CN108246917B - 一种离合器毂齿形辊压成形装置及加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种离合器毂齿形辊压成形装置及加工工艺,属于车辆制造领域。所述成形装置包括依次同轴设置的主轴、芯模与顶杆,所述主轴不仅能发生转动且能轴向进给;所述芯模外壁下端沿轴向均布齿形,其上端安装在主轴上,下端套有筒形工件,且通过顶杆作用可保证能与主轴发生同步转动;所述工件外围设有3‑4个滚轮,滚轮数目可根据齿数对应选择;所述滚轮外型面与待加工离合器毂外型面匹配,滚轮可沿与主轴垂直方向横向进给。本发明实现内外均带纵齿离合器毂的加工制造,成形装置简单、成形效率与成形精度高、灵活通用,在成形内外齿的同时保证齿形填充性,实现成形质量与效率的双重提升。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆制造领域的技术,具体是一种采用多点逐次辊压成形方法降低成形设备成本,提高离合器毂齿形成形质量与效率的辊压成形装置及加工工艺。
背景技术
变速箱离合器由离合器毂体、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,尤其是双离合器变速器或自动变速器的关键零部件之一。而离合器毂作为离合器摩擦片和钢片的支撑结构,其精度和强度的高低直接影响车辆离合器的使用性能与寿命。离合器毂体为表面积较大的复杂深筒件,其典型特点为周向均布的齿槽和局部的壁厚变化,尤其是齿形部位壁厚不均匀且存在极小圆角,整体质量要求较高。
离合器毂体零件最主要的功能区为周向齿形(尺寸参数见图1)。除了齿数、齿宽和齿高等基本元素外,齿形内外圆角的大小,即齿形在加工制造过程中的填充性,直接影响毂体与摩擦片及钢片的装配精度,进而影响整个离合器的磨损与寿命。目前,离合器毂体的加工方式有旋压工艺和冲压工艺。旋压工艺的成形效率较低,模具和成形设备昂贵,且零件表面存在较为明显的滚痕;而常规的冲压工艺虽可提高效率,但易产生齿形填充不满等缺陷,难以满足质量要求,且成形模具所承受的挤压强度高,模具寿命短。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足,针对现有离合器毂成形设备复杂、齿形填充不满和成形效率低等技术问题,提出一种离合器毂齿形辊压成形装置和加工工艺,采用多点逐次辊压技术加工离合器毂齿形,具有降低加工成本、提高成形质量与效率、通用灵活、适合多品种离合器毂生产的优势。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案,结合附图说明如下:
一种离合器毂齿形辊压成形装置,包括依次同轴设置的主轴、芯模与顶杆,所述主轴1连接一控制器,所述控制器驱动主轴1转动和轴向进给;
所述芯模2外壁下端沿轴向均布齿形,芯模2上端安装在主轴1上,下端套有筒形工件3,且通过顶杆5作用使筒形工件3与主轴1发生同步转动;
所述工件3外围设有3-4个滚轮4,滚轮4数目根据齿数对应选择。
所述滚轮4数目根据齿数对应选择的原则为:由于离合器毂加工齿数多选择能够整分360°的齿数,多以360的约数,而考虑滚轮4数目时应选择能够整分相应齿数的滚轮数,即取相应齿数的最小非1约数2或3,为保证加工稳定性,提高加工精度与效率,取滚轮4数目为3和4,即三点与四点对称辊压成形。
所述滚轮4外型面与待加工离合器毂齿外型面匹配,滚轮4在控制器的驱动下,沿与主轴1垂直方向横向进给,其转动仅靠滚轮4与工件3之间的摩擦力驱动。
一种离合器毂齿形辊压成形加工工艺,其特征在于,包括以下步骤:
1根据所要加工的离合器毂齿需要,选择相匹配的芯模2和滚轮4,所述芯模2外齿与成品离合器毂内齿匹配,滚轮4外型面与成品离合器毂外齿匹配;
2在主轴1上依次安装芯模2、工件3与顶杆5,所述顶杆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,控制器驱动滚轮4进给至加工工位,主轴1驱动工件向下运动,,挤压工件3内壁填充到芯模2外齿的齿底,滚轮4回程,主轴1带动工件3回程,完成一次加工;
3控制器控制主轴1旋转,其中离合器毂齿数为z,主轴1带动芯模2每次转动一个角度α=360°/z,与此同时,控制器再次控制滚轮4进给至加工工位,而后主轴1驱动工件3下行挤压工件3变形,重复上述步骤,直至挤压出全部齿形。
本发明与现有技术相比,具有如下作用与效果:
(1)可提高内外均带纵齿的复杂离合器毂加工效率。本发明通过滚轮挤压工件,使工件材料发生变形并填充到齿形芯模的凹槽中,同时在工件外圆周形成齿槽,获得离合器毂所需的齿形,成形效率高。
