CN102581208B - 一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法 - Google Patents

一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102581208B
CN102581208B CN201210041302.4A CN201210041302A CN102581208B CN 102581208 B CN102581208 B CN 102581208B CN 201210041302 A CN201210041302 A CN 201210041302A CN 102581208 B CN102581208 B CN 102581208B
Authority
CN
China
Prior art keywords
forging
die
finish
punching
blank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210041302.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102581208A (zh
Inventor
陈英
梁好
赵扬扬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Agricultural University
Original Assignee
China Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Agricultural University filed Critical China Agricultural University
Priority to CN201210041302.4A priority Critical patent/CN102581208B/zh
Publication of CN102581208A publication Critical patent/CN102581208A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102581208B publication Critical patent/CN102581208B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了属于塑性成形技术领域的一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法。该方法的操作步骤为:首先将事先计算好尺寸的圆柱形坯料加热到1100-1200℃,然后将坯料镦粗,成为圆饼状,然后将镦粗件放入预锻模具中进行预锻,然后将预锻件放入冲孔模具冲掉部分内孔连皮,最后将冲孔件放入终锻模具中进行终锻。该方法仅需一次加热,生产效率高,节约大量材料,模具寿命高,适合大规模生产,精锻的螺旋锥齿轮只需少量的后续切削加工,其组织性能和力学性能大大提高。

