CN106964848A - 一种变速箱齿轮结合齿锁止面挤压加工方法 - Google Patents

Abstract

本专利涉及汽车变速箱齿轮制造技术领域，公开了一种变速箱结合齿锁止面挤压加工方法，第一步：根据被挤压结合齿的齿形，加工出圆盘形的刀具和夹具；第二步：将刀具安装到可调节刀具轴伸出长度的挤压刀具头上；第三步：将夹持部夹紧到车床的刀架上，并使用车床的卡盘夹住夹紧机构；第四步：将被加工的结合齿夹紧到夹紧机构上；第五步：移动刀架，使挤压刀具头上的刀具与结合齿的被挤压面相抵；第六步：启动车床，使车床的卡盘转动，移动刀架，使挤压刀具头逐渐向结合齿的转动中心移动，对结合齿进行挤压加工，直到使结合齿锁止面成型。本专利车床作为辅助手段，简化结合齿锁止面挤压加工方法，降低小批量加工结合齿锁止面的加工成本。

Description

一种变速箱齿轮结合齿锁止面挤压加工方法

技术领域

本发明涉及汽车变速箱齿轮制造技术领域。

背景技术

目前中小型汽车变速箱变换啮合齿轮时通常需要使用结合齿，汽车变速箱使用的结合齿需要在结合齿上加工出一个相对斜面，以便使结合齿在使用过程中牢牢结合，不受负载变化的影响。通常将这个相对斜面称为锁止面。

结合齿锁止面的加工方法通常是采取挤压成型、机械加工切削成型等方法。虽然锁止面的加工技术已经很成熟，但是需要专用设备和专用工装，例如挤齿机，或者数控专机以及专用夹具和刀具，甚至开发复杂的数控加工程序，因此并不适合小批量、单件试制等生产方式。现有技术中使用挤齿机对结合齿的锁止面进行挤齿加工，但挤齿机价格昂贵，其专用的设备和工装制造周期长，投资大，加工成本高。

对于如图5和图7所示的结合齿锁止面不同于常见的结合齿锁止面，常见的结合齿锁止面只存在一个端面或者两个端面，而对于图5和图7所示的结合齿锁止面为紧紧连在一起的两端锁止面，分别呈纺锤型和摇鼓型，对加工精度要求较高，加工难度大，而用现有的挤齿机不但加工效率低，而且加工成本也较高。

发明内容

本发明意在提供一种变速箱齿轮结合齿锁止面挤压加工方法，以降低小批量加工结合齿锁止面的加工成本。

本方案中的一种变速箱齿轮结合齿锁止面挤压加工方法，包括以下步骤：

第一步：根据被挤压结合齿的齿形，加工出圆盘形的刀具，再加工出专用夹具，专用夹具包括夹紧机构和挤压刀具头；

第二步：将刀具安装到挤压刀具头上，挤压刀具头包括夹持部、夹持座、刀具轴、夹紧螺母、刀具和调节螺母，夹持座固定在夹持部上，夹持座上开有轴孔，刀具轴滑动连接在轴孔中，刀具轴的长度大于轴孔的深度，刀具轴的两端均设有螺纹，夹紧螺母和调节螺母均螺纹配合在刀具轴的两端上，刀具转动连接在刀具轴上，刀具置于夹紧螺母和夹持座之间；

第三步：将夹持部夹紧到车床的刀架上，并使用车床的卡盘夹住夹紧机构；

第四步：将被加工的结合齿夹紧到夹紧机构上，保持结合齿与夹紧机构和卡盘三者同轴；

第五步：移动刀架，使挤压刀具头上的刀具与结合齿的被挤压面相抵；

第六步：启动车床，使车床的卡盘转动，移动刀架，使挤压刀具头逐渐向结合齿的转动中心移动，对结合齿进行挤压加工，直到使结合齿锁止面成型。

本方案的技术原理及有益效果为：由于为小批量生产，若采用专用的挤齿机进行生产，则难以降低生产成本。因此本方案通过制造简单的专用刀具和夹具，并以车床为辅助挤压加工工具。

本方案利用零件加工中常用到的车床作为加工的基础，将夹持部夹紧在车床的刀架上，进而将整个挤压刀具头固定在车床的刀架上。车床的卡盘转动，即可带动夹紧机构转动，夹紧机构带动结合齿转动，由于结合齿与夹紧机构和卡盘三者同轴，且刀具与结合齿相抵、相互啮合，结合齿转动的过程中带动刀具转动，再移动刀架，使挤压刀具头逐渐向结合齿的转动中心移动，对结合齿进行挤压加工，直到使结合齿锁止面成型。一个结合齿挤压完成后，松开夹紧机构，取出结合齿后，再放入一个结合齿即可再次进行挤压加工。

在挤压加工的过程中，结合齿和夹持座都将对刀具轴产生一个推力，这两个推力虽然大小相等方向相反，但方向并不重合，因此不能相抵，造成在刀具轴上刀具的一端产生一个转矩，这个转矩将造成刀具轴的端部发生径向跳动，影响刀具轴的旋转精度，进而影响挤压加工的精度，径向跳动越大，挤压加工的精度越低。刀具轴上安装刀具的一端相对于夹持座伸出的长度越长，刀具轴的跳动越大，挤压加工的精度越低，因此为了保证加工精度，需要尽量降低刀具轴上安装刀具的一端相对于夹持座伸出的长度。将夹紧螺母向远离夹持座的一端旋拧、将调节螺母向靠近夹持座旋拧，即可将刀具轴上安装刀具的一端相对于夹持座伸出的长度缩短，保证挤压加工的精度。

本方案利用机械加工中常用的车床作为结合齿锁止面挤压加工的辅助手段，结合简单的专用刀具和夹具，即可完成结合齿锁止面的小批量加工，同时刀具和夹具的制造成本低，操作简单，加工效率高，降低了生产成本；并且通过调节挤压刀具头上的刀具轴相对于夹持座伸出的长度，以提升挤压加工的精度。

上述为基础方案，作为基础方案的优化方案一： 所述夹紧机构为专用于挤压外齿的第一夹紧机构，第一夹紧机构包括工件芯轴和压紧螺母，工件芯轴一端设有轴肩，工件芯轴另一端设有与压紧螺母相配合的螺纹段，压紧螺母螺纹配合在螺纹段上。对于需要在结合齿的外周上挤压锁止面的情况，即需要挤压外齿时，先在结合齿上通过钻床、车床、铣床等设备开一个与结合齿同轴的装夹孔，装夹孔与工件芯轴配合。将结合齿通过装夹孔安装在工件芯轴上，再旋拧压紧螺母，将结合齿压紧在工件芯轴上的轴肩与压紧螺母之间，从而将结合齿夹紧。

作为基础方案的优化方案二：所述夹紧机构为专用于挤压内齿的第二夹紧机构，第二夹紧机构包括圆筒状的夹紧座、压圈和螺栓，夹紧座的一端为夹紧端，夹紧端上设有螺纹孔，螺栓与螺纹孔相配合，压圈上设有与螺栓相配合的螺孔；夹紧座的内壁上设有凸肩，凸肩距离夹紧端端面的距离小于结合齿的宽度。对于需要在结合齿的内壁上挤压锁止面的情况，即需要挤压内齿时，将结合齿放置在夹紧座的凸肩上，盖上压圈，并通过螺栓将压圈固定在夹紧座的夹紧端上，从而将结合齿夹紧在压圈与凸肩之间，而刀具穿过圆环状的压圈可与结合齿的内壁相抵而进行挤压加工。

作为基础方案的优化方案三：所述刀具轴的安装刀具的一端端面距夹紧螺母的距离为5-10mm。保证夹紧螺母不会从刀具轴上松脱的同时，尽量减少刀具轴的安装刀具的一端相对于夹持座的伸出长度，以保证挤压加工的精度。

附图说明

图1为挤压刀具头的结构示意图；

图2为挤压外齿时挤压刀具头与第一夹紧机构的相对位置图；

图3为挤压内齿时挤压刀具头与第二夹紧机构的相对位置图；

图4为需要挤压内齿的结合齿全剖视图；

图5为内齿K向展开局部视图；

图6为需要挤压外齿的结合齿全剖视图；

图7为外齿B向展开局部视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：夹持部1、夹持座2、刀具轴3、调节螺母4、顶尖5、工件芯轴6、压紧螺母7、结合齿8、拨块9、拨杆10、主轴11、夹紧螺母12、刀具13、夹紧座14、压圈15、螺栓16。

实施例1

一种变速箱结合齿8锁止面挤压加工方法，包括以下步骤：

第一步：根据被挤压结合齿8的齿形，加工出圆盘形的刀具13，再加工出专用夹具，专用夹具包括夹紧机构和挤压刀具13头，挤压刀具13头如附图1所示。

第二步：将刀具13安装到挤压刀具13头上，挤压刀具13头包括夹持部1、夹持座2、刀具轴3、夹紧螺母12、刀具13和调节螺母4，夹持座2固定在夹持部1上，夹持座2上开有轴孔，刀具轴3滑动连接在轴孔中，刀具轴3的长度大于轴孔的深度，刀具轴3的两端均设有螺纹，夹紧螺母12和调节螺母4均螺纹配合在刀具轴3的两端上，刀具13转动连接在刀具轴3上，刀具13置于夹紧螺母12和夹持座2之间；对于加工不同结合齿8锁止面的刀具13不同，刀具13的厚度也不同，因此刀具13在装夹到挤压刀具13头上后需要进行调整，同时旋拧夹紧螺母12和调节螺母4，调节刀具轴3上安装刀具13的一端相对于夹持座2伸出的长度，使得刀具轴3的安装刀具13的一端端面距夹紧螺母12的距离为10mm。

第三步：将夹持部1夹紧到车床的刀架上，并使用车床的卡盘夹住夹紧机构。

第四步：将被加工的结合齿8夹紧到夹紧机构上，保持结合齿8与夹紧机构和卡盘三者同轴，夹紧机构使用第一夹紧机构，如附图2所示：第一夹紧机构包括工件芯轴6和压紧螺母7，工件芯轴6一端设有轴肩，工件芯轴6另一端设有与压紧螺母7相配合的螺纹段，压紧螺母7螺纹配合在螺纹段上。对于需要在结合齿8的外周上挤压锁止面的情况，即需要挤压外齿，如需要加工如图6所示的结合齿8时，先在结合齿8上通过钻床、车床、铣床等设备开一个与结合齿8同轴的装夹孔，装夹孔与工件芯轴6配合。将结合齿8通过装夹孔安装在工件芯轴6上，再旋拧压紧螺母7，将结合齿8压紧在工件芯轴6上的轴肩与压紧螺母7之间，从而将结合齿8夹紧。

第五步：移动刀架，使挤压刀具13头上的刀具13与结合齿8的被挤压面相抵，刀具13与结合齿8相啮合，结合齿8转动时，驱动刀具13转动。

第六步：启动车床，使车床的卡盘转动，移动刀架，使挤压刀具13头逐渐向结合齿8的转动中心移动，对结合齿8进行挤压加工，直到使结合齿8锁止面成型并达到要求。

本实施例可快装夹需要挤压外齿锁止面的结合齿8，然后利用车床作为辅助工具对锁止面进行高效地挤压加工，并且能保证挤压加工的加工精度，保证了被加工结合齿8的质量，并且降低了加工成本。

实施例2

与实施例1的区别仅在于：第四步中，装夹装置使用第二夹紧机构，如附图3所示：第二夹紧机构包括圆筒状的夹紧座14、压圈15和螺栓16，夹紧座14的一端为夹紧端，夹紧端上设有螺纹孔，螺栓16与螺纹孔相配合，压圈15上设有与螺栓16相配合的螺孔；夹紧座14的内壁上设有凸肩，凸肩距离夹紧端端面的距离小于结合齿8的宽度。对于需要在结合齿8的内壁上挤压锁止面的情况，即需要挤压内齿时，如需要加工如图4所示的结合齿8时，将结合齿8放置在夹紧座14的凸肩上，盖上压圈15，并通过螺栓16将压圈15固定在夹紧座14的夹紧端上，从而将结合齿8夹紧在压圈15与凸肩之间，而刀具13穿过圆环状的压圈15可与结合齿8的内壁相抵而进行挤压加工。

本实施例可快装夹需要挤压内齿锁止面的结合齿8，同样利用车床作为辅助工具对锁止面进行高效地挤压加工，并且能保证挤压加工的加工精度，保证了被加工结合齿8的质量，并且降低了加工成本。

本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.一种变速箱结合齿锁止面挤压加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：根据被挤压结合齿的齿形，加工出圆盘形的刀具，再加工出专用夹具，专用夹具包括夹紧机构和挤压刀具头；

第二步：将刀具安装到挤压刀具头上，挤压刀具头包括夹持部、夹持座、刀具轴、夹紧螺母、刀具和调节螺母，夹持座固定在夹持部上，夹持座上开有轴孔，刀具轴滑动连接在轴孔中，刀具轴的长度大于轴孔的深度，刀具轴的两端均设有螺纹，夹紧螺母和调节螺母均螺纹配合在刀具轴的两端上，刀具转动连接在刀具轴上，刀具置于夹紧螺母和夹持座之间；

第三步：将夹持部夹紧到车床的刀架上，并使用车床的卡盘夹住夹紧机构；

第四步：将被加工的结合齿夹紧到夹紧机构上，保持结合齿与夹紧机构和卡盘三者同轴；

第五步：移动刀架，使挤压刀具头上的刀具与结合齿的被挤压面相抵；

第六步：启动车床，使车床的卡盘转动，移动刀架，使挤压刀具头逐渐向结合齿的转动中心移动，对结合齿进行挤压加工，直到使结合齿锁止面成型。

2.根据权利要求1所述的一种变速箱结合齿锁止面挤压加工方法，其特征在于：所述夹紧机构为专用于挤压外齿的第一夹紧机构，第一夹紧机构包括工件芯轴和压紧螺母，工件芯轴一端设有轴肩，工件芯轴另一端设有与压紧螺母相配合的螺纹段，压紧螺母螺纹配合在螺纹段上。

3.根据权利要求1所述的一种变速箱结合齿锁止面挤压加工方法，其特征在于：所述夹紧机构为专用于挤压内齿的第二夹紧机构，第二夹紧机构包括圆筒状的夹紧座、压圈和螺栓，夹紧座的一端为夹紧端，夹紧端上设有螺纹孔，螺栓与螺纹孔相配合，压圈上设有与螺栓相配合的螺孔；夹紧座的内壁上设有凸肩，凸肩距离夹紧端端面的距离小于结合齿的宽度。

4.根据权利要求1所述的一种变速箱结合齿锁止面挤压加工方法，其特征在于：所述刀具轴的安装刀具的一端端面距夹紧螺母的距离为5-10mm。