一种高精密高强度倒挡惰轮及其锻造方法与流程

本发明涉及一种倒挡惰轮的锻造方法，尤其是涉及一种高精密高强度倒挡惰轮及其锻造方法。

背景技术：

变速器作为汽车必须的变速装置，可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速器壳体内具有多组齿轮来传递不同的转速比，但是当汽车需要倒退时，仅仅改变转速比并不能达到汽车倒退的目的，因此，在变速器壳体内还具有一个倒挡惰轮，倒挡惰轮是两个不互相接触的传动齿轮中间起传递作用的齿轮，同时跟这两个齿轮啮合，用来改变被动齿轮的转动方向，使之与主动齿轮相同，它的作用只是改变转向并不能改变传动比。中国专利公开了一种变速器倒挡惰轮结构（授权公告号：CN204784573U），包括倒挡惰轮轴和可转动地套装于该倒挡惰轮轴上的滚针轴承，以及可转动地套装在该滚针轴承上的倒挡惰轮，倒挡惰轮轴上设有直径大于滚针轴承的内圆直径、小于滚针轴承的外圆直径的环状凸台，滚针轴承共有两个，均为单排滚针轴承，分别位于环状凸台的两侧，每个滚针轴承的侧面与倒挡惰轮轴上的环状凸台的侧面之间存在间隙；倒挡惰轮轴上的环状凸台的直径大于滚针轴承的内圆直径4-4.6mm、小于滚针轴承的外圆直径0.2-0.5mm，每个滚针轴承的侧面与倒挡惰轮轴上的环状凸台的侧面之间存在的间隙为0.2-0.4mm；倒挡惰轮轴上的环状凸台的直径大于滚针轴承的内圆直径4.3mm，小于滚针轴承的外圆直径0.4mm，每个滚针轴承的侧面与倒挡惰轮轴上的环状凸台的侧面之间存在的间隙为0.3mm；还包括环状储油槽，环状储油槽位于倒挡惰轮的内孔上与倒挡惰轮轴上的环状凸台相对应处，其直径大于滚针轴承的外圆直径1-2mm；倒挡惰轮上的环状储油槽的直径大于倒挡惰轮轴上的滚针轴承的外圆直径1.5mm。但是这种倒挡惰轮的强度较差，缺乏定位，并且加工时的精度较差，从而使得装配较差，传动效率较低。

技术实现要素：

本发明是提供一种高精密高强度倒挡惰轮及其锻造方法，其主要是解决现有技术所存在的倒挡惰轮的强度较差，缺乏定位，并且加工时的精度较差，从而使得装配较差，传动效率较低等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的一种高精密高强度倒挡惰轮，包括惰轮本体，所述的惰轮本体的内孔处设有喇叭口，惰轮本体的一端端面上设有3段弧形凸棱，相邻弧形凸棱之间形成定位槽，定位槽的外侧设有定位凸块，弧形凸棱的外侧表面均布有倒锥齿。通过3段弧形凸棱以及中间的定位槽、还有定位凸块可以起到定位准确的效果。倒锥齿直接加工在弧形凸棱的外侧表面使得整个倒锥齿的强度较强。

作为优选，所述的定位槽所在的惰轮本体端面上下凹有凹槽。通过凹槽，可以在惰轮本体安装时起到定位的作用，并且在加工时容易被夹持定位。

作为优选，所述的惰轮本体的端面上设有凸环，弧形凸棱环绕在凸环的外围。凸环可以在中部对弧形凸棱起到支撑作用，这样惰轮本体在啮合使用时不易产生断裂。

一种高精密高强度倒挡惰轮的锻造方法，其特征在于所述的方法包括：

a．将钢材坯料投入到圆锯机进行锯切，钢材坯料的组成及重量百分比为：C0.23-0.31%、Mn1.10-1.40%、Si0.10-0.40%、Cr1.00-1.30%、B≦0.0005%、Ti≦0.010%、Cu≦0.30%、S0.025-0.040%、P≦0.030%、Al0.015-0.040%，其余为Fe，锯切后成钢坯；

b．将钢坯送入到加热炉中加热到900-1100℃，然后再将钢坯送入到冲压机中进行冲压，冲压出惰轮本体以及倒锥齿，再将冲压完成的工件送入到冲孔机中在惰轮本体上冲压出内孔以及喇叭口，冷却后得到倒挡惰轮粗件；

c．将倒挡惰轮粗件放入到退火炉中进行退火，加热到650-700℃，保温1小时，然后炉内冷却到450-500℃，然后在空气冷却；

d．对倒挡惰轮粗件进行球化退火，交替加热和冷却到700-730℃，保温20-30分钟，然后在真空中冷却；

e．对倒挡惰轮粗件进行等温退火，加热到940-980℃，保温20-30分钟，然后降温到620-650℃直到退火完全，最后真空冷却；

f．对倒挡惰轮粗件进行喷砂、磷皂化处理，然后对倒挡惰轮粗件的倒锥齿进行精整，得到倒挡惰轮精件；

g．将倒挡惰轮精件加热到920-980℃进行渗碳淬火、应力消除，然后在氮气中冷却，再将倒挡惰轮精件加热到870-900℃进行碳氮共渗、淬火应力消除，最后稳定在830-850℃，然后通入大于160℃的热油中冷却，最后出成品高精密高强度倒挡惰轮。