Description

一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法
技术领域
[0001] 本发明属于塑性成形技术领域,具体涉及一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法。
背景技术
[0002] 螺旋锥齿轮是应用广泛的机械传动元件,主要用于传递两相交或交错轴间的运动,是汽车工业中使用量大面广的一种常用零件。螺旋锥齿轮一般用于圆周速度较高的传动,与直锥齿轮相比,具有传动比大,传动平稳,啮合噪音小,使用寿命长等优点。螺旋锥齿轮副一般由一对螺旋锥齿轮组成,即主动螺旋锥齿轮和从动螺旋锥齿轮。
[0003] 螺旋锥齿轮传统的生产工艺路线包括下料、锻造、粗精车毛坯、粗精铣齿、热处理、精磨(研)齿加工等多道工序,加工设备主要为美国格利森公司的铣齿机,价格高昂。该方法存在的缺陷有:1.工艺过程复杂,材料利用率低,成本高;2.切断了内部金属流线,使齿轮的接触和弯曲强度下降,使用寿命大打折扣;3.生产周期长,生产效率低。
[0004] 齿轮的精锻成形技术是指由坯料经过精锻直接获得完整齿形,齿面不需要加工或者仅需要少量加工即可使用的技术。与传统加工工艺相比,其优势在于:1.改善了齿轮的组织,提高了力学性能,精锻使得金属材料沿齿形均匀连续分布,齿轮弯曲强度,接触疲劳强度和耐冲击性明显高于切削齿轮;2.锻件整体或部分无需后续切削加工,节省了大量加工时间,材料利用率和生产效率大幅提高,降低了生产成本;3.啮合平稳性好,噪音低;4.生产周期短,市场竞争力强,对环境污染低,符合现代制造业对大规模生产,低成本消耗,高性能零件的加工期望。
[0005] 近年来一些院校及科研机构开始研宄从动螺旋锥齿轮的精密模锻工艺,一般的工艺路线为下料、加热、镦粗、冲孔、碾环、再次加热、预锻、终锻、表面处理、整形、机加工等。这种工艺过程较复杂,毛坯制备需要专门的碾环设备。有的单位为了制备形状合适的坯料,直接采用大直径的棒料车制成接近终锻件的环形毛坯,然后加热锻造成形,这种方法加工毛坯时间长,拖慢了整个生产周期,且材料利用率低。
[0006] 螺旋锥齿轮形状特殊,具有螺旋的节线,成形过程中金属流动阻力大,模具充填困难。在填充过程中模具应力大,模具使用寿命低。成形结束后,脱模也是一大难题,当螺旋角较大时,常规的垂直脱模方式会损伤已成形的齿面,从而使得工件不合格。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于提供一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法,解决传统螺旋锥齿轮精密热锻工艺过程复杂、低效,材料利用率低、模具寿命低的问题,同时解决螺旋锥齿轮成形中的材料充填和脱模问题。
[0008] 一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法,按照如下步骤进行:
[0009] (I)依据体积不变原则,计算棒料尺寸,将棒料按照计算好的尺寸锯成段,制成坯料;
[0010] (2)将坯料加热到 1100-1200°c ;
[0011] (3)将加热后的坯料放到压力机下镦粗,使之成圆饼状;
[0012] (4)将镦粗件放入预锻模具上预锻,所得预锻件形状与齿轮产品外形接近,不带齿,内侧上、下端带盲孔;
[0013] (5)将预锻件放到冲孔模具上进行冲孔,冲掉预锻件的一部分内孔连皮;
[0014] (6)将冲孔件放入终锻模具中进行终锻,终锻工步形成齿部。
[0015] 整个加工过程中,各工序之间的衔接应该尽可能紧凑,使得终锻结束后,齿轮的温度仍然在相变温度以上,从而减少残留的内应力。
[0016] 所述预锻模具、冲孔模具、终锻模具在加工前需要进行预热,预热温度为150 0C -200。。。
[0017] 所述预锻模具、终锻模具在设计时要对模具及坯料的变形和热膨胀做出补偿,以保证锻出的齿轮满足精度要求。
[0018] 所述冲孔件带有上、下台阶孔,以便于终锻工序中的锻前坯料定位和锻后锻件顶出,中间的通孔能够形成终锻工序的中心分流,从而降低模具应力,延长模具寿命。
[0019] 所述终锻模具为闭式,以保证良好的材料充填,并减小由于飞边带来的过多的材料消耗,提高材料利用率。
[0020] 终锻模齿形凹模在上,终锻结束后,终锻件在蝶形弹簧作用下向下脱模,并且由于惯性相对齿形凹模作微小旋转,从而避免脱模过程中损伤已成形齿面和齿形凹模。
[0021] 本发明的有益效果:(1)坯料制备简单,工艺流程简单、高效,适合大规模生产。
(2)材料利用率高,成本低。(3)模具结构简单,能降低模具所受应力和受热,延长模具的使用寿命。(4)能有效的脱模,不损伤齿轮的齿面。(5)成形的齿轮内部组织流线连续,力学性能好,使用寿命长。
附图说明
[0022] 图1为从动螺旋锥齿轮剖视图。
[0023] 图2为从动螺旋锥齿轮三维结构图。
[0024] 图3为从动螺旋锥齿轮热精锻工艺流程图;
[0025] 其中,a-下料,b-镦粗,C-预锻,d-冲孔,e-终锻。
[0026]图4为终锻模具开模状态示意图;
[0027] 其中,41-弹簧挡圈,42-齿形凹模,43-碟形弹簧,44-模壳,45-上顶杆,46-冲孔后的预锻件,47-下顶块,48-下模,49-顶杆。
[0028] 图5为终锻模具闭合状态示意图;
[0029] 其中,51-终锻件。
具体实施方式
[0030] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
[0031] 实施例1
[0032] 一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮(图1、图2)精密热锻的方法,按照如下步骤进行:
[0033] (I)首先设计锻件各成形工步的形状,基于体积相等原则计算出棒料的尺寸,保证合适的高径比,然后车制圆柱形棒料(图3a),可以先将坯料表面的氧化皮车掉以提高下料精度。
[0034] (2)将车好的棒料加热到1100-1200°C,取出置于压力机下进行镦粗,镦粗成圆饼状的镦粗件(图3b)。
[0035] (3)将镦粗件放入预锻模具中,锻成上、下带盲孔的预锻件(图3c),预锻件为环状,外形接近终锻件,不同之处在于没有齿形。
[0036] (4)将预锻件取出,放入冲孔模具进行冲孔(图3d),将内孔连皮冲掉一部分。得到的冲孔件带有上、下台阶孔,以便于终锻工序中的锻前坯料定位和锻后锻件顶出,中间的通孔能够形成终锻工序的中心分流。
[0037] (5)将冲孔件放入终锻模具中进行终锻,得到终锻件(图3e)。终锻模结构如图4、图5所示。
[0038] 终锻的操作过称为:
[0039] 如图4所示,在开模状态下,将冲孔件放到由顶杆49支撑浮起的下顶块47上,利用下顶块中间凸起部分与冲孔件下端的台阶内孔定位,这一阶段,热坯料只与下顶块的上端面接触,与模具其他部分均不接触,有利于减小模具承受热载荷的时间,提高模具寿命。
[0040] 上模下行,首先,上顶杆45先接触坯料,并在碟形弹簧43的作用下,将工件压在上顶杆和下顶块之间,随着压力机的继续下行,模壳44与下模48闭合,从而在下模、模壳、齿形凹模42、上顶杆、下顶块之间产生一个封闭的模腔,坯料在这一封闭的模腔中流动、变形,充满凹模的齿形部分,多余的材料,流向冲孔件的中间通孔部分,起到中心分流的效果,如图5所示,中心分流能够大大降低成形最后阶段模具所受的应力,提高模具使用寿命。
[0041] 之后上模上行,下顶块47在顶杆49的作用下向上浮动,终锻件51即随齿形凹模42上行,上顶杆45下端面作用在工件上端的台阶孔上,在碟形弹簧的作用下将工件向下推出模腔。这时,由于工件已经稍有冷却而收缩,将会很容易与齿形凹模以及模壳、上顶杆分离,当螺旋角较大不能垂直脱模时,终锻件会在惯性作用下相对齿形凹模作微小旋转,从而在不损伤已成形齿面和齿形凹模的情况下完成脱模。
[0042] 应控制各个工序的时间,工序衔接尽量紧凑,使得终锻结束后,锻件的温度仍然在所用材料的相变线以上。
[0043] 预锻模和终锻模设计时,要考虑坯料、模具的热膨胀和弹性变形,有针对性地做出补偿,以保证最终锻件的精度。

