CN107252830A - 一种离合器齿毂制造装置及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离合器齿毂制造装置及制造方法,所述装置包括依次同轴设置的主轴、芯模、尾顶,所述芯模一端安装在主轴上,另一端设有安装尾顶的定位轴,芯模外壁沿轴向均布外纵齿,所述芯模和尾顶间设有一工件,工件敞口的一端朝向主轴套接在芯模外壁,二者存在间隙使二者刚好能发生相对旋转,工件闭合的一端穿过定位轴并通过尾顶固定;所述工件***设有数个滚轮,且滚轮绕轴线公转时至距离工件最近时,刚好能够挤压工件内壁填充到芯模外纵齿的齿底。本发明实现内外均带纵齿离合器齿毂的加工制造,成形效率和成形精度高、模具使用寿命长,而且成形后齿形已达到使用状态,无需再加工,材料利用率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种齿毂制造装置及方法,尤其涉及一种离合器齿毂制造装置及制造方法。
背景技术
国内汽车工业经历几年连续高速井喷式发展后,已步入相对稳定期,目前产销规模每年都超过2000万辆。庞大的汽车市场对变速箱离合器也需求巨大。变速箱离合器由离合器齿毂、摩擦片、钢片等组成,通过摩擦片的压紧与松开实现扭矩的接通与断开。离合器齿毂是离合器中的核心零件之一,离合器齿毂与摩擦片通常通过齿形互相咬合。离合器齿毂通常带有内纵齿、外纵齿或内外均带纵齿。离合器齿毂的齿形一般通过切削加工或锻造挤压成型两种方式。切削加工由滚齿、拉削等方式,加工效率和材料利用率较低,材料纤维流线被切断,抗疲劳冲击性能较弱,而且无法实现非贯通齿的加工。锻造挤压成型对设备吨位要求高,通常需要对坯料进行加热,能耗高。另外锻造挤压成型模具所承受的挤压强度高,使用寿命较短。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种解决上述问题,无需对坯料加热,能耗低、成形效率和成形精度高、模具使用寿命长,而且成形后齿形已达到使用状态,无需再机加,材料利用率高的一种离合器齿毂制造装置及方法。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是这样的:一种离合器齿毂制造装置,包括依次同轴设置的主轴、芯模、尾顶,所述芯模一端安装在主轴上,另一端设有安装尾顶的定位轴,芯模外壁沿轴向均布外纵齿,所述芯模和尾顶间设有一工件,所述工件为一端敞口、一端闭合的的空心筒体,闭合的一端设有一能穿过定位轴的通孔,所述工件敞口的一端朝向主轴套接在芯模外壁,二者存在间隙使二者刚好能发生相对旋转,工件闭合的一端穿过定位轴并通过尾顶固定;
所述工件***设有数个滚轮,所述滚轮外型面与需加工离合器齿毂外型面匹配,所述滚轮分别沿一轴线公转,所述轴线与主轴平行,且滚轮绕轴线公转时至距离工件最近时,刚好能够挤压工件内壁填充到芯模外纵齿的齿底;
所述滚轮、主轴均连接一控制器,由控制器控制转动。
作为优选:所述间隙为0.02mm~0.06mm。
作为优选:所述滚轮绕轴线公转时至距离工件最近时,刚好能够挤压工件内壁填充到芯模外纵齿的齿底,具体为:其公转半径r1=d-r3-r2;
其中,公转中心线与主轴回转中心线的距离为d,离合器齿毂所需的外纵齿小径半径为r3,滚轮半径为半径r2。
作为优选:包括以下步骤:
(1)根据需要加工的离合器齿毂需要,选择匹配的芯模和滚轮,所述芯模外纵齿与成品离合器齿毂内齿匹配,滚轮外型面与成品离合器齿毂外齿匹配;
(2)在主轴上依次安装芯模、工件、尾顶,所述工件与芯模存在间隙,所述尾顶压紧工件,使工件能与芯模保持同步转动,在工件***安装滚轮,安装满足滚轮的公转半径r1=d-r3-r2,其中,公转中心线与主轴回转中心线的距离为d,离合器齿毂所需的外纵齿小径半径为r3,滚轮半径为半径r2,所述滚轮分别沿各自公转的转轴做回转运动;
