CN111515638A - 重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法 - Google Patents
重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111515638A CN111515638A CN202010307458.7A CN202010307458A CN111515638A CN 111515638 A CN111515638 A CN 111515638A CN 202010307458 A CN202010307458 A CN 202010307458A CN 111515638 A CN111515638 A CN 111515638A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cold extrusion
- gear ring
- heavy
- processing method
- tooth
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
- B23P15/14—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass gear parts, e.g. gear wheels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
本发明涉及一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法。该加工方法的工艺流程为：大直径厚壁管件下料——退火——精车——高分子润滑——反挤齿形——高温回火——粗车——精车——精插滚齿形——渗碳——压淬，与现有技术相比，本发明具有以下优点：采用钢厂定制的大直径厚壁管件相比棒料热锻碾环工艺流程短，钢厂批量生产综合成本更具优势；大直径
、大模数(m＝3.5‑4.5)重载变速箱内齿圈产品齿形反挤一次成形降低齿形加工成本；齿形冷挤后采用高温回火工艺降低冷挤工艺带来的加工硬化，为后续精插滚工艺顺利实施调整材料到合适加工硬度。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车零部件制造领域，尤其是涉及一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法。
背景技术
内齿圈是汽车变速箱副箱中起传动作用的重要部件，由于内齿圈渗碳淬火后无法磨齿，故热处理前其齿形制造精度要求达到6级，此外由于其模数大、齿数多、直径大的结构特点，大批量生产中为保证生产效率一般采用拉削工艺或插滚齿工艺加工齿形。传统的插齿加工工艺虽然成本低，但由于生产效率低一般只在小批量试制时采用。采用拉削工艺的拉刀一般长度很长，价格昂贵，一旦操作不慎造成拉刀断齿则损失很大。采用插滚齿工艺需要购买高端的插滚齿机床，设备投资高昂。传统插齿工艺加工齿形工艺成本低，但生产效率低大批量生产中一般不采用；采用拉削工艺加工齿圈齿形，拉刀成本高，异常损坏代价大；采用插滚齿工艺加工齿圈齿形设备投资大，综合成本高；现行生产工艺齿圈环坯的制备工艺流程长，成本较高。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法，该加工方法主要针对专用齿轮钢材料的大直径环坯制备、内齿冷挤压及相关热处理工艺，相比热锻、碾环和插滚齿等工艺，可以降低材料成本及齿形加工成本。
本发明采用的技术方案是：一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、下料：将管件锯切至规定尺寸的管坯；
b、退火：将批量的管坯置于井式炉内，在保护气氛下完成管坯的退火处理；
c、精车、高分子润滑：退火后的管坯经喷丸处理去除氧化皮，对管坯进行车削加工后浸润高分子润滑剂处理，风干后以备挤压；
d、冷挤成型：在压力机上完成齿形的冷挤成型；
e、高温回火：冷挤成型后的内齿圈采用高温回火工艺去除冷挤内应力；
f、粗车、精车：粗车冷挤件两端面去除挤压不平整端面及未挤通下端面，以挤压内齿节圆定位精车外圆作为后续加工基准，夹外圆精车端面及内孔达图纸要求，完成热前件加工；
g、精插滚齿形：在插滚机床上夹外圆，利用专用对齿机构分度找正齿形，精插滚齿面；
h、渗碳、压淬：经渗碳、压淬处理，零件表面硬度、心部硬度、渗层深度达到渗碳零件技术要求。
作为优选，步骤a中，管件为从钢厂定制专用齿轮钢材料的大直径厚壁管件，管件采用高速带锯锯切至规定尺寸的管坯。
作为优选，步骤b中，通过预抽真空、通入氮气同时滴加甲醇除氧，形成保护气氛。
作为优选，步骤b中，退火处理过程中，790℃保温8～10h，降至690℃保温8～10h，再升温至790℃保温8～10h，降至690℃保温8～10h，关闭井式炉供电使炉温缓降，炉温降至500℃时取出锻坯空冷。
作为优选，步骤b中，退火处理后的坯料硬度≤130HB，金相组织为铁素体和珠光体组织，晶粒度9～10级。