(2)可降低成形设备成本。相比旋压、冲压等昂贵的模具和成形设备以及传统剃齿、锻压等多次换模、多个工位的加工方式,该种成形方式设备简单,在降低设备成本上效果非常明显。
(3)可提高成形质量。如前所述,相比离合器毂齿形旋压和冲压加工方式,该种成形方式零件表面成形质量好,齿形填充饱满。
(4)通过更换芯模、控制主轴旋转对工件进行分度以及控制工件向下运动的距离,就可成形不同齿数、不同高度的离合器毂齿,灵活通用。
附图说明
图1为离合器毂零件形状尺寸示意图;其中:图1a为主视图;图1b为半剖视图;
图2为图1a局部放大示意图;
图3为本发明离合器毂零件立体示意图;
图4为本发明成形装置结构示意图;其中:1、主轴;2、芯模;3、工件;4、滚轮;5、顶杆;
图5为三点对称辊压B-B剖视图;其中:图5a为加工开始前B-B剖视图;图5b为加工过程中B-B剖视图;
图6为四点对称辊压B-B剖视图;其中:图6a为加工开始前B-B剖视图;图6b为加工过程中B-B剖视图;
图7(a)、(b)、(c)为整个加工过程中各零部件相对位置关系图。
图中:1.主轴,2.芯模,3.工件,4.滚轮,5.顶杆
具体实施方式
下面接合具体实施例对本发明作进一步说明。
1、如图4所示,一种离合器毂的齿形成形装置,包括依次同轴设置的主轴1、芯模2与顶杆5,所述主轴1连接一控制器,不仅能发生转动且能轴向进给;
2、所述芯模2外壁下端沿轴向均布外齿,上端安装在主轴1上,下端套有筒形工件3,且通过顶杆5作用可保证能与主轴1发生同步转动;
3、所述工件3外围设有3-4个滚轮4,滚轮4数目可根据齿数对应选择,选择原则为:为降低离合器毂齿形加工难度与保证齿形加工精度,在考虑离合器毂加工齿数时多选择能够整分360°的齿数,如12,15,18,20,24,30,36,40,45,60,72(多以360的约数)等,而加工齿形考虑滚轮4数目时应选择能够整分相应齿数的滚轮数,即取相应齿数的最小非1约数2或3,而2个滚轮数目难以保证加工效率与加工稳定性,因此取滚轮数目为3和4,即为三点与四点对称辊压成形,既能保证加工稳定性也能提高加工精度与效率;
4、所述滚轮4外型面与待加工离合器毂外型面匹配,滚轮4连接一控制器,可沿与主轴垂直方向横向进给,其转动仅靠滚轮4与工件3之间的摩擦力驱动;
本发明离合器毂加工工艺,包括以下步骤:
(1)根据所要加工的离合器毂需要,选择相匹配的芯模2和滚轮4,所述芯模2外齿与成品离合器毂内齿匹配,滚轮4外型面与成品离合器毂外齿匹配;
(2)在主轴1上依次安装芯模2、工件3与顶杆5,所述顶杆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,控制器驱动滚轮4进给至加工工位,主轴1驱动工件3向下运动,,刚好能够挤压工件3内壁填充到芯模2外齿的齿底,滚轮4回程,主轴1带动工件3回程,完成一次加工;
(3)控制器控制主轴1旋转,其中离合器毂齿数为z,主轴带动芯模2每次转动一个角度α=360°/z,与此同时,控制器控制滚轮4进给至加工工位,而后主轴1驱动工件3下行挤压工件变形,重复上述步骤,直至挤压出全部齿形。
本实施例中:步骤(1)中,在选择所需滚轮时,不仅包括选择与所待加工离合器毂外齿面相匹配的滚轮,还包括选择应安装的滚轮数目,如当离合器毂齿数为12,15,18,24,30,36,45,60,72等时,可选择滚轮数目为3;当离合器毂齿数为12,20,24,36,40,60,72等时,可选择滚轮数目为4;其中,当齿数为12,24,36,60,72等既可被3整分又可被4整分时,尽量选择四点对称辊压,以提高加工效率。
Claims (1)
1.一种离合器毂齿形辊压成形装置,包括依次同轴设置的主轴、芯模与顶杆,其特征在于:所述主轴(1)连接一控制器,所述控制器驱动主轴(1)转动和轴向进给;
所述芯模(2)外壁下端沿轴向均布齿形,芯模(2)上端安装在主轴(1)上,下端套有筒形工件(3),且通过顶杆(5)作用使筒形工件(3)与主轴(1)发生同步转动;
所述工件(3)外围设有3-4个滚轮(4),滚轮(4)数目根据齿数对应选择;
所述滚轮(4)数目根据齿数对应选择的原则为:由于离合器毂加工齿数多选择能够整分360°的齿数,多以360的约数,而考虑滚轮(4)数目时应选择能够整分相应齿数的滚轮数,为保证加工稳定性,提高加工精度与效率,取滚轮(4)数目为3或4,即三点或四点对称辊压成形;
所述滚轮(4)外型面与待加工离合器毂齿外型面匹配,滚轮(4)在控制器的驱动下,沿与主轴(1)垂直方向横向进给,其转动仅靠滚轮(4)与工件(3)之间的摩擦力驱动。
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