(3)控制器控制主轴和滚轮旋转,其中离合器齿毂的齿数为z,主轴带动芯模每次转动一个角度α=360°/z,滚轮公转一圈的时间与芯模转动一个角度α的时间相同,且芯模转动一个角度α后,滚轮正好转动到距离工件最近处,挤压工件变形,使其内壁贴合到芯模的外纵齿,并在工件外壁形成齿形,重复上述步骤,直至在工件外壁挤压完一个圆周;
(4)滚轮沿公转的转轴方向,向靠近主轴处进给一次,重复步骤(3),直至挤压出全部齿形。
作为优选:步骤(2)中,所述间隙为0.02mm~0.06mm
作为优选:步骤(4)中,所述进给距离为1~5mm。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1)可以提高内外均带纵齿的复杂离合器齿毂加工效率。本发明通过滚轮高频击打工件,使工件材料变形并填充到芯模外纵齿形成的凹槽中,同时在工件外圆周形成齿槽,获得离合器齿毂所需的齿形。通常一个离合器齿毂仅需 40~80秒即可成形,相比传统锻压多次换模,效率提高一倍以上。
(2)该发明采用逐点挤压的方式生产内外均带纵齿离合器齿毂,通过滚轮逐点高频击打工件,相比传统锻压多次换模、多个工位的加工方式,工位的减少带来的设备减少的效果非常明显。
综上,本发明涉及一种采用逐点冷挤压成形的工艺方法及其装置,实现内外均带纵齿离合器齿毂的加工制造,成形效率和成形精度高、模具使用寿命长,而且成形后齿形已达到使用状态,无需再加工,材料利用率高,是变速箱离合器齿毂制造的高效加工工艺。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明零部件相对位置关系图;
图3为图1中B-B剖视图;
图4为图3的C局部放大图。
图中:1、主轴;2、芯模;3、工件;4、滚轮;5、尾顶。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1:参见图1到图4,一种离合器齿毂制造装置,包括依次同轴设置的主轴1、芯模2、尾顶5,所述芯模2一端安装在主轴1上,另一端设有安装尾顶5的定位轴,芯模2外壁沿轴向均布外纵齿,所述芯模2和尾顶5间设有一工件3,所述工件3为一端敞口、一端闭合的的空心筒体,闭合的一端设有一能穿过定位轴的通孔,所述工件3敞口的一端朝向主轴1套接在芯模2外壁,二者存在间隙使二者刚好能发生相对旋转,工件3闭合的一端穿过定位轴并通过尾顶5固定;
所述工件3***设有数个滚轮4,所述滚轮4外型面与需加工离合器齿毂外型面匹配,所述滚轮4分别沿一轴线公转,所述轴线与主轴1平行,且滚轮 4绕轴线公转时至距离工件3最近时,刚好能够挤压工件3内壁填充到芯模2 外纵齿的齿底;
所述滚轮4、主轴1均连接一控制器,由控制器控制转动。
本实施例中:所述间隙为0.02mm~0.06mm,所述滚轮4绕轴线公转时至距离工件3最近时,刚好能够挤压工件3内壁填充到芯模2外纵齿的齿底,具体为:其公转半径r1=d-r3-r2;其中,公转中心线与主轴1回转中心线的距离为 d,离合器齿毂所需的外纵齿小径半径为r3,滚轮4半径为半径r2.
一种离合器齿毂制造装置的制造方法,包括以下步骤:
(1)根据需要加工的离合器齿毂需要,选择匹配的芯模2和滚轮4,所述芯模2外纵齿与成品离合器齿毂内齿匹配,滚轮4外型面与成品离合器齿毂外齿匹配;
(2)在主轴1上依次安装芯模2、工件3、尾顶5,所述工件3与芯模2 存在间隙,所述尾顶5压紧工件3,使工件3能与芯模2保持同步转动,在工件3***安装滚轮4,安装满足滚轮4的公转半径r1=d-r3-r2,其中,公转中心线与主轴1回转中心线的距离为d,离合器齿毂所需的外纵齿小径半径为r3,滚轮4半径为半径r2,所述滚轮4分别沿各自公转的转轴做回转运动;
(3)控制器控制主轴1和滚轮4旋转,其中离合器齿毂的齿数为z,主轴 1带动芯模2每次转动一个角度α=360°/z,滚轮4公转一圈的时间与芯模2 转动一个角度α的时间相同,且芯模2转动一个角度α后,滚轮4正好转动到距离工件3最近处,挤压工件3变形,使其内壁贴合到芯模2的外纵齿,并在工件3外壁形成齿形,重复上述步骤,直至在工件3外壁挤压完一个圆周;
