一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压后精插滚加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压后精插滚加工工艺，包括以下步骤：先利用冷挤压工艺将环形坯料加工成内齿圈冷挤坯；再利用卡盘将内齿圈冷挤坯固定在插滚工作站，然后利用设置在粗刀体上的定位探头对内齿圈冷挤坯进行位置探测，计算出齿槽的中心位置；随后驱动卡盘带动内齿圈冷挤坯精确旋转，完成对齿；最后进行精插滚齿形加工，得到内齿圈。本发明专利技术冷挤压齿坯的齿面加工余量为0.25‑0.4mm，相比环形齿坯减少了6.35‑6.5mm的切削深度，可以省略粗插滚步骤、由粗插滚到精插滚的换刀时间以及刀具磨损后更换刀片的调整时间，使加工效率和设备产能大幅提升，省去了粗插滚刀具，节约了生产成本。

A kind of precision hobbing process after cold extrusion for gear ring of heavy truck gearbox

【技术实现步骤摘要】
一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压后精插滚加工工艺
本专利技术属于汽车重载变速箱加工领域，特别涉及一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压后精插滚加工工艺。
技术介绍
重载汽车变速箱内齿圈是汽车的重要部件，它的结构及加工精度影响变速箱的工作性能。目前，重载汽车变速箱内齿圈的加工主要采用刮齿工艺。刮齿，又称插滚，是一种齿轮持续切削工艺，靠刀具和零件高速旋转圆周方向力切削，轴向进刀。这种技术集成了滚齿和插齿两种工艺，是一种介于"成型齿"和"滚齿"之间的加工过程，可以实现快速加工对精密度有严格要求的齿轮。根据零件需求，刮齿机可建在立轴基座上，也可建在水平轴基座上。紧凑设计、机器热稳定性以及液压高精度保证了加工质量，使得最终零件表面粗糙度很低。根据应用需要，插滚机可以与刮齿及车削端面组合，或者组合滚齿、钻孔、铣削加工或直齿斜齿，是内齿轮最有效率的加工工艺。普通高速钢刀具存在难以加工大模数中硬圆柱齿轮的问题，而刀具涂层具有提高刀具材料表面硬度和耐磨性却不降低其韧性的特点，相关技术选用TiN和TiNAl涂层、基体材料为普通高速钢、钴高速钢及粉末冶金高速钢的齿轮滚刀或插齿刀，并用此涂层刀具加工工厂常用的、经调质或免渗碳淬火后硬度为300～400HB的大模数中硬齿面齿轮，以解决生产中出现的非涂层刀具无法切削或切削加工质量精度达不到设计要求的难题。如图1所示的重型箱内齿圈，其齿形参数分为第一齿轮、第二齿轮、花键，共3段。该齿圈通过内齿轮滑动实现第一齿轮、第二齿轮分别与多个行星轮啮合从而实现高低档转换，花键与后副齿套外齿啮合，为保证NVH噪音值达到设计预期要求热前齿形齿向达到6级齿轮精度。由于该齿圈内孔大、模数大，属薄壁零件，齿形精度要求高，因此加工难度大。现有的生产热前齿形加工工艺使用德国进口的数控插滚机床，采用粗插滚+精插滚工艺加工环形毛坯，加工节拍是7.59min/件，其缺点是进口设备昂贵且产能不足。或采用粗拉削与精拉削结合的加工工艺，加工节拍是7min/件，同样进口拉床设备昂贵，且需要两台拉床才能保证产能需求，同时两把拉刀的费用也高，此外还存在打拉刀的风险；类似零件之前国内采用插齿工艺，加工节拍是40min/件。由此可见，现有技术设备、刀具及加工成本居高不下，产能不足。
技术实现思路
本专利技术提供一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压后精插滚加工工艺，以解决相关技术中数控插滚机床加工成本高以及产能不足的问题。本专利技术提供的一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压后精插滚加工工艺，包括以下步骤：利用冷挤压工艺将环形坯料加工成内齿圈冷挤坯；利用卡盘将内齿圈冷挤坯固定在插滚工作站，利用设置在粗刀体上的定位探头对内齿圈冷挤坯进行位置探测，计算出齿槽的中心位置；驱动卡盘带动内齿圈冷挤坯精确旋转，完成对齿；进行精插滚齿形加工，得到内齿圈。在上述技术方案的基础上，内齿圈冷挤坯的齿面加工余量为0.25-0.4mm。在上述技术方案的基础上，内齿圈冷挤坯的齿面粗糙度Ra≤3.2μm，齿廓总偏差≤35μm，螺旋线总偏差≤70μm，齿距累积总偏差≤100μm，齿圈径跳≤100μm。在上述技术方案的基础上，冷挤压工艺包括以下步骤：采用周期循环球化退火工艺，先790℃保温8～10h，降至690℃保温8～10h，再升温至790℃保温8～10h，降至690℃保温8～10h，将环形坯料硬度降低至≤130HB，然后在1500吨压力机上完成冷挤压齿形，再在580±10℃高温回火4～6小时，出炉后进行车削加工。在上述技术方案的基础上，车削后的内齿圈冷挤坯内外圆同轴度在上述技术方案的基础上，卡盘的定心精度在上述技术方案的基础上，卡盘包括若干副卡爪，每副卡爪设有2个及2个以上的夹紧点，所有夹紧点均夹持在内齿圈冷挤坯外圆表面。在上述技术方案的基础上，卡爪与所述内齿圈冷挤坯外圆的接触面设有防滑网格纹。在上述技术方案的基础上，内齿圈冷挤坯底部由若干个支撑件支撑，使端面跳动≤0.03mm。在上述技术方案的基础上，精插滚齿形加工循环3次及3次以上。相对于现有技术，本专利技术提供的技术方案具有以下优点和有益效果：(1)本专利技术生产的重载汽车变速箱内齿圈可达到热前6级齿轮加工精度，加工节拍为3.85min，相比传统技术中“环形坯料+粗插滚+精插滚”的加工工艺，节省加工节拍3.74min。(2)本专利技术省去了粗插滚步骤，因而节省了粗插滚刀具成本；同时，内齿圈冷挤坯相比传统工艺粗插滚后的环形坯料减少了0.35mm的切削深度，因而降低了精插滚刀具的磨损量，将精插滚刀具的使用寿命延长至每修磨一次加工120-140件，节省了精插滚刀具成本。(3)本专利技术卡盘采用12处夹紧点均布于内齿圈冷挤坯外圆表面，卡爪接触零件表面加工网格纹防滑。内齿圈冷挤坯在被夹紧后受力均匀，卡爪摩擦系数大，加工中无弹性变形及松脱现象，保证了齿形精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术
技术介绍
中重型箱内齿圈的结构示意图；图2为本专利技术提供的内齿圈上下件抓手的侧视图；图3为本专利技术提供的内齿圈上下件抓手的俯视图；图4为本专利技术提供的内齿圈插滚卡盘的侧视图；图5为本专利技术提供的内齿圈插滚卡盘的俯视图；图6为本专利技术中内齿圈对齿原理示意图；图中，1-第一齿轮，2-第二齿轮，3-花键，4-夹持件，5-内齿圈冷挤坯，6-卡爪，7-卡盘底座，8-夹紧点，9-支撑钉，10-定位探头。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供的一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压后精插滚加工工艺，包括以下步骤：利用冷挤压工艺将环形坯料加工成内齿圈冷挤坯；利用卡盘将内齿圈冷挤坯固定在插滚工作站，利用设置在粗刀体上的定位探头对内齿圈冷挤坯进行位置探测，计算出齿槽的中心位置；驱动卡盘带动内齿圈冷挤坯精确旋转，完成对齿；进行精插滚齿形加工，得到内齿圈。作为优选的实施例，内齿圈冷挤坯的齿面加工余量为0.25-0.4mm。作为优选的实施例，内齿圈冷挤坯的齿面粗糙度Ra≤3.2μm，齿廓总偏差≤35μm，螺旋线总偏差≤70μm，齿距累积总偏差≤100μm，齿圈径跳≤100μm。作为优选的实施例，冷挤压工艺包括以下步骤：采用周期循环球化退火工艺，先790℃保温8～10h，降至690℃保温8～10h，再升温至790℃保温8～10h，降至690℃保温8～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压后精插滚加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n利用冷挤压工艺将环形坯料加工成内齿圈冷挤坯；/n利用卡盘将内齿圈冷挤坯固定在插滚工作站，利用设置在粗刀体上的定位探头对内齿圈冷挤坯进行位置探测，计算出齿槽的中心位置；/n驱动卡盘带动内齿圈冷挤坯精确旋转，完成对齿；/n进行精插滚齿形加工，得到内齿圈。/n

