CN112453432B - 车用齿圈坯料套切方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车用齿圈坯料套切方法，该方法按下列步骤实施：下料→端面加工→装夹→车削加工→套切加工，其中的套切加工在车床上完成，首先在车床的刀架上安装定制车刀，刀刃朝向原始坯料外伸端的端面，车刀在最大径向切削位置处作轴向进刀，每次轴向进刀至已加工的凹槽处便完成一只齿圈坯料套切，同时也剩余一截长度等于已套切齿圈坯料宽度的实心棒料，依次轴向顺序套切既定数量的齿圈坯料，最后还剩余一根与原始坯料等长，直径为Φd的实心棒料。本发明简单、实施容易、投资省、易实现批量生产，而且原材料利用率高达89%以上，另外，本发明所述套切方法属于冷加工范筹，制造过程中不需要加热，既节省工时，又节约能源。
Description
技术领域
本发明属于机械零件坯料制备工艺技术领域的一项方案，具体地讲，本发涉及一种汽车零件坯料制备方法，特别是一种车用齿圈坯料套切方法。
背景技术
齿圈是机械装备中常见的一种传动构件，其结构特征是内孔直径比壁厚大许多倍，在机械制造业中通常将径厚比值大于6的套、圈类零件称之薄壁件，汽车变速箱配置的齿圈就是一种典型的薄壁圈类零件。由于汽车变速箱配置的齿圈精度要求高，传递的扭矩相对较大，故对坯料的结构强度要求较高。为了满足汽车变速箱的配套要求，本行业通常采用两种工艺方法实现坯料生产，即辗环式和钻扩孔式。生产实践证明现有技术中的辗环式工艺方法相对先进，主要优点体现在原材料利用率高、生产效率高，缺点是必须配置专用的生产线，故投资较大，所以辗环式工艺方法仅适合大批量生产应用。钻扩孔式工艺方法很简单，其优点是对生产设备要求不高，投资也很少。缺点是原材料利用率太低，生产效率差，所以该方法应用受限，仅适合非量产阶段应用。以上两项现有技术优缺点十分明显，均有进一步改进的必要性。
发明内容
本发明主要针对现有技术的不足，提出一种车用齿圈坯料套切方法，该工艺方法技术先进、工艺路径短、配套的生产设备投资少、生产效率高、制备的坯料质量好，而且原材料利用率高。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
车用齿圈坯料套切方法，其特征在于按下列步骤实施：
1.1下料
按设计尺寸切割一段选定的圆钢棒料作为原始坯料；
1.2端面加工
用车床卡盘夹持原始坯料外壁，分别车平两端面，其中一端面上设有中心孔；
1.3装夹
在车床上用卡盘夹持已平端面的原始坯料一端外壁，预置中心孔的一端外伸并用尾架顶尖支承；
1.4车削加工
完成装夹后，首先车削原始坯料外圆至待加工齿圈坯料设定的直径ΦD，接着在该外壁上沿轴向按齿圈坯料设定宽度H分段切削径向凹槽，凹槽深度等于齿圈坯料设定壁厚B；
1.5套切加工
在车床的刀架上安装定制车刀，刀刃朝向原始坯料外伸端的端面，车刀最大径向切削位置设在ΦD－（2×B）处，车刀作轴向进刀，每次轴向进刀至已加工的凹槽处便完成一只齿圈坯料套切，同时也剩余一截长度等于已套切齿圈坯料宽度H的圆柱形实心棒料，依次轴向顺序套切既定数量的齿圈坯料，最后还剩余一根与原始坯料等长，直径为Φd的实心棒料。
作为进一步改进方案，所述车床为卧式，套切加工时卡盘转速为800～1200转/分。
作为进一步改进方案，所述车刀轴向进刀速度优选值为30～50mm/分。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、套切方法实施简单，配置普通卧式车床就可实现齿圈坯料成形加工，制备成本低；
2、套切方法属于冷加工工艺，没有加热、锻压和辗环等热加工工序，生产过程既快又节能；
3、应用套切方法材料利用率高，套切齿圈坯料后留下的Φd实心棒料可另有它用。
