CN108672645A - 带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种惰轮成型方法，尤其是涉及一种带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法。其主要是解决现有技术所存在的惰轮是由普通齿轮和结合齿圈焊接组成，两个零件焊接成一个单位零件，此工艺加工效率低，物流繁琐，制造成本高，零件机械性能低等的技术问题。本发明的方法包括：选择原材料棒料，对棒料的表面进行磨削，经探伤后剪切成符合要求的长度进行下料；将棒料在加热装置中中频加热，然后将棒料在预锻冲压机上中进行冲压，预冲压出惰轮的形状以及倒锥齿；放入到热模锻装置中进行精锻，精锻出带齿惰轮精品，然后对带齿惰轮精品进行切边、冲孔；冷却后放入到冷挤压模具内，在液压机上冷挤压齿形，最后出带齿惰轮成品。

Description

带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法

技术领域

本发明涉及一种惰轮成型方法，尤其是涉及一种带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法。

背景技术

变速器作为汽车必须的变速装置，可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速器壳体内具有多组齿轮来传递不同的转速比，但是当汽车需要倒退时，仅仅改变转速比并不能达到汽车倒退的目的，因此，在变速器壳体内还具有一个倒挡惰轮，倒挡惰轮是两个不互相接触的传动齿轮中间起传递作用的齿轮，同时跟这两个齿轮啮合，用来改变被动齿轮的转动方向，使之与主动齿轮相同，它的作用只是改变转向并不能改变传动比。中国专利公开了一种惰轮加工方法及加工组合模具（公开号：CN107470533A），其步骤为：S1：将原材料采用数控锯床剪切成棒料，棒料的重量与成形惰轮的差别不超过 2％；S2：使用中频气氛炉将棒料加热到110℃±20℃以内，加热过程中通氮气防止棒料在炉体内氧化，然后在棒料表面涂防氧化涂层；S3：使用中频气氛炉将经S2处理的棒料进行加热，加热温度为950℃±10℃以内；在中频炉出料端采用红外测温分选，筛选出料温在950℃±10℃之内的棒料；S4：将S3所筛选出的棒料进行墩粗和热精锻成形；S5：对经S4处理后的齿坯进行冲孔；S6：对经S5处理后的齿坯进行球化退火、抛丸、清洗，并涂装金属润滑剂；S7：对经S6处理后的齿坯进行冷精整。但是这种制造工艺制造出的惰轮是由普通齿轮和结合齿圈焊接组成，两个零件焊接成一个单位零件，此工艺加工效率低，物流繁琐，制造成本高，零件机械性能低。

发明内容

本发明是提供一种带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法，其主要是解决现有技术所存在的惰轮是由普通齿轮和结合齿圈焊接组成，两个零件焊接成一个单位零件，此工艺加工效率低，物流繁琐，制造成本高，零件机械性能低等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法，其特征在于所述的方法包括：

a.选择原材料棒料，对棒料的表面进行磨削，经探伤后剪切成符合要求的长度进行下料；

b.将棒料在加热装置中中频加热至800-850℃，然后将棒料在预锻冲压机上中进行冲压，预冲压出惰轮的形状以及倒锥齿；

c.将经过预冲压的坯料放入到热模锻装置中进行精锻，精锻温度为950-1050℃，精锻出带齿惰轮精品，然后对带齿惰轮精品进行切边、冲孔；

d.带齿惰轮精品冷却后将其放入到冷挤压模具内，在液压机上冷挤压齿形，提高齿形的精度及表面粗糙度，最后出带齿惰轮成品。

本发明把普通齿轮和结合齿圈合并为一个单元零件，直接热锻成型，由冷挤压控制结合齿的精度，实现结合齿部位不产生任何机械加工，此方法提高加工效率，降低物流成本，降低制造成本，零件机械性能加强。本发明将中频加热的温度设置成800-850℃，使得其在预锻时就能将温度提高到接近精锻的温度，这样能够减少零件内部的应力变化，从而保证惰轮的内部强度。

作为优选，所述的加热装置包括有加热通道，加热通道的下部设有加热输送链，加热通道的上部连接有若干转轴，转轴上连接有若干纵向设置的电加热管，电加热管的外部设有罩壳，罩壳上开有通孔，加热通道的侧壁上分布有呈波浪形排布的电加热管。转轴转动后，电加热管能对棒料进行加热，由于电加热管在旋转，因此加热较为均匀，并且由于侧壁上分布有波浪型排布的电加热管，因此对棒料的加热是分阶段的，具有温度的细微变化，这样能够保证棒料在被加热时内部应力能够有缓冲的余地。

作为优选，所述的转轴上穿接有第一伞齿轮，第一伞齿轮啮合有第二伞齿轮，所有第二伞齿轮道路穿接在传动轴上，传动轴连接电机。电机驱动传动轴转动，通过第二伞齿轮、第一伞齿轮带动多根转轴转动。这样通过一根传动轴传动，即可带动所有转轴转动，传动效率较高。

