专利名称：汽车变速箱倒档惰轮精锻成形工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车动力传动系统变速箱内动力传动轮的制作方法，尤其是汽车变速箱倒档惰轮的精锻成型制作方法。
背景技术：
汽车变速箱倒档惰轮是汽车变速箱中一个关键零件，起倒档时传递转矩作用。当汽车换档至倒档位时，主轴齿轮经倒档惰轮中间过渡，主轴齿通过倒档惰轮带动倒档齿轮， 传递力矩给倒档齿轮，倒档齿轮反方向转动完成汽车倒档动作。倒档惰轮在过程中要求一是平稳运转，二是防止脱档。因此，本零件齿形精度要求高，在直齿圆柱齿轮的基础上设计有倒锥，倒锥角度一般有17' -21'。现有技术中，通常采用切削加工的制作方法，切断了齿部的金属流线，使齿轮机械强度降低。齿端部导入角要达到换挡顺畅的目的，顶部棱角最好应为R0. 5以下小圆角。切削加工此棱角部位要么是小平台，要么是尖角，无法达到精锻成形小圆角的效果，换档顺畅性不好。
发明内容
本发明针对切削加工的不足之处，提供一种采用锻造成型的精锻成形倒档惰轮的制作方法。本发明的技术方案，汽车变速箱倒档惰轮精锻成形工艺方法，其步骤为
1、将原材料钢棒经无心磨磨削表面，再用涡流探伤机探伤检测表面裂纹，再剪切成符合要求的料段。2、将料段喷涂润滑剂并烘干。3、将坯料在带保护气氛的中频感应加热炉中加热至700-750° C，在温锻压力机上温锻成形预锻坯，预锻坯带有导入角和齿形。4、对预锻坯等温正火处理，然后喷砂，再对表面高分子润滑处理。5、将预锻坯在液压机上冷挤压齿形，提高齿形的精度及表面粗糙度。6、放入齿形精整模具中，冷精整导入角。7、放入倒锥模具中，冷精整倒锥角。进一步的特征是步骤5中预锻坯齿形应比最终要得到的产品齿形沿齿廓线均勻放大0.3mm，分度圆齿厚比产品齿厚大0.6mm。冷挤压齿形时，采用减径挤压法。预锻坯齿形经过冷挤压齿模，齿厚逐渐变小，齿宽逐渐延展变宽以保持体积对等。经过冷挤压后的齿形面表面粗糙度达Ra3. 2以内，齿形精度从9级提升到8级。步骤6中导入角的精整方法将预锻坯齿厚变小0. 2mm，放入精整模中，采用墩粗成形的方法来成形导入角。同时为使导入角易于充填，将预锻坯导入角角度变小10度，齿形变长2. 5mm，这样在墩粗时有利于此部位金属的流动，使充填更好。
本发明倒档惰轮的精锻成形制作方法，相对现有技术，具有以下特点
1、采用带保护气氛加热温锻的方法锻出预制坯，比热锻的齿形精度高，表面粗糙度好。 一般热锻齿轮只能达到10-11级的精度而温锻齿轮可达到9级，为后续冷挤压和冷倒锥齿形打下一个良好的预坯基础。比直接冷挤压成形所需设备吨位小，齿形充填更容易，模具所承受的单位压强显著降低，模具寿命高于直接冷挤压的模具。2、在预锻坯的基础上，把后工序分解成冷挤压齿形、冷精整导入角、冷精整倒锥角三道工序，有利于逐步提升齿形精度。减少预锻坯齿形精度所带来的“遗传”效应。预锻坯齿形精度9级，冷挤压齿形后达8级，冷精整导入角后达7级，冷精整倒锥角后达6级。如果将冷精整导入角和冷精整倒锥角合并在一个模具上一次挤压完成，虽然缩短了工艺线路， 但由于预坯精度的“遗传”效应较强，精度只能从预坯齿形精度9级提高到8级。3、比切削加工效率高，节材，节能，省时。易于达到导入角的棱角处R0. 5以下的小圆角，在换档时比切削加工顺畅。
图1是本发明涉及的倒档惰轮主视图； 图2是图1的P向局部视图3是本发明冷挤压齿形工艺简图； 图4是冷精整导入角工艺简图； 图5是冷精整倒锥角工艺简图。
具体实施例方式如图1、2、3、4中，本发明汽车变速箱倒档惰轮精锻成形工艺方法，其特征在于包括如下步骤
1、选择合适的原材料钢棒，将钢棒经无心磨磨削表面，再探伤检测表面是否有裂纹，再剪切成符合要求的料段；
2、将料段喷涂润滑剂并烘干；润滑剂及其喷涂方法、烘干方法等，都是现有技术，在此不作进一步的说明；
3、将料段(坯料)在带保护气氛的加热装置中加热至700-750°C，在温锻压力机上、在预锻模具内温锻成形预锻坯，预锻坯带有导入角和齿形；通常选用中频感应加热炉进行加热，加热温度为 710° C、715° C、720° C,725° C,730° C,735° C,740° C,745° C 等；所述的保护气氛，是向炉体内通入氮气或惰性气体等保护性气体；
4、对预锻坯等温正火处理，然后喷砂处理，再对表面高分子润滑处理。等温正火处理、 喷砂处理、高分子润滑处理都采用现有技术的工艺和材料，作为现有技术，不作进一步的而说明。5、将预锻坯放在液压机的冷挤压模具内，在液压机上冷挤压齿形，提高齿形的精度及表面粗糙度。其中预锻坯齿形应比最终要得到的产品齿形沿齿廓线均勻放大0. 2-0. 3mm,分度圆齿厚比产品齿厚大0. 4—0. 6mm。如图3、4所示，冷挤压齿形时，采用减径挤压法；冷挤压齿形前，分度圆齿厚Sl比冷挤压齿形后的分度圆齿厚大0. 4mm以上，预锻坯齿形经过冷挤压齿模，齿厚逐渐变小，齿宽逐渐延展变宽以保持体积对等。经过冷挤压后的齿形面表面粗糙度达Ra3. 2以内，齿形精度从9级提升到8级。6、将冷挤压齿形后的坯件放入齿形精整模具中，在压力机上冷精整导入角。本发明提供一种具体的导入角的精整方法经冷挤压齿形后的坯件齿厚比齿形精整模具小 0. 1—0. 28mm (冷精整导入角后，其齿厚S2比冷精整前增大，一般选取0. 2mm)，冷挤压齿形后的坯件放入齿形精整模中，采用墩粗成形的方法来成形导入角；同时为使导入角易于充填，齿形精整模具的导入角η比经冷挤压齿形后的坯件的导入角大8—12度，一般选取10 度，冷精整后齿形缩短1. 5-3. 5mm，这样在墩粗时有利于此部位金属的流动，使充填更好。 在导入角的棱角处形成R0. 5以下(小于R0. 5)的小圆角。7、将冷精整导入角后的坯件放入倒锥模具中，冷精整倒锥角，在齿形上形成满足工艺要求的倒锥角度，图中所示本产品需要17' -21'的倒锥角度。本发明的冷挤压模具、齿形精整模具、倒锥模具，都按照工艺要求制作，根据不同尺寸、型号的倒档惰轮，分别制作相应模具，满足工艺要求。
权利要求
1.汽车变速箱倒档惰轮精锻成形工艺，其特征在于包括如下步骤(1)选择合适的原材料钢棒，将钢棒经无心磨磨削表面，再探伤检测表面是否有裂纹， 再剪切成符合要求的料段；(2)将料段喷涂润滑剂并烘干；将料段在带保护气氛的加热装置中加热至700-750° C，在温锻压力机上、在预锻模具内温锻成形预锻坯，预锻坯带有导入角和齿形；(4)对预锻坯等温正火处理，然后喷砂处理，再对表面高分子润滑处理；(5)将预锻坯放在液压机的冷挤压模具内，在液压机上冷挤压齿形；将冷挤压齿形后的坯件放入齿形精整模具中，在压力机上冷精整导入角，采用墩粗成形的方法来成形导入角；(7)将冷精整导入角后的坯件放入倒锥模具中，冷精整倒锥角，在齿形上形成满足工艺要求的倒锥角度。
2.根据权利要求1所述汽车变速箱倒档惰轮精锻成形工艺，其特征在于所述步骤(5) 中，预锻坯齿形比最终要得到的产品齿形沿齿廓线均勻放大0. 2-0. 3mm，分度圆齿厚比产品齿厚大0. 2—0. 6mm。
3.根据权利要求1或2所述汽车变速箱倒档惰轮精锻成形工艺，其特征在于所述步骤(6 )中，齿形精整模具的齿形比冷挤压齿形后的坯件齿厚大0. 1—0. ^mm ；齿形精整模具的导入角Π比经冷挤压齿形后的坯件的导入角大8—12度；在导入角的棱角处形成R0. 5 以下的小圆角。
全文摘要
本发明公开了汽车变速箱倒档惰轮精锻成形工艺方法，将原材料钢棒剪切成符合要求的料段；将料段喷涂润滑剂并烘干；将坯料加热至700-750°C，在温锻压力机上温锻成带有导入角和齿形的预锻坯；对预锻坯等温正火处理、喷砂、表面高分子润滑处理；将预锻坯在液压机上冷挤压齿形；放入齿形精整模具中，冷精整导入角；放入倒锥模具中，冷精整倒锥角。本发明的方法，带保护气氛加热温锻的方法锻出预制坯，比热锻的齿形精度高，表面粗糙度好；把后工序分解成冷挤压齿形、冷精整导入角、冷精整倒锥角三道工序，有利于逐步提升齿形精度，减少预锻坯齿形精度所带来的“遗传”效应；比切削加工效率高，节材，节能，省时。
文档编号B21K1/30GK102218500SQ20111014764
公开日2011年10月19日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者冯杰, 敬勇, 胡斌, 高凤强 申请人:重庆创精温锻成型有限公司