Claims (3)

1.一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法,其特征在于,按照如下步骤进行: (1)依据体积不变原则,计算棒料尺寸,将棒料按照计算好的尺寸锯成段,制成坯料;先将坯料表面的氧化皮车掉以提高下料精度; (2)将坯料加热到1100-1200。。; (3)将加热后的坯料放到压力机下镦粗,使之成圆饼状; (4)将镦粗件放入预锻模具上预锻,所得预锻件形状与齿轮产品外形接近,不带齿,内侧上、下端带盲孔; (5)将预锻件放到冲孔模具上进行冲孔,冲掉预锻件的一部分内孔连皮; (6)将冲孔件放入终锻模具中进行终锻,终锻模具为闭式,齿形凹模在上,具体为: 在开模状态下,将冲孔件放到由顶杆支撑浮起的下顶块上,利用下顶块中间凸起部分与冲孔件下端的台阶内孔定位,这一阶段,冲孔件只与下顶块的上端面接触,与模具其他部分均不接触; 上模下行,首先,上顶杆先接触坯料,并在碟形弹簧的作用下,将工件压在上顶杆和下顶块之间,随着压力机的继续下行,模壳与下模闭合,从而在下模、模壳、齿形凹模、上顶杆、下顶块之间产生一个封闭的模腔,坯料在这一封闭的模腔中流动、变形,充满凹模的齿形部分,多余的材料,流向冲孔件的中间通孔部分,起到中心分流的效果; 之后上模上行,下顶块在顶杆的作用下向上浮动,终锻件即随齿形凹模上行,上顶杆下端面作用在工件上端的台阶孔上,在碟形弹簧和惯性作用下向下旋转脱模,将工件向下推出模腔,从而避免脱模过程中损伤已成形齿面和齿形凹模; 冲孔件带有上、下台阶孔,以便于终锻工序中的锻前坯料定位和锻后锻件顶出,中间的通孔能够形成终锻工序的中心分流,从而降低模具应力,延长模具寿命; 控制各个工序的时间,使得终锻结束后,锻件的温度仍在所用材料的相变线以上。
2.根据权利要求1所述一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法,其特征在于,所述预锻模具、冲孔模具、终锻模具在加工前需要进行预热,预热温度为150°C -200°C。
3.根据权利要求1所述一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法,其特征在于,所述预锻模具、终锻模具在设计时要对模具及坯料的变形和热膨胀做出补偿,以保证锻出的齿轮满足精度要求。
CN201210041302.4A 2012-02-21 2012-02-21 一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法 Expired - Fee Related CN102581208B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210041302.4A CN102581208B (zh) 2012-02-21 2012-02-21 一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210041302.4A CN102581208B (zh) 2012-02-21 2012-02-21 一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102581208A CN102581208A (zh) 2012-07-18
CN102581208B true CN102581208B (zh) 2015-05-20

