同步器齿环的预锻件的制作方法

本实用新型涉及同步器齿环，尤其是同步器齿环预锻后的预锻件结构。

背景技术：

汽车变速箱的钢制同步器齿环(见图1)，其作用是在汽车行驶过程中的换挡前，瞬间将输入轴与输出轴的转速达到一致，保证档位齿轮顺利啮合。同步器齿环由于其特殊的作用，因此其结构是变速箱内零件制造加工最为复杂的零件，特别是同步器齿环的齿1的加工。齿环的齿放大图如图2所示，齿顶不仅有渐开线齿形的特点，同时还有锁止面3的90-120度的锁止角及棱线2的1-3度的棱线角，因此加工难度大。

齿环齿形部位的加工，通常有三种方式——粉末冶金成形、铣削方式加工、锻造成形。由于在换挡的时候，齿环的齿形锁止面与同步器齿套的锁止面接触的瞬间，是要受到一定的冲击力的，如果齿形受到冲击折断，就会导致换挡失效。从加工的效率和加工后齿环部位的强度看，锻造成形因为生产效率高、齿形部位的金属流向完整而逐步成为齿环加工行业的首选。

同步器齿环制造的主要工艺流程：下料——碾环——锻造(预锻成型、精锻成形)——热前机加(齿环的锥形及端面)——渗碳淬火——热后机加。由于同步器齿环的主要形状都是锻造方式成形完成，特别是齿环部位，要求锻造成形后直接达到成品图纸要求的尺寸和形状，因此锻造成形就是一道关键的工序。在锻造成形工序内，包括了预锻和精锻两道工步。在预锻时，要求承担80％的变形量，精锻只承担20％的变形量，因此预锻工件的形状是否合理，就直接影响到精锻工件是否达到图纸要求的关键。

最初设计预锻工步的预锻工件是按照常规的结构设计的，预锻件示意图见图4。同步器齿环由于其结构的特点，有不少尖角部位，如齿顶细小、尖锐，不利于金属的流动，虽然可以通过对模具型腔进行抛光打磨，在锻造前喷涂石墨乳等方式来改善金属在模具型腔内的流动，但因为是热锻，条件比较恶劣，因此齿顶部分的充填不是太理想。虽然锻造成形齿环属于最佳的加工方式，但由于齿顶形状的结构特殊，导致金属在锻模型腔内的充填效果不佳，极易出现如图3所示的齿顶点(齿形上两个锁止面及棱线的交汇处)形成塌角4，导致整个产品报废。精锻后的废品始终在5-10％，锻造废品比较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在，针对现有技术对预锻件的结构进行改进，减少或降低锻造废品率。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案来实现。

本实用新型提供了一种同步器齿环的预锻件，包括齿，飞边，齿的飞边上部设置有环形台阶，所述台阶的宽度B＝齿长L+(0～1mm)，台阶高度1-1.5mm。

本实用新型通过对预锻件齿的优化，在齿上端面增设了一个环形台阶，台阶的高度的选择与齿形的模数有关，模数越大，台阶的高度取下限值，模数越小，台阶取上限值。锻造属于体积成形范畴，遵循的是“体积不变”和“最小阻力”原理，通过增加环形台阶，以及对台阶的工艺参数的控制，在预锻工步，锻压设备对预锻件实施足够的压力，迫使金属在规定的模具型腔内流动，再经过精锻工步，最终达到合格工件的塑形成形过程。克服了原有的预锻后的齿形结构不利于金属充填的缺陷，避免了在预锻的时候金属过于流失，精锻的时候没有多余的金属来填充，导致齿形充填不满而报废的症结所在。

附图说明

图1是同步器齿环示意图。

图2是完整结构的齿型示意图。

图3是有缺陷的齿型示意图。

图4是现有技术的预锻件结构示意图。

图5本实用新型的预锻件结构示意图。

图6是图5的A部放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述：

一种同步器齿环的预锻件，包括齿1，飞边6，齿的飞边上部设置有环形台阶5，所述台阶的宽度B满足如下公式，齿长L≤B≤齿长L+1mm，台阶高度H为1-1.5mm。

采用本实用新型结构的预锻件，经过每年几百万件的生产，效果很好，齿形充填不满的现象几乎没有再发生。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。