CN115740995A - 一种商用车变速箱零件的加工方法及零件结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种商用车变速箱零件的加工方法及零件结构，方法包括以下步骤：将结合齿零件与齿轮件作为整体，形成相应的一体式结构零件，经增加适当的工艺余量形成精锻件齿坯；将棒料加热进行温锻或热锻出齿坯，预留单边的冷精整量；对齿坯进行正火/球化退火、抛丸清理和表面润滑；在室温下对齿坯进行冷精整，若结合齿倒锥角大于0°，在室温下先对齿坯进行冷精整，再对结合齿部位进行冷挤倒锥。通过将结合齿类零件与齿轮件作为一个整体，采用精密塑性成形工艺成形结合齿部位，取消了插内外花键、结合齿滚齿、结合齿倒角、结合齿底部车槽、焊接和探伤等工序，大幅度的缩短了工艺流程，提升了生产线的加工效率。

Description

一种商用车变速箱零件的加工方法及零件结构

技术领域

本发明属于汽车零部件加工技术领域，涉及一种商用车变速箱零件的加工方法及零件结构。

背景技术

在重/中/轻卡、客车、工程机械等商用车领域，结合齿类产品应用广泛。结合齿的特点是具有渐开线齿形、倒锥角、倒角(对称或非对称倒角，及R形圆弧倒角)以及棱线角，其中倒锥角为0°时为直齿结合齿，大于0°时为倒锥结合齿。目前该类产品主要的使用方式有：结合齿零件和齿轮件通过内外花键连接使用；结合齿零件和齿轮件通过焊接成为一体使用；结合齿底部允许留有空刀槽，插齿加工后使用。以上方式存在的主要问题是：花键连接结构零件，需对连接处的内花键和外花键分别插齿加工、并对结合齿部位进行滚齿、倒角加工，生产流程长效率低，对产品结构限制大，进一步提升零件强度难，产品轻量化设计空间小；焊接结构零件，需对结合齿进行滚齿、倒角加工，然后和齿轮件焊接为一体并进行探伤，除加工效率低、零件强度弱、产品结构限制大外，还易出现夹砂等焊接缺陷，留下质量隐患；插齿加工的结合齿，虽然没有结构问题和质量隐患，但插齿加工时间长，很难进一步提升加工效率。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中结合齿类零件与齿轮件之间的各种连接关系会导致加工速度慢、加工工艺流程长的问题，提供一种商用车变速箱零件的加工方法及零件结构。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种商用车变速箱零件的加工方法，包括以下步骤：

将结合齿零件与齿轮件作为整体，形成相应的一体式结构零件，经增加工艺余量形成相应的精锻件齿坯；

将棒料加热进行温锻或热锻出齿坯，预留单边的冷精整量；

对齿坯进行正火/球化退火、抛丸清理和表面润滑；

在室温下对齿坯进行冷精整。

所述对齿坯结合齿部位进行冷精整后，若结合齿倒锥角大于0°，在室温下再对齿坯结合齿部位进行冷挤倒锥。

所述温锻或热锻时采用温锻压力机、热锻压力机、摩擦压力机或电动螺旋压力机。

所述冷精整采用精压机或液压机。

所述对毛坯加热进行温锻或热锻出齿坯时，将棒料加热至800℃～1230℃。

所述预留单边的冷精整量为0.1～0.2mm。

所述结合齿零件的大径小于齿轮件的小径时，将结合齿零件与齿轮件作为整体精锻成形；所述结合齿零件的大径大于齿轮件的小径时，在增加工艺余量后，单独精锻成形。

一种商用车变速箱零件结构，采用如前项任一项所述的商用车变速箱零件的加工方法。

所述一体集成的结合齿零件和齿轮件，其结合齿对应位置的径向厚度小于10mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提出了一种商用车变速箱零件的加工方法，通过将结合齿类零件与齿轮件作为一个整体，采用精密塑性成形工艺形成结合齿部位，取消了插内外花键、结合齿滚齿、结合齿倒角、结合齿底部车槽、焊接和探伤等工序，大幅度的缩短了工艺流程，提升了生产线的加工效率。

进一步的，在保证零件强度的同时，将零件的轴向和径向壁厚减小，能够有效的降低单件零件的原材料消耗。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明中精锻件齿坯轮廓结构示意图；

图2为本发明中齿坯结合齿部位在热锻、冷精整和倒锥后的状态示意图；

图3为现有技术中插齿加工的结合齿零件示意图；

图4为本发明中取消插齿工序后的结合齿零件示意图；

图5为本发明中精锻件的轴向和径向壁厚示意图；

图6为将内外花键连接的两个零件一体化设计，并精锻结合齿示意图；

图7为将焊接结构的两个零件一体化设计，并精锻结合齿示意图；

图8为R形圆弧倒角冷精锻及冷挤倒锥结合齿示意图；

图9为单独的结合齿零件参照本发明增加适当的工艺余量后精锻成形示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，为本发明中精锻件毛坯轮廓结构示意图，将结合齿零件和齿轮件集成为一体结构，采用精密塑性成形工艺精锻成形结合齿，取消了插内花键、插外花键、结合齿滚齿、结合齿倒角、结合齿底部车槽等工序。

本发明中一种商用车变速箱零件的加工方法，具体包括以下步骤；

步骤一，将结合齿零件与齿轮件作为整体，形成相应的一体式结构零件，经增加适当的工艺余量形成相应的精锻件齿坯。

步骤二，将棒料加热进行温锻或热锻出齿坯，预留单边的冷精整量。

将工艺指定尺寸的棒料加热至800℃～1230℃温锻或热锻出齿坯，此时结合齿已经基本成型，只预留单边0.1～0.2mm的冷精整量，其余部位在产品尺寸基础上留量0.5～1.0mm，对于产品中注明非加工的部位不留量。温锻或热锻时采用温锻压力机、热锻压力机、摩擦压力机或电动螺旋压力机。

步骤三，对齿坯进行正火/球化退火、抛丸清理和表面润滑。

对热锻后的齿坯进行处理，为后续的冷精整流程做好组织以及表面润滑的准备。

步骤四，在室温下对齿坯结合齿部位进行冷精整和冷挤倒锥。

在室温下对齿坯结合齿部位进行冷精整，若结合齿倒锥角大于0°，在室温下对齿坯结合齿部位先进行冷精整再冷挤倒锥。参见图2为结合齿部位在热锻、冷精整和冷挤倒锥时的变化。

本发明中温锻或热锻时采用温锻压力机、热锻压力机、摩擦压力机或电动螺旋压力机，冷精整及冷挤倒锥采用精压机、液压机等设备，产线中的生产节拍为4～6件/min，效率成倍提升，多角度全方位实现绿色加工。

参见图3和图4，分别为现有技术中插齿加工的结合齿零件示意图和本发明中取消插齿工序后的结合齿零件示意图，现有技术中通过插齿加工的结合齿零件，虽然没有结构问题和质量隐患，但插齿加工时间长，单件插齿加工时间一般1.5min～10min；底部空刀槽用切槽刀车出，用时0.5min～1.5min，费时费力，很难进一步提升加工效率。本发明的结合齿沿轴向加长至空刀槽底部，结合齿精锻成形，无需加工空刀槽，免去了插齿、倒角和切槽等工序，缩短了机加工时间。

本发明公开了一实施例为一种商用车变速箱零件结构，采用如前项所述的商用车变速箱零件的加工方法。该零件结构为一体集成的结合齿零件和齿轮件，所述结合齿零件的大径小于齿轮件的小径，参见图5，在保证零件结构强度的同时，将零件的轴向和径向厚度减小，其径向和轴向厚度均可小于10mm，降低了单件零件的原材料消耗。

本发明是针对于商用车领域的结合齿类零件，当结合齿的大径小于齿轮件的小径时，将结合齿零件与齿轮件集成为一体式结构，用精密塑性成形工艺成形结合齿部位，取消插内花键、插外花键、结合齿滚齿、结合齿倒角、结合齿底部车槽、焊接、探伤等工序，大幅缩短工艺流程，提升加工效率；由于结合齿部位及底部空刀槽均免于加工，金属流线在齿形和齿向方向完整均匀，可进一步提升强度，进而可对零件继续进行轻量化设计；无焊接工序，避免夹砂缺陷，消除质量隐患。

在前述方案的基础上，对于大径大于齿轮小径无法整体成形的结合齿零件，也可适当增加工艺余量后精锻成形，以取消滚齿和倒角工序，提升加工效率和产品性能。

本发明生产的零件，由于技术工艺难度高，特征明显，仿制难度大，能够有效的防止假冒伪劣。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种商用车变速箱零件的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

将结合齿零件与齿轮件作为整体，形成相应的一体式结构零件，经增加工艺余量形成相应的精锻件齿坯；

将棒料加热进行温锻或热锻出齿坯，预留单边的冷精整量；

对齿坯进行正火/球化退火、抛丸清理和表面润滑；

在室温下对齿坯进行冷精整。

2.如权利要求1所述的一种商用车变速箱零件的加工方法，其特征在于，所述对齿坯结合齿部位进行冷精整后，若结合齿倒锥角大于0°，在室温下再对齿坯结合齿部位进行冷挤倒锥。

3.如权利要求1所述的一种商用车变速箱零件的加工方法，其特征在于，所述温锻或热锻时采用温锻压力机、热锻压力机、摩擦压力机或电动螺旋压力机。

4.如权利要求1所述的一种商用车变速箱零件的加工方法，其特征在于，所述冷精整采用精压机或液压机。

5.如权利要求1所述的一种商用车变速箱零件的加工方法，其特征在于，所述对毛坯加热进行温锻或热锻出齿坯时，将棒料加热至800℃～1230℃。

6.如权利要求1所述的一种商用车变速箱零件的加工方法，其特征在于，所述预留单边的冷精整量为0.1～0.2mm。

7.如权利要求1所述的一种商用车变速箱零件的加工方法，其特征在于，所述结合齿零件的大径小于齿轮件的小径时，将结合齿零件与齿轮件作为整体精锻成形；所述结合齿零件的大径大于齿轮件的小径时，在增加工艺余量后，单独精锻成形。

8.一种商用车变速箱零件结构，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的商用车变速箱零件的加工方法。

9.如权利要求8所述的一种商用车变速箱零件结构，其特征在于，所述一体集成的结合齿零件和齿轮件，其结合齿对应位置的径向厚度小于10mm。

Images