CN112453432B - 车用齿圈坯料套切方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车用齿圈坯料套切方法,该方法按下列步骤实施:下料→端面加工→装夹→车削加工→套切加工,其中的套切加工在车床上完成,首先在车床的刀架上安装定制车刀,刀刃朝向原始坯料外伸端的端面,车刀在最大径向切削位置处作轴向进刀,每次轴向进刀至已加工的凹槽处便完成一只齿圈坯料套切,同时也剩余一截长度等于已套切齿圈坯料宽度的实心棒料,依次轴向顺序套切既定数量的齿圈坯料,最后还剩余一根与原始坯料等长,直径为Φd的实心棒料。本发明简单、实施容易、投资省、易实现批量生产,而且原材料利用率高达89%以上,另外,本发明所述套切方法属于冷加工范筹,制造过程中不需要加热,既节省工时,又节约能源。
Description
技术领域
本发明属于机械零件坯料制备工艺技术领域的一项方案,具体地讲,本发涉及一种汽车零件坯料制备方法,特别是一种车用齿圈坯料套切方法。
背景技术
齿圈是机械装备中常见的一种传动构件,其结构特征是内孔直径比壁厚大许多倍,在机械制造业中通常将径厚比值大于6的套、圈类零件称之薄壁件,汽车变速箱配置的齿圈就是一种典型的薄壁圈类零件。由于汽车变速箱配置的齿圈精度要求高,传递的扭矩相对较大,故对坯料的结构强度要求较高。为了满足汽车变速箱的配套要求,本行业通常采用两种工艺方法实现坯料生产,即辗环式和钻扩孔式。生产实践证明现有技术中的辗环式工艺方法相对先进,主要优点体现在原材料利用率高、生产效率高,缺点是必须配置专用的生产线,故投资较大,所以辗环式工艺方法仅适合大批量生产应用。钻扩孔式工艺方法很简单,其优点是对生产设备要求不高,投资也很少。缺点是原材料利用率太低,生产效率差,所以该方法应用受限,仅适合非量产阶段应用。以上两项现有技术优缺点十分明显,均有进一步改进的必要性。
发明内容
本发明主要针对现有技术的不足,提出一种车用齿圈坯料套切方法,该工艺方法技术先进、工艺路径短、配套的生产设备投资少、生产效率高、制备的坯料质量好,而且原材料利用率高。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
车用齿圈坯料套切方法,其特征在于按下列步骤实施:
1.1下料
按设计尺寸切割一段选定的圆钢棒料作为原始坯料;
1.2端面加工
用车床卡盘夹持原始坯料外壁,分别车平两端面,其中一端面上设有中心孔;
1.3装夹
在车床上用卡盘夹持已平端面的原始坯料一端外壁,预置中心孔的一端外伸并用尾架顶尖支承;
1.4车削加工
完成装夹后,首先车削原始坯料外圆至待加工齿圈坯料设定的直径ΦD,接着在该外壁上沿轴向按齿圈坯料设定宽度H分段切削径向凹槽,凹槽深度等于齿圈坯料设定壁厚B;
1.5套切加工
在车床的刀架上安装定制车刀,刀刃朝向原始坯料外伸端的端面,车刀最大径向切削位置设在ΦD-(2×B)处,车刀作轴向进刀,每次轴向进刀至已加工的凹槽处便完成一只齿圈坯料套切,同时也剩余一截长度等于已套切齿圈坯料宽度H的圆柱形实心棒料,依次轴向顺序套切既定数量的齿圈坯料,最后还剩余一根与原始坯料等长,直径为Φd的实心棒料。
作为进一步改进方案,所述车床为卧式,套切加工时卡盘转速为800~1200转/分。
作为进一步改进方案,所述车刀轴向进刀速度优选值为30~50mm/分。
本发明与现有技术相比,具有以下积极效果:
1、套切方法实施简单,配置普通卧式车床就可实现齿圈坯料成形加工,制备成本低;
2、套切方法属于冷加工工艺,没有加热、锻压和辗环等热加工工序,生产过程既快又节能;
3、应用套切方法材料利用率高,套切齿圈坯料后留下的Φd实心棒料可另有它用。
附图说明
图1是本发明套切方法实施条件的示意图。
图2是齿圈坯料结构剖面示意图。
图3是待制齿圈成品结构剖面示意图。
具体实施方式
下面根据附图并结合实施例,对本发明作进一步说明。
图1所示的车用齿圈坯料套切方法,所作实施例是制作轿车变速箱配套齿圈的坯料,该方法在图1所示的装夹条件下制作图2所示的齿圈坯料。图1所示物中包括卡盘1、原始坯料2、顶尖3和车刀4,具体套切加工按下列步骤实施:
1下料
按设计尺寸切割一段选定的圆钢棒料作为原始坯料;
2端面加工
用卧式车床卡盘1夹持原始坯料2外壁,分别车平两端面,其中一端面上设有中心孔;
3装夹
在卧式车床上用卡盘1夹持已平端面的原始坯料2一端外壁,已预置中心孔的一端外伸并用尾架顶尖3支承;
4车削加工
完成装夹后,首先车削原始坯料2外圆至待加工齿圈坯料设定的直径ΦD,接着在该外壁上沿轴向按齿圈坯料设定宽度H分段切削径向凹槽,该凹槽深度等于齿圈坯料设定壁厚B。本实施例中待加工的齿圈坯料直径ΦD=86.2mm,宽度H=17mm,壁厚B=14.9mm;
1.5套切加工
在卧式车床的刀架上安装定制车刀4,刀刃朝向原始坯料2外伸端的端面,车刀4最大径向切削位置设在ΦD-(2×B)处,即在86.2-(2×14.9)=56.4mm位置上车刀4作轴向进刀,本实施例中轴向进刀速度优选值为30mm/分,卡盘1转速优选值为800转/分。在此工况条件下,每次轴向进刀至已加工的凹槽处便完成一只齿圈坯料套切,套切一只齿圈坯料便剩余一截长度等于已套切齿圈坯料宽度H的圆柱形实心棒料。在原始坯料2上依次轴向顺序套切既定数量的齿圈坯料,最后还剩余一根与原始坯料等长,直径为Φd的实心棒料。本实施例中车刀4的套切宽度为5mm,在车刀4最大径向位置处减掉两倍套切宽度后,剩下直径为Φd=46.4mm的圆柱形实心棒料。此尺寸的实心棒料具有使用价值,可作为其它零件的原材料。
本发明最大技术效果是原材料利用率高达89%以上,比现有技术高出30%左右。本发明的损耗仅是车削外圆、平端面和车刀套切过程产生的切屑,在得到齿圈坯料的基础上,又得到相应尺寸的实心棒料。本发明另一个技术效果是套切方法实施简便,应用常规设备即可实现生产,因此投资省,易实现批量生产。另外,套切方法属于冷加工范筹,由于制造过程中不需要加热,既节省工时又节约能源。
Claims (3)
1.一种车用齿圈坯料套切方法,其特征在于按下列步骤实施:
1.1下料
按设计尺寸切割一段选定的圆钢棒料作为原始坯料;
1.2端面加工
用车床卡盘夹持原始坯料外壁,分别车平两端面,其中一端面上设有中心孔;
1.3装夹
在车床上用卡盘夹持已平端面的原始坯料一端外壁,预置中心孔的一端外伸并用尾架顶尖支承;
1.4车削加工
完成装夹后,首先车削原始坯料外圆至待加工齿圈坯料设定的直径ΦD,接着在该外壁上沿轴向按齿圈坯料设定宽度H分段切削径向凹槽,凹槽深度等于齿圈坯料设定壁厚B;
1.5套切加工
在车床的刀架上安装定制车刀,刀刃朝向原始坯料外伸端的端面,车刀最大径向切削位置设在ΦD-(2×B)处,车刀作轴向进刀,每次轴向进刀至已加工的凹槽处便完成一只齿圈坯料套切,同时也剩余一截长度等于已套切齿圈坯料宽度H的圆柱形实心棒料,依次轴向顺序套切既定数量的齿圈坯料,最后还剩余一根与原始坯料等长,直径为Φd的实心棒料。
2.根据权利要求1所述的车用齿圈坯料套切方法,其特征在于:所述车床为卧式,套切加工时卡盘转速为800~1200转/分。
3.根据权利要求1所述的车用齿圈坯料套切方法,其特征在于:所述车刀轴向进刀速度优选值为30~50mm/分。
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