中小型汽车后桥从动齿轮的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种中小型汽车后桥从动齿轮的制造方法，可提高从动齿轮的生产效率和力学性能且减少材料消耗量。上述制造方法包括：先将坯料镦粗成加工件，再将加工件进行冲孔和去连皮，然后将加工件进行预整形以及扩孔，最后将加工件通过碾压成形，形成从动齿轮。与现有技术相比，上述方法由于为直接成形，无需经过齿形初切加工，因此可提高生产效率，还可提高从动齿轮的力学性能。上述镦粗、扩孔、去连皮以及预整形都可通过开式曲柄压力机来完成，通过开式曲柄压力机可对加工件的轴向高度精确控制，从而有利于减少在加工过程中产生毛刺以及飞边等缺陷的可能性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
中小型汽车包括载重2吨以下的货车以及载客11人以下的客车，中小型汽车后桥 从动齿轮是中小型汽车后桥主减速箱传递动力的关键零件之一。目前，上述从动齿轮的制 造方法为镦粗工步_冲孔工步_冲连皮工步_压平工步_立式扩孔机成形工步_精车工 步，通过精车工步后，再通过切削加工形成轮齿，进而形成最终的从动齿轮。上述镦粗工步 是通过锻锤对坯料进行镦粗，形成加工件，所述加工件包括两个端面和一个侧壁，由于锻锤 击打坯料产生的噪音较大，导致工人的劳动环境较差。镦粗工步后进行的冲孔工步是通过 圆柱形冲头先在加工件上形成一个圆柱形冲孔，后续的冲连皮工步是将冲孔打通成内孔， 圆柱形冲孔底面距离加工件的端面之间的料体形成连皮，上述连皮通过冲连皮工步去除， 将冲孔打通形成圆柱形内孔，然后通过压平工步和立式扩孔机成形工步形成与从动齿轮形 状和尺寸类似的锻件，该锻件上没有加工出轮齿，由于采用上述工艺加工出的锻件的端面 上会产生凹坑，且锻件的椭圆度较大并会有扭曲变形，因此，上述锻件会留出一定的加工余 量供后续的精车工步进行精车整形，由于既需要精车整形，又需要通过切削加工出轮齿，这 就导致从动齿轮在加工过程中材料消耗较大且生产效率低，而且，切削加工形成轮齿需要 使用螺旋铣齿机床，螺旋铣齿机床的费用较高，使得整个从动齿轮的生产成本较高。另外， 精车工步和切削都会破坏最终的从动齿轮内部的金属纤维组织，使得最终的从动齿轮的力 学性能较差，例如从动齿轮的弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度与耐磨性较低，使用寿命 短。上述从动齿轮包括上端面、下端面、从动齿轮的通孔和从动齿轮的侧壁，上述上端 面为环形平面，上述下端面上设置有轮齿，上述轮齿的轮齿锥面与从动齿轮的径向之间的 夹角为A2角，上述从动齿轮的通孔包括上圆台形部分和下圆台形部分，上述上圆台形部分 的小端直径尺寸为d4且大端直径尺寸为d3，上述上圆台形部分的小端与上端面相连，上述 上圆台形部分的大端与下圆台形部分的小端相连且上圆台形部分的内壁与从动齿轮的轴 向之间的夹角为A3角；上述下圆台形部分的小端直径尺寸为d2且大端直径尺寸为dl，上 述下圆台形部分的大端与下端面相连，上述下圆台形部分的锥形内壁与从动齿轮的轴向夹 角为A4角；上述从动齿轮的侧壁包括锥形加工面和柱形加工面，上述锥形加工面的小端与 上述上端面相连，上述锥型加工面的大端通过柱形加工面与从动齿轮的下端面相连，上述 锥形加工面与从动齿轮的轴向之间的夹角为Al角。另外，中国专利00229371. 4公开了一种锥辊碾压机，该碾压机属于锻压机，其液 压缸安装在床身的上横梁上，活动压头通过轴承安装在活动横梁上，可旋转，床身，液压缸， 活动压头同轴，在活动压头的轴线两侧对称位置上，两锥辊通过轴承安装在活动压头上，锥 辊既可公转又可自转，加工件安装在两锥辊下方的模具中，通过两锥辊的碾压使加工件成 形。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种可提高从动齿轮的生产效率和力学性能且减 少材料消耗量的。