【技术特征摘要】
1.一种重载汽车变速箱内齿圈冷挤压后精插滚加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
利用冷挤压工艺将环形坯料加工成内齿圈冷挤坯；
利用卡盘将内齿圈冷挤坯固定在插滚工作站，利用设置在粗刀体上的定位探头对内齿圈冷挤坯进行位置探测，计算出齿槽的中心位置；
驱动卡盘带动内齿圈冷挤坯精确旋转，完成对齿；
进行精插滚齿形加工，得到内齿圈。


2.根据权利要求1所述的重载汽车变速箱内齿圈冷挤压后精插滚加工工艺，其特征在于：所述内齿圈冷挤坯的齿面加工余量为0.25～0.4mm。


3.根据权利要求1所述的重载汽车变速箱内齿圈冷挤压后精插滚加工工艺，其特征在于：所述内齿圈冷挤坯的齿面粗糙度Ra≤3.2μm，齿廓总偏差≤35μm，螺旋线总偏差≤70μm，齿距累积总偏差≤100μm，齿圈径跳≤100μm。


4.根据权利要求1所述的重载汽车变速箱内齿圈冷挤压后精插滚加工工艺，其特征在于：所述冷挤压工艺包括以下步骤：采用周期循环球化退火工艺，先790℃保温8～10h，降至690℃保温8～10h，再升温至790℃保温8～10h，降至690℃保温8～10h，将环形坯料硬度降低至...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝琼，赵俊平，邓尉平，李少兵，邓林亮，夏兴科，王暑斌，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42