[发明专利]汽车变速器齿圈辗压制坯法

说明书

技术领域

本发明属于汽车变速器技术领域，具体地讲，是一种汽车变速器齿圈的辗压制坯法。

背景技术

我国汽车变速器齿圈坯件至今都是用传统的锻造压制方法将圆钢坯经下料、加热、墩坯、压制、冲连皮等工序制成。由于齿圈坯件具有压制平面面积大，平面部分较薄，而且带有较高较薄的楞环，各部分外形尺寸要求精确，封闭压制时的锻压力很大，必须采用很大吨位的压力机才能压制成型，所以配置使用设备大，设备能耗高。由于齿圈内孔直径较大，所以锻压成型后冲孔去掉的连皮重量大，材料消耗高。

汽车变速器同步滑套辗压制坯法采用的辗扩成型加工方法，仅限于制造类似同步滑套坯件的对称圆环件毛坯，如果将汽车变速器齿圈这种非对称圆环件毛坯采用汽车变速器同步滑套辗压制坯法进行压制，则在制坯工序制坯时，无法压制出满足在辗环机进行辗压时对齿圈坯件部分的预成型尺寸而简单地在制坯时将坯件压制成一个直筒圆环，由于齿圈坯件成品各部分宽窄比、厚薄比差异很大，用直筒圆环坯料进行辗压时各部分的变形差（变形差=辗扩前对应位置处的外径与内径的差值-辗扩后对应位置处的外径与内径的差值）相差非常大，当内、外径相差很大（即坯件很厚）的部分已经压制达到成品尺寸外形要求时，内外径相差很小（即坯件很薄）的部分根本无法达到满足成品要求的外型尺寸。由于无法在制坯时预先对齿圈又厚又窄的部分进行预成型，所以在辗压时坯料金属流动性差、形变阻力大等影响，很难挤压进辗轮型腔内又深又窄的槽内形成满足成品外形尺寸要求的坯件。如果其采用汽车变速器同步滑套辗压制坯法进行双件对称压制，再将其分割成双件时必然造成材料浪费。

发明内容

本发明的目的是通过辗扩成型加工方法制造出汽车变速器齿圈这种非对称圆环件毛坯，最大限度地降低生产能源消耗，降低材料消耗，减少后续机加工量，同时提高坯件的综合机械性能。

为解决以上技术问题，本发明提供的汽车变速器齿圈辗压制坯法，包括以下步骤：

一种汽车变速器齿圈辗压制坯法，包括以下步骤：

a)下料：依据成品齿圈坯件的尺寸计算其净重量，在该净重量的基础上考虑火耗和冲孔连皮消耗，确定下料重量，在满足下料长度/圆钢直径<2.5的条件下，确定圆钢直径和下料长度，将圆钢剪裁成所需长度的坯料；

b)加热：将剪好的坯料送入加热炉中加热至1160～1200℃；

c)镦粗：将加热至1160～1200℃的坯料送至墩粗模具（1）中，并用相应吨位的锻压设备中进行墩粗，镦粗后的坯料高度为镦粗前的0.2～0.6倍；

d）预成型及冲盲孔：在将镦粗后的坯件放入锻压设备的预成型模具（2）中，冲压成带盲孔的预制坯料；

e)冲连皮及压端面：在用锻压设备冲掉连皮的同时将坯料锻压成两端面平整的坯料并考虑金属材料的热膨胀系数；

f）辗扩成型：将1050℃左右的坯料套入辗扩成型模具中进行辗压，辗扩成型完成时坯件的终轧温度≥830℃；

g）整形：将辗制成型后的坯件用相应的整形模具在锻压设备上进行整形；

h)正火：将整形后的坯件放入正火炉中按正火工艺进行正火，消除金属变形应力；

i)抛丸：消除坯件表面的氧化铁；

关键在于：

所述步骤c中的墩粗模具（1）包括墩粗上模（1a）和墩粗下模（1b）, 所述墩粗下模（1b）为平板且其中心开有上大下小的锥形孔， 所述墩粗上模（1a）也为平板；

所述步骤d中的预成型模具（2）包括冲头（2a）、压板（2b）、下模（2c）和退料冲（2d），所述冲头（2a）带有锥度角δ为0～5°，所述压板（2b）套装在冲头（2a）上，所述下模（2c）的中心开有上大下小的T形阶梯孔，所述T形阶梯孔的台阶面宽度为L1，所述退料冲（2d）为圆柱形，所述下模（2c）套装在退料冲（2d）上，所述下模（2c）带有脱模角λ为0～3°；

所述步骤f中的辗扩成型模具包括辗轮（3）、辗轴（4）和顶轮（9）；