Family

ID=46470751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210041302.4A Expired - Fee Related CN102581208B (zh) 2012-02-21 2012-02-21 一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102581208B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103846388A (zh) * 2014-03-03 2014-06-11 常州市武进前黄红旗空调配件有限公司 一种驱动链轮成型制造方法
CN105215629A (zh) * 2014-07-02 2016-01-06 西安航空动力股份有限公司 一种薄筋带中间孔的复杂不锈钢模锻件的锻造方法
CN104384877A (zh) * 2014-11-13 2015-03-04 四川省雅安市羌江机械有限责任公司 一种后桥圆锥被动齿轮的加工工艺
CN104815936A (zh) * 2015-04-24 2015-08-05 江西景航航空锻铸有限公司 高筋条、薄腹板类叉形件锻造成型方法及专用模具
CN105081179B (zh) * 2015-09-28 2017-10-31 四川联茂机械制造有限公司 啮合套空心管加工工艺及加工模具
CN105964872A (zh) * 2016-07-19 2016-09-28 苏州誉衡昌精密机械有限公司 一种圆环类产品的锻造工艺
CN106271470A (zh) * 2016-08-02 2017-01-04 盐城市鑫海机械有限公司 一种平衡轴齿轮的加工方法
CN107020484B (zh) * 2017-04-18 2019-01-01 汉德车桥(株洲)齿轮有限公司 一种三联齿的制造方法
CN106964733B (zh) * 2017-05-27 2019-04-19 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司 环状异形锻件制造方法
CN110216232A (zh) * 2018-03-01 2019-09-10 上海汽车变速器有限公司 先冲孔后成形结合齿的整体式结合齿齿轮锻造工艺
CN109848664A (zh) * 2019-02-22 2019-06-07 武汉理工大学 一种汽车后桥从动齿轮坯锻件成形方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101480691A (zh) * 2009-01-08 2009-07-15 上海交通大学 镁合金直齿锥齿轮热锻方法
CN101780515A (zh) * 2009-12-23 2010-07-21 青岛三星精锻齿轮有限公司 精密锻造双驱动桥三联齿轮工艺
JP2010234410A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Sato Neji Seisakusho:Kk 傾斜歯筋歯車の鍛造装置
CN101927309A (zh) * 2010-08-03 2010-12-29 北京机电研究所 一种螺旋伞齿轮精密塑性成形制造工艺
CN102166610A (zh) * 2010-02-25 2011-08-31 蒋永宋 用热锻加工驱动桥半轴齿轮的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4942214B2 (ja) * 2008-05-30 2012-05-30 武蔵精密工業株式会社 傘歯車の鍛造成形方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101480691A (zh) * 2009-01-08 2009-07-15 上海交通大学 镁合金直齿锥齿轮热锻方法
JP2010234410A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Sato Neji Seisakusho:Kk 傾斜歯筋歯車の鍛造装置
CN101780515A (zh) * 2009-12-23 2010-07-21 青岛三星精锻齿轮有限公司 精密锻造双驱动桥三联齿轮工艺
CN102166610A (zh) * 2010-02-25 2011-08-31 蒋永宋 用热锻加工驱动桥半轴齿轮的方法
CN101927309A (zh) * 2010-08-03 2010-12-29 北京机电研究所 一种螺旋伞齿轮精密塑性成形制造工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN102581208A (zh) 2012-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102581208B (zh) 一种汽车后桥从动螺旋锥齿轮精密热锻的方法
CN101972835B (zh) 转向节闭式锻造工艺
CN100467157C (zh) 一种汽车后轴支架的锻造新工艺
CN102189373B (zh) 一种整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺及制备的齿轮轴
CN102513498A (zh) 一种汽车被动螺旋锥齿轮精密锻造方法
CN102240763A (zh) 中重型汽车突缘模锻工艺及其冲孔校正复合模具
CN102489978A (zh) 大模数高厚度直齿圆柱齿轮热冷复合精锻成形方法
CN102653046A (zh) 高性能越野改装车轮毂的制造方法
CN102172734B (zh) 汽车变速器齿圈辗压制坯法
CN103341741A (zh) 汽车后桥主减速器主、从动螺旋伞齿轮坯成形的复合工艺
CN101712062B (zh) 内斜齿轮或螺旋渐开线内花键塑性精密成形工艺及装置
CN202185549U (zh) 一种自由锻锤锻造带凸台的法兰类锻件的组合模具
CN104209443B (zh) 花键销轴冷镦装置及其生产工艺
CN101545440A (zh) 摩托车启动杆转头的制造方法
CN105081186A (zh) 一种汽车自动变速器输入轴组合锻造成形工艺
CN205614005U (zh) 一种双工位正向精整模具
CN103419002B (zh) 大模数高凸台伞齿轮的温冷精密成形方法
CN104384428A (zh) 一种空心齿轮轴毛坯温精锻成型方法
CN204657385U (zh) 汽车后桥从动盘齿轮毛坯热锻造的组合模
CN102179463A (zh) 汽车变速器锥毂辗压制坯法
CN103586299A (zh) 一种用于谐波减速器的高合金钢柔轮毛坯温挤压工艺
CN203791554U (zh) 一种圆柱直齿轮加工装置
CN100386166C (zh) 非晶合金精密零件一锻多件超塑性成形装置
CN102350475B (zh) 直齿圆柱齿轮的叠料冷精锻工艺
CN105436390B (zh) 一种角隅易充满的直/斜齿柱形齿轮精密成形方法及模具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150520

Termination date: 20180221

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee