[发明专利]汽车变速器齿圈辗压制坯法

摘要

本发明公开了一种以圆钢为坯料的汽车变速器齿圈辗压制坯法，经过下料、加热、镦粗、冲盲孔及预成型、冲连皮及压端面、辗扩成型、整形、正火及抛丸等工序制成，关键在于：预成型及冲盲孔步骤中所用的模具形成的型腔断面与汽车变速器齿圈毛坯所对应的不同内、外径的圆环内腔大致相同；在辗扩成型完成时辗轮和辗轴所形成的型腔断面与汽车变速器齿圈毛坯所对应的不同内、外径的圆环内腔完全相同、辗轮的外圆环、顶轮的外圆环分别与毛坯的外圆环相啮合；同时在辗扩成型中变形差大的部分进行提前辗扩。本发明将辗环加工技术巧妙地应用在变速器齿圈毛坯这种非对称圆环坯件上，最大限度地减少了后续机加工量，降低了材料消耗，延长了成品的使用寿命。

主权项

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；其特征在于：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L2，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）；所述辗轮（3）为带有同轴内孔的圆柱体，在辗轮（3）的左端面上有一圆柱形的定位槽（3a）,该定位槽（3a）与辗轮（3）同轴且直径大于辗轮（3）的内孔直径，所述辗轮（3）左端的外圆环直径小于或等于右端的外圆环直径且左、右两端与辗轮（3）的轴线平行，所述辗轮（3）左、右两端之间的外圆环上设置有环向凹槽（3b），其轴向截面形状为：所述环向凹槽（3b）底面为水平面，该环向凹槽（3b）的左侧依次通过三个相连的左倾斜面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（3c、3d、3e）与所述辗轮（3）左端相连，所述三个左倾斜面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（3c、3d、3e）的倾斜方向一致，该环向凹槽（3b）的右侧通过一个右倾斜面（3f）与所述辗轮（3）右端相连，所述右倾斜面（3f）与三个左倾斜面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（3c、3d、3e）的倾斜方向相反，所述环向凹槽（3b）的宽度随环向凹槽（3b）深度的增加逐渐减小；所述左倾斜面Ⅰ、Ⅲ（3c、3e）、右倾斜面（3f）与辗轮（3）左端面的夹角为α，且0﹤α≤15°，所述左倾斜面Ⅱ（3d）与辗轮（3）轴线的夹角为β，且0﹤β≤20°；所述辗轴（4）从左到右依次由同轴线的圆锥体（4a）、工作圆柱体（4b）和支撑圆柱体（4c）组成，所述圆锥体（4a）左端直径小于右端直径，所述支撑圆柱体（4c）的直径小于所述工作圆柱体（4b）的直径，所述圆锥体（4a）的左端开有螺纹连接孔（4d）；所述顶轮（9）为带有同轴内孔的圆柱体，在顶轮（9）上设置有环向凸台，所述环向凸台由左端面（9a）、上平面（9b）和右端面（9c）围成，其轴向截面形状为：该环向凸台的左端面（9a）与顶轮（9）的左端面重合，该环向凸台的上平面（9b）与顶轮（9）轴线的夹角为β，且0≤β≤20°，该环向凸台的右端面（9c）与顶轮（9）左端面的夹角为α，且0≤α≤15°，所述右端面（9c）的大直径端与小直径端的半径差为L3；所述辗轮（3）左平面Ⅰ（3c）左、右两端的深度差L1小于所述预成型模具（2）中下模（2c）T形阶梯孔的台阶面宽度L2，所述辗轮（3）左平面Ⅰ（3c）左、右两端的深度差L1等于所述顶轮（9）环向凸台右端面（9c）的大直径端与小直径端的半径差L3，所述辗轮（3）、辗轴（4）和顶轮（9）的轴线平行，辗轮（3）和辗轴（4）上下布置，所述顶轮（9）安装在于辗轴（4）的侧下方。