后的坯料表面拋丸，去除車刀痕及毛刺；
磷化皂化:對拋丸后的坯料進行磷化、皂化處理，確保表面潤滑，為冷鍛金屬流動創造條件；
冷擠直齒:將磷化皂化處理好的坯料放入模具中冷鍛成形直齒；
倒錐齒成形:先將冷鍛成形后的直齒坯料放入預成形模具中冷擠壓，預成形倒錐齒結構，再將預成形后的坯料放入精整模具中冷精整，形成中空薄壁型帶有倒錐形外齒4的結合齒齒環。
[0014]采用上述技術方案，溫鍛好了的坯料不需要進行機械切削加工，結合齒齒環金屬流線完整，內部組織好，密度高，強度大，抗沖擊，產品成品率高，產品機械性能好，質量穩定，能夠滿足轎車使用要求。本發明冷鍛直齒成形、倒錐齒預成形、倒錐齒精整成形三道冷鍛工序全部都是在機械壓力機上瞬間完成，提高了生產效力，降低了生產成本，同時，由于冷鍛擠壓成形，也節約了原材料，保護了生產環境。
[0015]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.轎車變速器結合齒環的生產方法，轎車變速器結合齒環，包括環體⑴和環體⑴外側設置的外齒，所述的環體⑴外壁為二段外圓結構----大外圓壁⑵和小外圓壁⑶，所述的大外圓壁⑵上設置有倒錐面結構的錐形外齒⑷，所述的錐形外齒⑷的齒寬大于大外圓壁⑵的厚度，所述的環體⑴和錐形外齒⑷為整體結構；其生產方法包括如下工藝步驟: ①溫鍛塑性成形:將實心圓柱形金屬坯料加熱至鍛造溫度，模鍛出中空薄壁環形圓柱狀結構； ②球化退火:采用井式爐，爐內抽真空，沖氮氣保護，對溫鍛好的坯料進行無氧化球化退火，加熱溫度770°C ±5°C，球化率多80%，坯料表面硬度< 80HRB ； ③冷擠直齒:在直齒模具中冷鍛成形環體⑴外壁上大外圓_2)、小外圓壁⑶和大外圓壁⑵上的直齒，直齒齒寬大于大外圓壁⑵的厚度； ④倒錐齒成形:將經③冷擠直齒步驟后的坯料放入模具中冷擠壓，使大外圓壁⑵上的直齒形成倒錐齒結構，形成中空薄壁型帶有倒錐形外齒⑷的結合齒齒環，所述的錐形外齒⑷的齒寬大于大外圓壁⑵的厚度。2.根據權利要求1所述的轎車變速器結合齒環的生產方法，其特征在于:所述的④倒錐齒成形步驟為:先將冷鍛成形后的直齒坯料放入預成形模具中冷擠壓，預成形倒錐齒結構，再將預成形后的坯料放入精整模具中冷精整，形成中空薄壁型帶有倒錐形外齒⑷的結合齒齒環。3.根據權利要求1或2所述的轎車變速器結合齒環的生產方法，其特征在于:溫鍛塑性成形包括:①下料:用圓盤鋸床按圖截取金屬棒材；②制坯:棒料表面剝皮制坯拋丸:對制坯后的坯料進行拋丸處理，表面去除氧化皮；④石墨涂層:將拋丸后坯料加熱至220°C ±20°C，然后進行表面稀石墨涂層；⑤加熱:對表面石墨涂層后的坯料加熱至8600C ±20°C ;⑥鐓粗:將加熱后的坯料放至鐓粗模具中進行溫鍛鐓粗；⑦反擠:將鐓粗后的坯料放入反擠模具中進行反擠壓；⑧沖底:去除底部，形成中空薄壁環形圓柱狀結構。
【專利摘要】本發明公開了一種轎車變速器結合齒環的生產方法，包括如下工藝步驟：①溫鍛塑性成形，②球化退火，③冷擠直齒，④倒錐齒成形，采用溫冷聯合鍛造成形技術鍛造成形轎車變速器結合齒環，先成形直齒結構，再在直齒結構基礎上成形錐齒，不需要再進行機械切削后續加工，齒形金屬流線完整，提高了齒的強度和綜合機械性能，增加了傳遞扭矩的能力，提高了齒輪的承載能力，本發明冷鍛直齒成形、倒錐齒預成形、倒錐齒精整成形三道冷鍛工序全部都是在機械壓力機上瞬間完成，生產效率高成本低。
【IPC分類】B21K1/30, B21J5/02, F16H55/17
【公開號】CN105127345
【申請號】CN201510635645
【發明人】張太良, 萬永福
【申請人】江蘇威鷹機械有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月30日