(4)滚轮4沿公转的转轴方向,向靠近主轴1处进给一次,重复步骤(3),直至挤压出全部齿形。
本实施例中:步骤(2)中,所述间隙为0.02mm~0.06mm,步骤(4)中,所述进给距离为1~5mm。
为了便于说明,本实施例中,我们设主轴1的转轴为A,两个滚轮4公转的转轴分别为A1、A2;步骤(2)中,所述间隙为0.02mm~0.06mm;步骤(4) 中,所述进给距离为1~5mm。
本发明中,利用芯模2提供需加工离合器齿毂的内齿型面,利用滚轮4提供需加工离合器齿毂的外齿型面,结合控制器控制主轴1、滚轮4的转动时间和转动方向,从而使滚轮4高频击打工件3时,在工件3内、外同时形成离合器齿毂所需的齿形。通常一个离合器齿毂仅需40~80秒即可成形,相比传统锻压多次换模,效率提高一倍以上。
本发明先在工件3上加工一个圆周,然后纵向进行,最终形成带外纵齿、内纵齿的复杂离合器齿毂。
以长征机械厂特定的离合器齿毂为例,采用锻造挤压加工需五套模具,以五台设备在五个工位上流水线生产,含装料、卸料时间工序节拍为12秒,五个工位总时间为60秒左右,而采用本发明后,含装料、卸料的总加工时间为 50秒左右,效率提高近20%。
Claims (6)
1.一种离合器齿毂制造装置,包括依次同轴设置的主轴、芯模、尾顶,所述芯模一端安装在主轴上,另一端设有安装尾顶的定位轴,芯模外壁沿轴向均布外纵齿,其特征在于:所述芯模和尾顶间设有一工件,所述工件为一端敞口、一端闭合的的空心筒体,闭合的一端设有一能穿过定位轴的通孔,所述工件敞口的一端朝向主轴套接在芯模外壁,二者存在间隙使二者刚好能发生相对旋转,工件闭合的一端穿过定位轴并通过尾顶固定;
所述工件***设有数个滚轮,所述滚轮外型面与需加工离合器齿毂外型面匹配,所述滚轮分别沿一轴线公转,所述轴线与主轴平行,且滚轮绕轴线公转时至距离工件最近时,刚好能够挤压工件内壁填充到芯模外纵齿的齿底;
所述滚轮、主轴均连接一控制器,由控制器控制转动。
2.根据权利要求1所述的一种离合器齿毂制造装置,其特征在于:所述间隙为0.02mm~0.06mm。
3.根据权利要求1所述的一种离合器齿毂制造装置,其特征在于:所述滚轮绕轴线公转时至距离工件最近时,刚好能够挤压工件内壁填充到芯模外纵齿的齿底,具体为:其公转半径r1=d-r3-r2;
其中,公转中心线与主轴回转中心线的距离为d,离合器齿毂所需的外纵齿小径半径为r3,滚轮半径为半径r2。
4.根据权利要求1所述的一种离合器齿毂制造装置的制造方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)根据需要加工的离合器齿毂需要,选择匹配的芯模和滚轮,所述芯模外纵齿与成品离合器齿毂内齿匹配,滚轮外型面与成品离合器齿毂外齿匹配;
(2)在主轴上依次安装芯模、工件、尾顶,所述工件与芯模存在间隙,所述尾顶压紧工件,使工件能与芯模保持同步转动,在工件***安装滚轮,安装满足滚轮的公转半径r1=d-r3-r2,其中,公转中心线与主轴回转中心线的距离为d,离合器齿毂所需的外纵齿小径半径为r3,滚轮半径为半径r2,所述滚轮分别沿各自公转的转轴做回转运动;
(3)控制器控制主轴和滚轮旋转,其中离合器齿毂的齿数为z,主轴带动芯模每次转动一个角度α=360°/z,滚轮公转一圈的时间与芯模转动一个角度α的时间相同,且芯模转动一个角度α后,滚轮正好转动到距离工件最近处,挤压工件变形,使其内壁贴合到芯模的外纵齿,并在工件外壁形成齿形,重复上述步骤,直至在工件外壁挤压完一个圆周;
(4)滚轮沿公转的转轴方向,向靠近主轴处进给一次,重复步骤(3),直至挤压出全部齿形。
5.根据权利要求4所述的一种离合器齿毂制造装置的制造方法,其特征在于:步骤(2)中,所述间隙为0.02mm~0.06mm
6.根据权利要求4所述的一种离合器齿毂制造装置的制造方法,其特征在于:步骤(4)中,所述进给距离为1~5mm。
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