作为优选，步骤d中，在1500吨压力机上完成齿形的冷挤成型，挤压过程为反挤压形式，齿形凸模、导向块与安装座通过螺钉连接为一整体成为凸模组件，凹模压配到应力圈中，挤压开始前在凹模中放入经润滑处理后的管坯，压机下行管坯在凸模组件的挤压作用下完成齿形的反挤成形，挤压到预定行程后凸模组件随压机回程，由压机顶出缸驱动顶杆并带动顶出器将冷挤件顶出凹模。
作为优选，步骤d中，经冷挤成型后的内齿圈齿面粗糙度Ra≤3.2μm，齿廓总偏差≤35μm，螺旋线总偏差≤70μm，齿距累积总偏差≤60μm，齿圈径跳≤60μm。
作为优选，步骤e中，高温回火具体做法为580℃保温4h后冷却至室温，调整材料硬度为150～200HB以利于机械加工。
作为优选，步骤f中，粗、精车后，加工件内外圆同轴度要求≤
端面跳动≤0.04mm。
作为优选，步骤g中，精插滚齿面达到6级精度要求。
本发明取得的有益效果是：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)、采用钢厂定制的大直径厚壁管件相比棒料热锻碾环工艺流程短，钢厂批量生产综合成本更具优势；
(2)、大直径
大模数(m＝3.5-4.5)重载变速箱内齿圈产品齿形反挤一次成形降低齿形加工成本；
(3)、齿形冷挤后采用高温回火工艺降低冷挤工艺带来的加工硬化，为后续精插滚工艺顺利实施调整材料到合适加工硬度。
附图说明
图1为重载汽车变速箱内齿圈结构示意图；
图2为内齿圈管坯结构示意图；
图3为内齿圈管坯挤压齿形后的结构示意图；
图4为粗、精车后的结构示意图；
图5为退火曲线图；
图6为冷挤成型模具结构示意图；
附图标记：1、上底板；2、齿形凸模；3、导向块；4、安装座；5、上垫板；6、上压圈；7、上定位圈；8、导套；9、下底板；10、应力圈；11、凹模；12、顶出器；13、顶杆；14、冷挤件；15、下垫板；16、下定位圈；17、下压圈；18、导柱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，某重载变速箱内齿圈，其材料为定制低碳合金钢，齿形精度要求为6级。采用冷挤压反挤齿形的工艺流程如图2-4所示，具体步骤如下：
a、下料：从钢厂定制专用齿轮钢材料的大直径厚壁管件，采用高速带锯锯切管件至规定的尺寸；
b、退火：将批量的管坯置于井式炉内，通过预抽真空、通入氮气同时滴加甲醇除氧，在此保护气氛下完成管坯的退火处理。图5所示为该专用齿轮钢坯料退火曲线图，790℃保温8～10h，降至690℃保温8～10h，再升温至790℃保温8～10h，降至690℃保温8～10h，关闭井式炉供电使炉温缓降，炉温降至500℃时取出锻坯空冷，经检测坯料硬度≤130HB，金相组织为铁素体+珠光体组织，晶粒度9～10级，满足冷挤压坯料要求；
c、精车、高分子润滑：退火后的管坯经喷丸处理去除氧化皮，对管坯进行车削加工后浸润高分子润滑剂处理，风干后以备挤压；
d、冷挤成型：在1500吨压力机上完成齿形冷挤成型，挤压过程为反挤压形式，模具示意图如图6所示：齿形凸模2、导向块3与安装座通过螺钉连接为一整体成为凸模组件，采用分体结构是为方便齿形模具的加工及选材；凹模11压配到应力圈10中，通过适当的预应力确保反挤过程中凹模承受巨大的挤压张力。挤压开始前在凹模11中放入经润滑处理后的管坯，压机下行管坯在凸模组件的挤压作用下完成齿形的反挤成形，挤压到预定行程后凸模组件随压机回程，由压机顶出缸驱动顶杆13并带动顶出器12将冷挤件14顶出凹模11；经冷挤成型后的内齿圈齿面粗糙度Ra≤3.2μm，齿廓总偏差≤35μm，螺旋线总偏差≤70μm，齿距累积总偏差≤60μm，齿圈径跳≤60μm；
e、高温回火：冷挤成型后的内齿圈采用高温回火工艺去除冷挤内应力；具体做法为580℃保温4h后冷却至室温，调整材料硬度为150-200HB以利于机械加工；
f、粗车、精车：粗车冷挤件两端面去除挤压不平整端面及未挤通下端面，以挤压内齿节圆定位精车外圆作为后续加工基准，夹外圆精车端面及内孔，内外圆同轴度要求
端面跳动≤0.04mm，完成热前件加工；
g、精插滚齿形：在插滚机床上夹外圆，利用专用对齿机构分度找正齿形，精插滚齿面达到6级精度要求；
h、渗碳、压淬：经渗碳、压淬处理，零件表面硬度、心部硬度、渗层深度达到渗碳零件技术要求。
本发明具有以下特点：
(1)钢厂定制大直径厚壁管件，替代棒料热锻碾环制坯工艺；
(2)专用齿轮低碳合金钢坯料退火工艺；
(3)内齿圈零件齿形反挤一次成型冷挤压工艺；
(4)内齿圈零件冷挤压齿形模具结构设计。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、下料：将管件锯切至规定尺寸的管坯；
b、退火：将批量的管坯置于井式炉内，在保护气氛下完成管坯的退火处理；
c、精车、高分子润滑：退火后的管坯经喷丸处理去除氧化皮，对管坯进行车削加工后浸润高分子润滑剂处理，风干后以备挤压；
d、冷挤成型：在压力机上完成齿形的冷挤成型；
e、高温回火：冷挤成型后的内齿圈采用高温回火工艺去除冷挤内应力；
f、粗车、精车：粗车冷挤件两端面去除挤压不平整端面及未挤通下端面，以挤压内齿节圆定位精车外圆作为后续加工基准，夹外圆精车端面及内孔达图纸要求，完成热前件加工；
g、精插滚齿形：在插滚机床上夹外圆，利用专用对齿机构分度找正齿形，精插滚齿面；
h、渗碳、压淬：经渗碳、压淬处理，零件表面硬度、心部硬度、渗层深度达到渗碳零件技术要求。