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是中小型汽车后桥从动齿轮的制造方 法，包括以下步骤A、将坯料通过镦粗工步形成加工件，所述加工件的高度为H5 ；B、将步骤A得到的加工件置于设置有圆台形冲头的冲孔工位上，通过冲头在加工 件上形成圆台形冲孔以及冲孔连皮，所述冲孔连皮的高度为大于0且小于6mm，上述冲头的 锥角为A3角，冲头的小端直径为d5 ；C、再将加工件置于设置有圆柱形冲连皮冲子和漏孔的冲连皮工位上，通过冲连皮 冲子将加工件内的冲孔连皮除去，在加工件上形成上方为圆台形下方为圆柱形的内孔，所 述冲连皮冲子的直径为d6，且Imm ( (d6-d5) ( 2mm，去除冲孔连皮后的加工件的高度为 H5 ；D、再将加工件置于预整形工位对加工件的内孔和两个端面进行预整形，所述预整 形工位包括上模和下模，所述加工件置于下模上，通过上模和下模对加工件进行模锻，使内 孔的圆台形部分的小端直径为d7，使内孔的圆柱形部分的直径为d6，且d7大于d6，使内孔 的圆台形部分的内壁的纵截面形状成为外凸的半径大于IOmm的圆弧形，使加工件的两个 端面上分别形成与侧壁相连的与内孔径向夹角为A2角的外凸的定位锥面，且上述加工件 的高度为H5 ；E、再将加工件置于扩孔工位上进行扩孔，所述扩孔工位包括碾压轮和设置在碾压 轮下方的芯辊，所述芯辊包括直径为d8的圆柱形前端和锥角为A4角的圆台形后端，所述圆 台形后端上直径为d9的小端与所述圆柱形前端相连，且d9-d8 = dl-d2，所述碾压轮沿其 侧壁周向设置有环形成形槽，所述加工件通过其上的内孔套于芯辊上且内孔的圆柱形部分 与芯辊的圆柱形前端接触，上述加工件通过其两个端面上的定位锥面内嵌于碾压轮的成形 槽内，上述加工件的内孔径向分别与碾压轮的轴向和芯辊的轴向垂直，通过上述芯辊的自 转以及碾压轮的一边自转一边朝芯辊下压，使上述内孔的圆台形部分的内壁成为与内孔轴 向夹角为A4角的锥面，使上述内孔的圆柱形部分的直径为d4、圆台形部分的小端直径为d2 且大端直径为dl，使上述内孔的圆台形部分的大端对应的加工件的端面变形为外凸的与内 孔径向夹角为A2角的第一圆锥面，使加工件的另一端面变形为外凸的与内孔径向夹角为 A2角的第二圆锥面，使加工件的侧壁形成相连的锥面部分和柱面部分，所述锥面部分与内 孔轴向夹角为Al角且锥面部分的小端与所述第一圆锥面相连，所述柱面部分与第二圆锥 面相连，上述柱面部分的直径为D4且轴向高度为H7，且加工件的轴向高度为H6 ；F、再将加工件置于轮齿成形工位上，所述轮齿成形工位包括芯模、齿形底模、浮动 模和两个锥辊，所述芯模包括与从动齿轮的通孔适配的芯模外壁，上述加工件通过其通孔 嵌套在芯模外壁上，上述加工件的第二圆锥面朝向外嵌于芯模上的齿形底模的齿形型腔， 所述齿形型腔的底端与芯模外壁的底端相连且齿形型腔与从动齿轮的轮齿适配，所述浮动 模包括与上述齿形底模的外壁滑动配合的环形内壁，在上述加工件的上方且位于上述加工 件的通孔轴线两侧以上述通孔轴线为对称轴对称设置有所述两个锥辊，上述两个锥辊的轴 线的交点位于上述加工件的通孔轴线上；G、再通过步骤F中的两个锥辊对加工件碾压成形形成从动齿轮，所述碾压成形过 程为，使上述两个锥辊绕上述加工件的通孔周向同步公转，使上述芯模、齿形底模和浮动模 朝两个锥辊上移，当浮动模的环形内壁的顶端与锥辊接触时，浮动模停止上移，当芯模上的 加工件的第一圆锥面与上述两个锥辊接触时，使两个锥辊一边绕加工件的通孔周向同步公 转、一边绕各自的转轴进行自转，此时，既公转又自转的两个锥辊、芯模外壁、齿形底模的齿 形型腔以及浮动模的环形内壁形成齿轮成形腔，再通过芯模和齿形底模朝两个锥辊的同步 上移使上述加工件充满所述齿轮成形腔，当上述加工件通过上述齿轮成形腔形成从动齿轮 时，碾压成形过程完成；上述各种尺寸的含义如下Hl 从动齿轮的轴向高度；H3 从动齿轮的侧壁的柱形加工面的轴向高度；H6 加工件的轴向高度，范围为5mm ( (H6-H1) ( 7mm ；H7 扩孔完成后的加工件的侧壁的柱面部分的轴向高度，范围为 Imm ^ (H7-H3) ^ 3mm ；Al角从动齿轮的侧壁的锥形加工面本文档来自技高网...

【技术保护点】
中小型汽车后桥从动齿轮的制造方法，其特征是包括以下步骤：Ａ、将坯料通过镦粗工步形成加工件（１１），所述加工件（１１）的高度为Ｈ５；Ｂ、将步骤Ａ得到的加工件（１１）置于设置有圆台形冲头（１００）的冲孔工位上，通过冲头（１００）在加工件（１１）上形成圆台形冲孔（１４）以及冲孔连皮（１５），所述冲孔连皮（１５）的高度为大于０且小于６ｍｍ，上述冲头（１００）的锥角为Ａ３角（６０３），冲头（１００）的小端直径为ｄ５；Ｃ、再将加工件（１１）置于设置有圆柱形冲连皮冲子（２００）和漏孔的冲连皮工位上，通过冲连皮冲子（２００）将加工件（１１）内的冲孔连皮（１５）除去，在加工件（１１）上形成上方为圆台形下方为圆柱形的内孔（２３），所述冲连皮冲子（２００）的直径为ｄ６，且１ｍｍ≤（ｄ６－ｄ５）≤２ｍｍ，去除冲孔连皮（１５）后的加工件（１１）的高度为Ｈ５；Ｄ、再将加工件（１１）置于预整形工位对加工件（１１）的内孔（２３）和两个端面（１２）进行预整形，所述预整形工位包括上模（３００）和下模（３０１），所述加工件（１１）置于下模（３０１）上，通过上模（３００）和下模（３０１）对加工件（１１）进行模锻，使内孔（２３）的圆台形部分（２５）的小端直径为ｄ７，使内孔（２３）的圆柱形部分（２４）的直径为ｄ６，且ｄ７大于ｄ６，使内孔（２３）的圆台形部分（２５）的内壁（２６）的纵截面形状成为外凸的半径大于１０ｍｍ的圆弧形，使加工件（１１）的两个端面（１２）上分别形成与侧壁（１３）相连的与内孔径向夹角为Ａ２角（６０２）的外凸的定位锥面（３３），且上述加工件（１１）的高度为Ｈ５；Ｅ、再将加工件（１１）置于扩孔工位上进行扩孔，所述扩孔工位包括碾压轮（４００）和设置在碾压轮（４００）下方的芯辊（４０１），所述芯辊包括直径为ｄ８的圆柱形前端（４０３）和锥角为Ａ４角（６０４）的圆台形后端（４０４），所述圆台形后端（４０４）上直径为ｄ９的小端与所述圆柱形前端（４０３）相连，且ｄ９－ｄ８＝ｄ１－ｄ２，所述碾压轮（４００）沿其侧壁周向设置有环形成形槽（４０２），所述加工件（１１）通过其上的内孔（２３）套于芯辊（４０１）上且内孔（２３）的圆柱形部分（２４）与芯辊（４０１）的圆柱形前端（４０３）接触，上述加工件（１１）通过其两个端面（１２）上的定位锥面（３３）内嵌于碾压轮（４００）的成形槽（４０２）内，上述加工件（１１）的内孔径向分别与碾压轮（４００）的轴向和芯辊（４０１）...