本发明的加工方法依次通过普通退火、球化退火、等温退火，使得整个倒挡惰轮在多次退火后增加了晶体的强度，整个倒挡惰轮的热处理较为均匀，因此晶体的变化较为均匀，防止其在内部产生裂纹。

作为优选，所述的步骤d中的交替加热和冷却为：先加热到500-550℃，然后以10℃/min急速降温到350-400℃，再升温到600-650℃，然后以5℃/min急速降温到450-500℃，最后再升温到700-730℃。交替加热和冷却通过三次升温和两次急速降温，保证整个倒挡惰轮在升温的同时又能保证内部晶体的稳定性，防止由于升温过快，导致倒挡惰轮内外的温差过大，从而在加工时产生内部裂纹。

作为优选，所述的步骤d中的球化退火在球化退火炉中完成，球化退火炉的炉体内表面设有梯形的导热块，导热块的外表面设有导热条。 梯形导热块可以加强整个炉体内表面与炉内气体的接触面积，从而加强热传导，通过导热条可以将热量发散出去，从而保证了炉内温度的一致性。

因此，本发明通过多次退火以及热处理时的多次升温以及急速降温，可以保证倒挡惰轮的加工精度，使其强度较高，在加工时不易断裂，保证了变速箱的运转效率，结构简单、合理。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是图1的A-A剖面结构示意图；

附图3是图1的B-B剖面结构示意图；

附图4是本发明的立体结构示意图；

附图5是本发明的加工流程示意图；

附图6是本发明退火炉炉体内部的一种结构示意图。

图中零部件、部位及编号：惰轮本体1、喇叭口2、弧形凸棱3、定位槽4、定位凸块5、倒锥齿6、凹槽7、凸环8、圆锯机9、加热炉10、冲压机11、冲孔机12、炉体13、导热块14、导热条15。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本例的一种高精密高强度倒挡惰轮，如图1、图 2、如图3、图4，包括惰轮本体1，惰轮本体的内孔处设有喇叭口2，惰轮本体的一端端面上设有3段弧形凸棱3，相邻弧形凸棱之间形成定位槽4，定位槽的外侧设有定位凸块5，弧形凸棱的外侧表面均布有倒锥齿6。定位槽所在的惰轮本体1端面上下凹有凹槽7。惰轮本体的端面上设有凸环8，弧形凸棱3环绕在凸环的外围。

一种高精密高强度倒挡惰轮的锻造方法，其步骤如图5，包括：

a．将钢材坯料投入到圆锯机9进行锯切，钢材坯料的组成及重量百分比为：C0.30%、Mn1.30%、Si0.10%、Cr1.20%、B0.0003%、Ti0.005%、Cu0.20%、S0.040%、P0.020%、Al0.030%，其余为Fe，锯切后成钢坯；

b．将钢坯送入到加热炉10中加热到1000℃，然后再将钢坯送入到冲压机11中进行冲压，冲压出惰轮本体1以及倒锥齿6，再将冲压完成的工件送入到冲孔机12中在惰轮本体1上冲压出内孔以及喇叭口2，冷却后得到倒挡惰轮粗件；

c．将倒挡惰轮粗件放入到退火炉中进行退火，加热到680℃，保温1小时，然后炉内冷却到480℃，然后在空气冷却；

d．对倒挡惰轮粗件进行球化退火，交替加热和冷却到730℃，交替加热和冷却为：先加热到500℃，然后以10℃/min急速降温到400℃，再升温到650℃，然后以5℃/min急速降温到500℃，最后再升温到730℃，保温30分钟，然后在真空中冷却，如图6，球化退火在球化退火炉中完成，球化退火炉的炉体13内表面设有梯形的导热块14，导热块的外表面设有导热条15；

e．对倒挡惰轮粗件进行等温退火，加热到950℃，保温30分钟，然后降温到620℃直到退火完全，最后真空冷却；

f．对倒挡惰轮粗件进行喷砂、磷皂化处理，然后对倒挡惰轮粗件的倒锥齿6进行精整，得到倒挡惰轮精件；

g．将倒挡惰轮精件加热到980℃进行渗碳淬火、应力消除，然后在氮气中冷却，再将倒挡惰轮精件加热到870℃进行碳氮共渗、淬火应力消除，最后稳定在830℃，然后通入大于160℃的热油中冷却，最后出成品高精密高强度倒挡惰轮。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。