2.根据权利要求1所述的重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法，其特征在于：步骤a中，管件为从钢厂定制专用齿轮钢材料的大直径厚壁管件，管件采用高速带锯锯切至规定尺寸的管坯。
3.根据权利要求1所述的重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法，其特征在于：步骤b中，通过预抽真空、通入氮气同时滴加甲醇除氧，形成保护气氛。
4.根据权利要求1所述的重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法，其特征在于：步骤b中，退火处理过程中，790℃保温8～10h，降至690℃保温8～10h，再升温至790℃保温8～10h，降至690℃保温8～10h，关闭井式炉供电使炉温缓降，炉温降至500℃时取出锻坯空冷。
5.根据权利要求4所述的重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法，其特征在于：步骤b中，退火处理后的坯料硬度≤130HB，金相组织为铁素体和珠光体组织，晶粒度9～10级。
6.根据权利要求1所述的重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法，其特征在于：步骤d中，在1500吨压力机上完成齿形的冷挤成型，挤压过程为反挤压形式，齿形凸模、导向块与安装座通过螺钉连接为一整体成为凸模组件，凹模压配到应力圈中，挤压开始前在凹模中放入经润滑处理后的管坯，压机下行管坯在凸模组件的挤压作用下完成齿形的反挤成形，挤压到预定行程后凸模组件随压机回程，由压机顶出缸驱动顶杆并带动顶出器将冷挤件顶出凹模。
7.根据权利要求1所述的重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法，其特征在于：步骤d中，经冷挤成型后的内齿圈齿面粗糙度Ra≤3.2μm，齿廓总偏差≤35μm，螺旋线总偏差≤70μm，齿距累积总偏差≤60μm，齿圈径跳≤60μm。
8.根据权利要求1所述的重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法，其特征在于：步骤e中，高温回火具体做法为580℃保温4h后冷却至室温，调整材料硬度为150～200HB以利于机械加工。
9.根据权利要求1所述的重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法，其特征在于：步骤f中，粗、精车后，加工件内外圆同轴度要求
端面跳动≤0.04mm。
10.根据权利要求1所述的重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法，其特征在于：步骤g中，精插滚齿面达到6级精度要求。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010307458.7A CN111515638A (zh) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010307458.7A CN111515638A (zh) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111515638A true CN111515638A (zh) | 2020-08-11 |
Family
ID=71902138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010307458.7A Pending CN111515638A (zh) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111515638A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101804546A (zh) * | 2010-03-22 | 2010-08-18 | 重庆创精温锻成型有限公司 | 汽车变速箱换档齿制作方法 |
| CN102042383A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-05-04 | 重庆巨泰机械有限公司 | 一种行星轮及其加工工艺 |
| CN104646975A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-05-27 | 湖南中联重科车桥有限公司 | 轮边减速器齿圈及其制造方法 |
| CN105014077A (zh) * | 2014-04-17 | 2015-11-04 | 东睦新材料集团股份有限公司 | 粉末冶金齿轮、链轮的制备方法 |
| CN105382507A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-03-09 | 韶能集团韶关宏大齿轮有限公司 | 冷挤压摆线齿轮非对称应力的消除方法 |