作为优选，所述的热模锻装置包括有热模锻上模与热模锻下模，热模锻上模的下表面设有热模锻上模模腔，热模锻下模的上表面设有热模锻下模模腔，热模锻上模与热模锻下模之间穿接有导向柱，热模锻下模的外部设有热模锻下模架，热模锻下模下部设有缓冲板，缓冲板设在热模锻下模架的空腔内，并且缓冲板连接有缓冲气缸。利用热模锻下模下部的缓冲板可以在精锻时对带齿惰轮有一个第二次锻压的动作，这样倒锥齿的齿形较好。

作为优选，所述的冷挤压模具包括有冷挤压上模与冷挤压下模，冷挤压上模的倒锥齿型处设有冷却气孔，冷却气孔为锥形，其开口处设有十字型排布的喷气凸棱，冷却气孔通过喷气通道连接冷却气管，冷却气管连接在冷挤压上模的侧面，冷挤压下模的边缘设有安装槽，安装槽内设有温度检测器，温度检测器通过数控机构连接气泵，气泵连接冷却气管。冷却气孔喷气后可以对冷挤压带齿惰轮时进行降温，防止其具有细微的升温变化。开口处设置十字型排布的喷气凸棱可以对喷嘴进行精确化，这样可以对倒锥齿进行充分冷却，这样冷挤压的效果较好。温度检测器可以感应到冷挤压时的温度变化，这样可以通过数控机构控制冷却气管是否进行喷气。

作为优选，所述的棒料在加热装置中先加热到500-550℃，保温30-60分钟，然后以5℃/s的速率急速降温到400-450℃，保温15-30分钟，缓慢升温到650-700℃，保温15-30分钟，再以10℃/min的速率降温到550-600℃，保温15-30分钟，最后缓慢升温到800-850℃，保温30-60分钟。加热时经过三次加热间隔降温两次，这样不能够保证带齿惰轮在加热时温度变化不会太大，这样能够让金属的晶体组织变化幅度不会很大，防止产生内部裂纹。

作为优选，所述的精锻后的冷却在冷却机构中进行，冷却机构包括有冷却通道，冷却通道内设有冷却输送链，冷却输送链的底部设有冷却水箱，冷却水箱为三段式，其间设有隔热挡板，每一段冷却水箱内都设置有冷凝管与温度感应器，冷却输送链的上部设有冷却风扇，冷却风扇的周围设有弧形排布的活动叶片。通过水冷和风冷的结合，可以提高冷却效率，并且冷却水箱可以连接循环水管，这样吸收热量后的冷却水还能进行循环利用。每一段冷却水箱可以单独控制，温度感应器监测到温度变化后，可以通过数控机构控制冷凝管调节温度，从而保证坑却的效果。冷却风扇开启后，活动叶片能够进行摆动，这样能够对风向进行控制，从而保证冷却气流的稳定。

因此，本发明比原始工艺减少了齿部机加工和焊接工艺，优化了惰轮齿部成型工艺，提高了产品机械性能以及减少了加工工序，不仅节省了人力物力，而且提高了产品的综合性能。

附图说明

附图1是本发明加热装置的一种结构示意图；

附图2是本发明热模锻装置的一种结构示意图；

附图3是本发明冷挤压模具的一种结构示意图；

附图4是本发明冷挤压模具冷却气孔的一种结构示意图；

附图5是本发明冷却机构的一种结构示意图；

附图6是本发明带齿惰轮的一种结构示意图。

图中零部件、部位及编号：加热通道1、加热输送链2、转轴3、电加热管4、罩壳5、通孔6、第一伞齿轮7、第二伞齿轮8、传动轴9、电机10、热模锻上模11、热模锻下模12、热模锻上模模腔13、热模锻下模模腔14、导向柱15、热模锻下模架16、缓冲板17、空腔18、缓冲气缸19、冷挤压上模20、冷挤压下模21、冷却气孔22、喷气凸棱23、喷气通道24、冷却气管25、安装槽26、温度检测器27、冷却通道28、冷却输送链29、冷却水箱30、隔热挡板31冷凝管32、温度感应器33、冷却风扇34、活动叶片35、带齿惰轮36。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本例的带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法，其步骤为：

a.选择原材料棒料，对棒料的表面进行磨削，经探伤后剪切成符合要求的长度进行下料；

b.将棒料在加热装置中中频加热至850℃，如图1，加热装置包括有加热通道1，加热通道的下部设有加热输送链2，加热通道的上部连接有若干转轴3，转轴上连接有若干纵向设置的电加热管4，电加热管的外部设有罩壳5，罩壳上开有通孔6，转轴3上穿接有第一伞齿轮7，第一伞齿轮啮合有第二伞齿轮8，所有第二伞齿轮道路穿接在传动轴9上，传动轴连接电机10，加热通道的侧壁上分布有呈波浪形排布的电加热管，棒料在加热装置中先加热到550℃，保温60分钟，然后以5℃/s的速率急速降温到450℃，保温30分钟，缓慢升温到700℃，保温30分钟，再以10℃/min的速率降温到600℃，保温30分钟，最后缓慢升温到850℃，保温60分钟，然后将棒料在预锻冲压机上中进行冲压，预冲压出惰轮的形状以及倒锥齿；

