[发明专利]汽车变速器齿轮结合齿精锻组合模具及其精锻工艺方法

说明书

本发明涉及汽车变速器齿轮结合齿精锻组合模具及其精锻工艺方法，本发明采用不同的成形方式，把原来工艺用压力使金属流动充满模腔成形，改变为用模具径向挤压工件成形后，再用镦粗方式对齿尖锁止角进行整形，实现齿侧倒锥角和锁止角一次成形。工艺方法的改变使所需设备技术要求大大降低，所需压力降低到不到原方法的1/10，大幅提高模具寿命，不需要磷皂化，结构简单，操作方便，精度高，节省了一道工序，降低了制造成本，做到了节能环保。

技术领域

本发明涉及齿轮精密锻造，特别涉及一种汽车变速器齿轮结合齿精锻组合模具及其精锻工艺方法。

背景技术

随着改革开放深入发展，我国经济发展进入到新常态。制造业必须走创新发展、绿色发展的道路。随着汽车工业的发展，汽车变速器齿轮精锻结合齿的需求量不断增加。目前，国内外汽车变速器齿轮结合齿精锻普遍采用的工艺流程为：“下料——热模锻——正火——磷化——冷精整——挤倒锥”。其中冷精整工序需要价格昂贵的冷挤压压力机，且需要进行正火和磷化预处理。精整模具通常采用电火花放电加工，费工费时，寿命短。

发明内容

本发明采用不同的压力加工成形原理，采用一种精锻组合模具，把传统工艺挤压金属流动，充填成形方式改变为径向挤压变形，使传统的结合齿精锻工艺过程中的精整工序和倒锥工序合并为一道工序，该工艺的工艺过程为：“下料—热模锻—倒锥”，取消了原工艺的正火、磷化和精整工序，模具结构简单、设计合理，实现了节能节材和绿色环保，所用设备为普通压力机，总成形力只有原来的1/10，大幅提高模具寿命。

实现本发明的技术方案是：本发明采用不同的压力加工成形原理，采用一种精锻组合模具，把传统工艺挤压金属流动，充填成形方式改变为径向挤压变形，使传统的结合齿精锻工艺过程中的精整工序和倒锥工序合并为一道工序。该工艺的工艺过程简化为：下料—热模锻—倒锥。

采用一种汽车变速器齿轮结合齿精锻组合模具，该模具由倒锥模块和精整模块组成，倒锥模块的齿块与压套的配合表面，由原来的棱锥面更改为圆锥面，方便制造和可以获得更高的模具加工精度。同时，由于两者的配合表面增大，提高了模具纠正齿圈跳动误差的能力，提供了取消精整工序的可能。

该模具还采用上下移动装置，实现了倒锥结束后倒锥模块和工件向下移动，由精整模块完成对锁止角的精整。同时完成原来结合齿精锻工艺过程的精整和倒锥两道工序。

该组合模具置于上模座和下模座之间；所述组合模具包括倒锥模块、精整模块、定程圈和上下移装置；所述倒锥模块通过法兰固定于小支承垫上，倒锥模块的外侧锥面与具有相同内圆锥面的压套配合，所有精整模块的外花键依次装入保持圈内，形成一个组合体，倒锥模块与精整模块之间设有弹性圈，用于工序结束后松开模块，取出工件；所述精整模块置于倒锥模块的内腔中，精整模块的下端设有调整垫，用于达到工艺要求的齿长；所述调整垫贯穿小支承垫和大支承垫；所述上下移装置设置于大支承垫的下端；所述定程圈的上下两端分别与内圆锥压套和大支承垫接触，定程圈通过压紧螺母压紧。

上述技术方案所述倒锥模块的齿块的内表面是与结合齿齿形相同的带倒锥的内齿，其外表面为锥角10°的圆锥面，沿径向逐齿切开，分成一个一个齿块。工作时靠外锥面与锥度一致的内圆锥压套向中心挤压倒锥模块的齿块，实现对结合齿倒锥角的加工。通过保持圈、法兰和小支承垫组装成一体，齿块可以在一定范围内自由活动。

上述技术方案所述精整模块是与被加工结合齿尺寸和齿尖锁止角一致的外花键，其上端具有对结合齿齿尖锁止角进行整形的模腔。倒锥完成后，内圆锥压套压到定程圈。同时，上下移动装置使倒锥模块和大、小支承垫板带动工件向下移动，置于下部的精整模块对结合齿齿尖锁止角进行整形。依靠齿侧与倒锥模块的齿槽配合定位，以及齿块与压套圆锥面配合保证结合齿的加工精度。

上述技术方案所述大支承垫与下模座之间的间隙L为0.3～0.4mm。

由下式确定

L=Δ+0.1～0.2mm