| CN109551190A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-02 | 江苏保捷锻压有限公司 | 一种台阶型齿圈的加工工艺 |
| CN110202328A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-09-06 | 东风商用车有限公司 | 一种重载汽车变速箱行星轮太阳轮冷挤压工艺 |
-
2020
- 2020-04-17 CN CN202010307458.7A patent/CN111515638A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101804546A (zh) * | 2010-03-22 | 2010-08-18 | 重庆创精温锻成型有限公司 | 汽车变速箱换档齿制作方法 |
| CN102042383A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-05-04 | 重庆巨泰机械有限公司 | 一种行星轮及其加工工艺 |
| CN105014077A (zh) * | 2014-04-17 | 2015-11-04 | 东睦新材料集团股份有限公司 | 粉末冶金齿轮、链轮的制备方法 |
| CN104646975A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-05-27 | 湖南中联重科车桥有限公司 | 轮边减速器齿圈及其制造方法 |
| CN105382507A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-03-09 | 韶能集团韶关宏大齿轮有限公司 | 冷挤压摆线齿轮非对称应力的消除方法 |
| CN109551190A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-02 | 江苏保捷锻压有限公司 | 一种台阶型齿圈的加工工艺 |
| CN110202328A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-09-06 | 东风商用车有限公司 | 一种重载汽车变速箱行星轮太阳轮冷挤压工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3249345B2 (ja) | 傘歯車の製造方法 | |
| US3927450A (en) | Method of manufacturing hollow, circular-shaped workpieces | |
| KR100572346B1 (ko) | 강 롤링 베어링의 링 제조 방법 | |
| CN102019335B (zh) | 调质结构钢的冷锻加工方法 | |
| CN102350622B (zh) | 一种油泵直齿齿轮的生产工艺 | |
| Kudo | Towards net-shape forming | |
| CN104668907A (zh) | 一种大型弹簧片的加工工艺 | |
| CN111468905A (zh) | 一种薄壁内花键轴拉齿工艺 | |
| CN101368594B (zh) | 微小型直线轴承及其制造方法 | |
| CN1337284A (zh) | 汽车变速箱结合齿齿坯制作工艺 | |
| CN113801982B (zh) | 一种大直径薄弧板渗碳齿轮的压淬模具及工艺 | |
| CN108311622A (zh) | 汽车发动机内真空发生器转子成型方法 | |
| CN111515638A (zh) | 重载汽车变速箱内齿圈冷挤压加工方法 | |
| CN207547509U (zh) | 一种冷锻挤压凹模 | |
| CN110614481A (zh) | 一种导轨的加工工艺 | |
| CN114193094B (zh) | 一种超高精主轴的加工工艺 | |
| US7093526B2 (en) | Forming die apparatus | |
| CN105710619B (zh) | 一种摆线齿轮低成本高效加工方法 | |
| KR20100121841A (ko) | 원웨이 클러치용 아웃터레이스의 제조방법 | |
| CN114193083B (zh) | 一种适用于内外齿零件旋压成形工艺的旋轮制备方法 | |
| CN111593178A (zh) | 一种高耐磨油压顶杆的加工工艺 | |
| CN107931503A (zh) | 一种冷锻挤压凹模 | |
| CN115570340B (zh) | 斜齿轮冷挤压加工工艺 | |
| CN117900780A (zh) | 一种内齿圈零件加工方法 | |
| CN117300528A (zh) | 一种一体成型轻量化空心轴及其制作工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200811 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |