CN107252830A - 一种离合器齿毂制造装置及制造方法 - Google Patents

一种离合器齿毂制造装置及制造方法 Download PDF

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胡代君
王立志
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Abstract

本发明公开了一种离合器齿毂制造装置及制造方法，所述装置包括依次同轴设置的主轴、芯模、尾顶，所述芯模一端安装在主轴上，另一端设有安装尾顶的定位轴，芯模外壁沿轴向均布外纵齿，所述芯模和尾顶间设有一工件，工件敞口的一端朝向主轴套接在芯模外壁，二者存在间隙使二者刚好能发生相对旋转，工件闭合的一端穿过定位轴并通过尾顶固定；所述工件外围设有数个滚轮，且滚轮绕轴线公转时至距离工件最近时，刚好能够挤压工件内壁填充到芯模外纵齿的齿底。本发明实现内外均带纵齿离合器齿毂的加工制造，成形效率和成形精度高、模具使用寿命长，而且成形后齿形已达到使用状态，无需再加工，材料利用率高。

Description

一种离合器齿毂制造装置及制造方法
技术领域
本发明涉及一种齿毂制造装置及方法，尤其涉及一种离合器齿毂制造装置及制造方法。
背景技术
国内汽车工业经历几年连续高速井喷式发展后，已步入相对稳定期，目前产销规模每年都超过2000万辆。庞大的汽车市场对变速箱离合器也需求巨大。变速箱离合器由离合器齿毂、摩擦片、钢片等组成，通过摩擦片的压紧与松开实现扭矩的接通与断开。离合器齿毂是离合器中的核心零件之一，离合器齿毂与摩擦片通常通过齿形互相咬合。离合器齿毂通常带有内纵齿、外纵齿或内外均带纵齿。离合器齿毂的齿形一般通过切削加工或锻造挤压成型两种方式。切削加工由滚齿、拉削等方式，加工效率和材料利用率较低，材料纤维流线被切断，抗疲劳冲击性能较弱，而且无法实现非贯通齿的加工。锻造挤压成型对设备吨位要求高，通常需要对坯料进行加热，能耗高。另外锻造挤压成型模具所承受的挤压强度高，使用寿命较短。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，无需对坯料加热，能耗低、成形效率和成形精度高、模具使用寿命长，而且成形后齿形已达到使用状态，无需再机加，材料利用率高的一种离合器齿毂制造装置及方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种离合器齿毂制造装置，包括依次同轴设置的主轴、芯模、尾顶，所述芯模一端安装在主轴上，另一端设有安装尾顶的定位轴，芯模外壁沿轴向均布外纵齿，所述芯模和尾顶间设有一工件，所述工件为一端敞口、一端闭合的的空心筒体，闭合的一端设有一能穿过定位轴的通孔，所述工件敞口的一端朝向主轴套接在芯模外壁，二者存在间隙使二者刚好能发生相对旋转，工件闭合的一端穿过定位轴并通过尾顶固定；
所述工件外围设有数个滚轮，所述滚轮外型面与需加工离合器齿毂外型面匹配，所述滚轮分别沿一轴线公转，所述轴线与主轴平行，且滚轮绕轴线公转时至距离工件最近时，刚好能够挤压工件内壁填充到芯模外纵齿的齿底；
所述滚轮、主轴均连接一控制器，由控制器控制转动。
作为优选：所述间隙为0.02mm～0.06mm。
作为优选：所述滚轮绕轴线公转时至距离工件最近时，刚好能够挤压工件内壁填充到芯模外纵齿的齿底，具体为：其公转半径r1＝d-r3-r2；
其中，公转中心线与主轴回转中心线的距离为d，离合器齿毂所需的外纵齿小径半径为r3，滚轮半径为半径r2。
作为优选：包括以下步骤：
(1)根据需要加工的离合器齿毂需要，选择匹配的芯模和滚轮，所述芯模外纵齿与成品离合器齿毂内齿匹配，滚轮外型面与成品离合器齿毂外齿匹配；
(2)在主轴上依次安装芯模、工件、尾顶，所述工件与芯模存在间隙，所述尾顶压紧工件，使工件能与芯模保持同步转动，在工件外围安装滚轮，安装满足滚轮的公转半径r1＝d-r3-r2，其中，公转中心线与主轴回转中心线的距离为d，离合器齿毂所需的外纵齿小径半径为r3，滚轮半径为半径r2，所述滚轮分别沿各自公转的转轴做回转运动；
(3)控制器控制主轴和滚轮旋转，其中离合器齿毂的齿数为z，主轴带动芯模每次转动一个角度α＝360°/z，滚轮公转一圈的时间与芯模转动一个角度α的时间相同，且芯模转动一个角度α后，滚轮正好转动到距离工件最近处，挤压工件变形，使其内壁贴合到芯模的外纵齿，并在工件外壁形成齿形，重复上述步骤，直至在工件外壁挤压完一个圆周；
(4)滚轮沿公转的转轴方向，向靠近主轴处进给一次，重复步骤(3)，直至挤压出全部齿形。
作为优选：步骤(2)中，所述间隙为0.02mm～0.06mm