c.将经过预冲压的坯料放入到热模锻装置中进行精锻，如图2，热模锻装置包括有热模锻上模11与热模锻下模12，热模锻上模的下表面设有热模锻上模模腔13，热模锻下模的上表面设有热模锻下模模腔14，热模锻上模11与热模锻下模12之间穿接有导向柱15，热模锻下模的外部设有热模锻下模架16，热模锻下模下部设有缓冲板17，缓冲板设在热模锻下模架的空腔18内，并且缓冲板连接有缓冲气缸19，精锻温度为1050℃，精锻出带齿惰轮精品，然后对带齿惰轮精品进行切边、冲孔；

d.带齿惰轮精品冷却后将其放入到冷挤压模具内，在液压机上冷挤压齿形，如图5，冷却在冷却机构中进行，冷却机构包括有冷却通道28，冷却通道内设有冷却输送链29，冷却输送链的底部设有冷却水箱30，冷却水箱为三段式，其间设有隔热挡板31，每一段冷却水箱内都设置有冷凝管32与温度感应器33，冷却输送链的上部设有冷却风扇34，冷却风扇的周围设有弧形排布的活动叶片35，如图3，冷挤压模具包括有冷挤压上模20与冷挤压下模21，冷挤压上模的倒锥齿型处设有冷却气孔22，如图4，冷却气孔为锥形，其开口处设有十字型排布的喷气凸棱23，冷却气孔通过喷气通道24连接冷却气管25，冷却气管连接在冷挤压上模的侧面，冷挤压下模的边缘设有安装槽26，安装槽内设有温度检测器27，温度检测器通过数控机构连接气泵，气泵连接冷却气管，提高齿形的精度及表面粗糙度，最后出如图6的带齿惰轮36成品。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法，其特征在于所述的方法包括：

a.选择原材料棒料，对棒料的表面进行磨削，经探伤后剪切成符合要求的长度进行下料；

b.将棒料在加热装置中中频加热至800-850℃，然后将棒料在预锻冲压机上中进行冲压，预冲压出惰轮的形状以及倒锥齿；

c.将经过预冲压的坯料放入到热模锻装置中进行精锻，精锻温度为950-1050℃，精锻出带齿惰轮精品，然后对带齿惰轮精品进行切边、冲孔；

d.带齿惰轮精品冷却后将其放入到冷挤压模具内，在液压机上冷挤压齿形，提高齿形的精度及表面粗糙度，最后出带齿惰轮成品。

2.根据权利要求1所述的带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法，其特征在于所述的加热装置包括有加热通道（1），加热通道的下部设有加热输送链（2），加热通道的上部连接有若干转轴（3），转轴上连接有若干纵向设置的电加热管（4），电加热管的外部设有罩壳（5），罩壳上开有通孔（6），加热通道的侧壁上分布有呈波浪形排布的电加热管。

3.根据权利要求2所述的带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法，其特征在于所述的转轴（3）上穿接有第一伞齿轮（7），第一伞齿轮啮合有第二伞齿轮（8），所有第二伞齿轮道路穿接在传动轴（9）上，传动轴连接电机（10）。

4.根据权利要求1所述的带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法，其特征在于所述的热模锻装置包括有热模锻上模（11）与热模锻下模（12），热模锻上模的下表面设有热模锻上模模腔（13），热模锻下模的上表面设有热模锻下模模腔（14），热模锻上模（11）与热模锻下模（12）之间穿接有导向柱（15），热模锻下模的外部设有热模锻下模架（16），热模锻下模下部设有缓冲板（17），缓冲板设在热模锻下模架的空腔（18）内，并且缓冲板连接有缓冲气缸（19）。

5.根据权利要求1所述的带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法，其特征在于所述的冷挤压模具包括有冷挤压上模（20）与冷挤压下模（21），冷挤压上模的倒锥齿型处设有冷却气孔（22），冷却气孔为锥形，其开口处设有十字型排布的喷气凸棱（23），冷却气孔通过喷气通道（24）连接冷却气管（25），冷却气管连接在冷挤压上模的侧面，冷挤压下模的边缘设有安装槽（26），安装槽内设有温度检测器（27），温度检测器通过数控机构连接气泵，气泵连接冷却气管。

6.根据权利要求1所述的带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法，其特征在于所述的棒料在加热装置中先加热到500-550℃，保温30-60分钟，然后以5℃/s的速率急速降温到400-450℃，保温15-30分钟，缓慢升温到650-700℃，保温15-30分钟，再以10℃/min的速率降温到550-600℃，保温15-30分钟，最后缓慢升温到800-850℃，保温30-60分钟。

7.根据权利要求1所述的带齿惰轮结合齿免焊接齿部一次成型方法，其特征在于所述的精锻后的冷却在冷却机构中进行，冷却机构包括有冷却通道（28），冷却通道内设有冷却输送链（29），冷却输送链的底部设有冷却水箱（30），冷却水箱为三段式，其间设有隔热挡板（31），每一段冷却水箱内都设置有冷凝管（32）与温度感应器（33），冷却输送链的上部设有冷却风扇（34），冷却风扇的周围设有弧形排布的活动叶片（35）。