【技术特征摘要】
中小型汽车后桥从动齿轮的制造方法，其特征是包括以下步骤A、将坯料通过镦粗工步形成加工件(11)，所述加工件(11)的高度为H5；B、将步骤A得到的加工件(11)置于设置有圆台形冲头(100)的冲孔工位上，通过冲头(100)在加工件(11)上形成圆台形冲孔(14)以及冲孔连皮(15)，所述冲孔连皮(15)的高度为大于0且小于6mm，上述冲头(100)的锥角为A3角(603)，冲头(100)的小端直径为d5；C、再将加工件(11)置于设置有圆柱形冲连皮冲子(200)和漏孔的冲连皮工位上，通过冲连皮冲子(200)将加工件(11)内的冲孔连皮(15)除去，在加工件(11)上形成上方为圆台形下方为圆柱形的内孔(23)，所述冲连皮冲子(200)的直径为d6，且1mm≤(d6 d5)≤2mm，去除冲孔连皮(15)后的加工件(11)的高度为H5；D、再将加工件(11)置于预整形工位对加工件(11)的内孔(23)和两个端面(12)进行预整形，所述预整形工位包括上模(300)和下模(301)，所述加工件(11)置于下模(301)上，通过上模(300)和下模(301)对加工件(11)进行模锻，使内孔(23)的圆台形部分(25)的小端直径为d7，使内孔(23)的圆柱形部分(24)的直径为d6，且d7大于d6，使内孔(23)的圆台形部分(25)的内壁(26)的纵截面形状成为外凸的半径大于10mm的圆弧形，使加工件(11)的两个端面(12)上分别形成与侧壁(13)相连的与内孔径向夹角为A2角(602)的外凸的定位锥面(33)，且上述加工件(11)的高度为H5；E、再将加工件(11)置于扩孔工位上进行扩孔，所述扩孔工位包括碾压轮(400)和设置在碾压轮(400)下方的芯辊(401)，所述芯辊包括直径为d8的圆柱形前端(403)和锥角为A4角(604)的圆台形后端(404)，所述圆台形后端(404)上直径为d9的小端与所述圆柱形前端(403)相连，且d9 d8＝d1 d2，所述碾压轮(400)沿其侧壁周向设置有环形成形槽(402)，所述加工件(11)通过其上的内孔(23)套于芯辊(401)上且内孔(23)的圆柱形部分(24)与芯辊(401)的圆柱形前端(403)接触，上述加工件(11)通过其两个端面(12)上的定位锥面(33)内嵌于碾压轮(400)的成形槽(402)内，上述加工件(11)的内孔径向分别与碾压轮(400)的轴向和芯辊(401)的轴向垂直，通过上述芯辊(401)的自转以及碾压轮(400)的一边自转一边朝芯辊(401)下压，使上述内孔(23)的圆台形部分(25)的内壁(26)成为与内孔轴向夹角为A4角(604)的锥面，使上述内孔(23)的圆柱形部分(24)的直径为d4、圆台形部分(25)的小端直径为d2且大端直径为d1，使上述内孔(23)的圆台形部分(25)的大端对应的加工件(11)的端面变形为外凸的与内孔径向夹角为A2角(602)的第一圆锥面(45)，使加工件(11)的另一端面变形为外凸的与内孔径向夹角为A2角(602)的第二圆锥面(46)，使加工件(11)的侧壁(13)形成相连的锥面部分(49)和柱面部分(48)，所述锥面部分(49)与内孔轴向夹角为A1角(601)且锥面部分(49)的小端与所述第一圆锥面(45)相连，所述柱面部分(48)与第二圆锥面(46)相连，上述柱面部分(48)的直径为D4且轴向高度为H7，且加工件(11)的轴向高度为H6；F、再将加工件(11)置于轮齿成形工位上，所述轮齿成形工位包括芯模(501)、齿形底模(503)、浮动模(504)和两个锥辊(500)，所述芯模(501)包括与从动齿轮的通孔(53)适配的芯模外壁(502)，上述加工件(11)通过其通孔(23)嵌套在芯模外壁(502)上，上述加工件(11)的第二圆锥面(46)朝向外嵌于芯模(501)上的齿形底模(503)的齿形型腔(507)，所述齿形型腔(507)的底端与芯模外壁(502)的底端相连且齿形型腔(507)与从动齿轮(51)的轮齿(60)适配，所述浮动模(504)包括与上述齿形底模的外壁(505)滑动配合的环形内壁(506)，在上述加工件(11)的上方且位于上述加工件(11)的通孔轴线两侧以上述通孔轴线为对称轴对称设置有所述两个锥辊(500)，上述两个锥辊(500)的轴线的交点位于上述加工件(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：周祝道，周裕川，杨璐伊，
申请(专利权)人：周祝道，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]