附图说明
图1是本发明套切方法实施条件的示意图。
图2是齿圈坯料结构剖面示意图。
图3是待制齿圈成品结构剖面示意图。
具体实施方式
下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。
图1所示的车用齿圈坯料套切方法，所作实施例是制作轿车变速箱配套齿圈的坯料，该方法在图1所示的装夹条件下制作图2所示的齿圈坯料。图1所示物中包括卡盘1、原始坯料2、顶尖3和车刀4，具体套切加工按下列步骤实施：
1下料
按设计尺寸切割一段选定的圆钢棒料作为原始坯料；
2端面加工
用卧式车床卡盘1夹持原始坯料2外壁，分别车平两端面，其中一端面上设有中心孔；
3装夹
在卧式车床上用卡盘1夹持已平端面的原始坯料2一端外壁，已预置中心孔的一端外伸并用尾架顶尖3支承；
4车削加工
完成装夹后，首先车削原始坯料2外圆至待加工齿圈坯料设定的直径ΦD，接着在该外壁上沿轴向按齿圈坯料设定宽度H分段切削径向凹槽，该凹槽深度等于齿圈坯料设定壁厚B。本实施例中待加工的齿圈坯料直径ΦD＝86.2mm，宽度H＝17mm，壁厚B＝14.9mm；
1.5套切加工
在卧式车床的刀架上安装定制车刀4，刀刃朝向原始坯料2外伸端的端面，车刀4最大径向切削位置设在ΦD－（2×B）处，即在86.2－（2×14.9）＝56.4mm位置上车刀4作轴向进刀，本实施例中轴向进刀速度优选值为30mm/分，卡盘1转速优选值为800转/分。在此工况条件下，每次轴向进刀至已加工的凹槽处便完成一只齿圈坯料套切，套切一只齿圈坯料便剩余一截长度等于已套切齿圈坯料宽度H的圆柱形实心棒料。在原始坯料2上依次轴向顺序套切既定数量的齿圈坯料，最后还剩余一根与原始坯料等长，直径为Φd的实心棒料。本实施例中车刀4的套切宽度为5mm，在车刀4最大径向位置处减掉两倍套切宽度后，剩下直径为Φd＝46.4mm的圆柱形实心棒料。此尺寸的实心棒料具有使用价值，可作为其它零件的原材料。
本发明最大技术效果是原材料利用率高达89%以上，比现有技术高出30%左右。本发明的损耗仅是车削外圆、平端面和车刀套切过程产生的切屑，在得到齿圈坯料的基础上，又得到相应尺寸的实心棒料。本发明另一个技术效果是套切方法实施简便，应用常规设备即可实现生产，因此投资省，易实现批量生产。另外，套切方法属于冷加工范筹，由于制造过程中不需要加热，既节省工时又节约能源。
Claims (3)
1.一种车用齿圈坯料套切方法，其特征在于按下列步骤实施：
1.1下料
按设计尺寸切割一段选定的圆钢棒料作为原始坯料；
1.2端面加工
用车床卡盘夹持原始坯料外壁，分别车平两端面，其中一端面上设有中心孔；
1.3装夹
在车床上用卡盘夹持已平端面的原始坯料一端外壁，预置中心孔的一端外伸并用尾架顶尖支承；
1.4车削加工
完成装夹后，首先车削原始坯料外圆至待加工齿圈坯料设定的直径ΦD，接着在该外壁上沿轴向按齿圈坯料设定宽度H分段切削径向凹槽，凹槽深度等于齿圈坯料设定壁厚B；
1.5套切加工
在车床的刀架上安装定制车刀，刀刃朝向原始坯料外伸端的端面，车刀最大径向切削位置设在ΦD－（2×B）处，车刀作轴向进刀，每次轴向进刀至已加工的凹槽处便完成一只齿圈坯料套切，同时也剩余一截长度等于已套切齿圈坯料宽度H的圆柱形实心棒料，依次轴向顺序套切既定数量的齿圈坯料，最后还剩余一根与原始坯料等长，直径为Φd的实心棒料。
2.根据权利要求1所述的车用齿圈坯料套切方法，其特征在于：所述车床为卧式，套切加工时卡盘转速为800～1200转/分。
3.根据权利要求1所述的车用齿圈坯料套切方法，其特征在于：所述车刀轴向进刀速度优选值为30～50mm/分。
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