作为优选：步骤(4)中，所述进给距离为1～5mm。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)可以提高内外均带纵齿的复杂离合器齿毂加工效率。本发明通过滚轮高频击打工件，使工件材料变形并填充到芯模外纵齿形成的凹槽中，同时在工件外圆周形成齿槽，获得离合器齿毂所需的齿形。通常一个离合器齿毂仅需 40～80秒即可成形，相比传统锻压多次换模，效率提高一倍以上。
(2)该发明采用逐点挤压的方式生产内外均带纵齿离合器齿毂，通过滚轮逐点高频击打工件，相比传统锻压多次换模、多个工位的加工方式，工位的减少带来的设备减少的效果非常明显。
综上，本发明涉及一种采用逐点冷挤压成形的工艺方法及其装置，实现内外均带纵齿离合器齿毂的加工制造，成形效率和成形精度高、模具使用寿命长，而且成形后齿形已达到使用状态，无需再加工，材料利用率高，是变速箱离合器齿毂制造的高效加工工艺。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明零部件相对位置关系图；
图3为图1中B-B剖视图；
图4为图3的C局部放大图。
图中：1、主轴；2、芯模；3、工件；4、滚轮；5、尾顶。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：参见图1到图4，一种离合器齿毂制造装置，包括依次同轴设置的主轴1、芯模2、尾顶5，所述芯模2一端安装在主轴1上，另一端设有安装尾顶5的定位轴，芯模2外壁沿轴向均布外纵齿，所述芯模2和尾顶5间设有一工件3，所述工件3为一端敞口、一端闭合的的空心筒体，闭合的一端设有一能穿过定位轴的通孔，所述工件3敞口的一端朝向主轴1套接在芯模2外壁，二者存在间隙使二者刚好能发生相对旋转，工件3闭合的一端穿过定位轴并通过尾顶5固定；
所述工件3外围设有数个滚轮4，所述滚轮4外型面与需加工离合器齿毂外型面匹配，所述滚轮4分别沿一轴线公转，所述轴线与主轴1平行，且滚轮 4绕轴线公转时至距离工件3最近时，刚好能够挤压工件3内壁填充到芯模2 外纵齿的齿底；
所述滚轮4、主轴1均连接一控制器，由控制器控制转动。
本实施例中：所述间隙为0.02mm～0.06mm，所述滚轮4绕轴线公转时至距离工件3最近时，刚好能够挤压工件3内壁填充到芯模2外纵齿的齿底，具体为：其公转半径r1＝d-r3-r2；其中，公转中心线与主轴1回转中心线的距离为 d，离合器齿毂所需的外纵齿小径半径为r3，滚轮4半径为半径r2.
一种离合器齿毂制造装置的制造方法，包括以下步骤：
(1)根据需要加工的离合器齿毂需要，选择匹配的芯模2和滚轮4，所述芯模2外纵齿与成品离合器齿毂内齿匹配，滚轮4外型面与成品离合器齿毂外齿匹配；
(2)在主轴1上依次安装芯模2、工件3、尾顶5，所述工件3与芯模2 存在间隙，所述尾顶5压紧工件3，使工件3能与芯模2保持同步转动，在工件3外围安装滚轮4，安装满足滚轮4的公转半径r1＝d-r3-r2，其中，公转中心线与主轴1回转中心线的距离为d，离合器齿毂所需的外纵齿小径半径为r3，滚轮4半径为半径r2，所述滚轮4分别沿各自公转的转轴做回转运动；
(3)控制器控制主轴1和滚轮4旋转，其中离合器齿毂的齿数为z，主轴 1带动芯模2每次转动一个角度α＝360°/z，滚轮4公转一圈的时间与芯模2 转动一个角度α的时间相同，且芯模2转动一个角度α后，滚轮4正好转动到距离工件3最近处，挤压工件3变形，使其内壁贴合到芯模2的外纵齿，并在工件3外壁形成齿形，重复上述步骤，直至在工件3外壁挤压完一个圆周；
(4)滚轮4沿公转的转轴方向，向靠近主轴1处进给一次，重复步骤(3)，直至挤压出全部齿形。
本实施例中：步骤(2)中，所述间隙为0.02mm～0.06mm，步骤(4)中，所述进给距离为1～5mm。
为了便于说明，本实施例中，我们设主轴1的转轴为A，两个滚轮4公转的转轴分别为A1、A2；步骤(2)中，所述间隙为0.02mm～0.06mm；步骤(4) 中，所述进给距离为1～5mm。
本发明中，利用芯模2提供需加工离合器齿毂的内齿型面，利用滚轮4提供需加工离合器齿毂的外齿型面，结合控制器控制主轴1、滚轮4的转动时间和转动方向，从而使滚轮4高频击打工件3时，在工件3内、外同时形成离合器齿毂所需的齿形。通常一个离合器齿毂仅需40～80秒即可成形，相比传统锻压多次换模，效率提高一倍以上。
本发明先在工件3上加工一个圆周，然后纵向进行，最终形成带外纵齿、内纵齿的复杂离合器齿毂。
以长征机械厂特定的离合器齿毂为例，采用锻造挤压加工需五套模具，以五台设备在五个工位上流水线生产，含装料、卸料时间工序节拍为12秒，五个工位总时间为60秒左右，而采用本发明后，含装料、卸料的总加工时间为 50秒左右，效率提高近20％。

Claims (6)

1.一种离合器齿毂制造装置，包括依次同轴设置的主轴、芯模、尾顶，所述芯模一端安装在主轴上，另一端设有安装尾顶的定位轴，芯模外壁沿轴向均布外纵齿，其特征在于：所述芯模和尾顶间设有一工件，所述工件为一端敞口、一端闭合的的空心筒体，闭合的一端设有一能穿过定位轴的通孔，所述工件敞口的一端朝向主轴套接在芯模外壁，二者存在间隙使二者刚好能发生相对旋转，工件闭合的一端穿过定位轴并通过尾顶固定；
所述工件外围设有数个滚轮，所述滚轮外型面与需加工离合器齿毂外型面匹配，所述滚轮分别沿一轴线公转，所述轴线与主轴平行，且滚轮绕轴线公转时至距离工件最近时，刚好能够挤压工件内壁填充到芯模外纵齿的齿底；
所述滚轮、主轴均连接一控制器，由控制器控制转动。
2.根据权利要求1所述的一种离合器齿毂制造装置，其特征在于：所述间隙为0.02mm～0.06mm。
3.根据权利要求1所述的一种离合器齿毂制造装置，其特征在于：所述滚轮绕轴线公转时至距离工件最近时，刚好能够挤压工件内壁填充到芯模外纵齿的齿底，具体为：其公转半径r1=d-r3-r2；
其中，公转中心线与主轴回转中心线的距离为d，离合器齿毂所需的外纵齿小径半径为r3，滚轮半径为半径r2。
4.根据权利要求1所述的一种离合器齿毂制造装置的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)根据需要加工的离合器齿毂需要，选择匹配的芯模和滚轮，所述芯模外纵齿与成品离合器齿毂内齿匹配，滚轮外型面与成品离合器齿毂外齿匹配；
(2)在主轴上依次安装芯模、工件、尾顶，所述工件与芯模存在间隙，所述尾顶压紧工件，使工件能与芯模保持同步转动，在工件外围安装滚轮，安装满足滚轮的公转半径r1=d-r3-r2，其中，公转中心线与主轴回转中心线的距离为d，离合器齿毂所需的外纵齿小径半径为r3，滚轮半径为半径r2，所述滚轮分别沿各自公转的转轴做回转运动；
(3)控制器控制主轴和滚轮旋转，其中离合器齿毂的齿数为z，主轴带动芯模每次转动一个角度α=360°/z，滚轮公转一圈的时间与芯模转动一个角度α的时间相同，且芯模转动一个角度α后，滚轮正好转动到距离工件最近处，挤压工件变形，使其内壁贴合到芯模的外纵齿，并在工件外壁形成齿形，重复上述步骤，直至在工件外壁挤压完一个圆周；
(4)滚轮沿公转的转轴方向，向靠近主轴处进给一次，重复步骤(3)，直至挤压出全部齿形。
5.根据权利要求4所述的一种离合器齿毂制造装置的制造方法，其特征在于：步骤(2)中，所述间隙为0.02mm～0.06mm
6.根据权利要求4所述的一种离合器齿毂制造装置的制造方法，其特征在于：步骤(4)中，所述进给距离为1～5mm。
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