CN112846677A - 一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺，属于汽车主动锥齿轮加工工艺领域，带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺包括步骤1下料；步骤2制坯；步骤3立锻：坯料放入终锻模具型腔中，再通过闭式单点压力机将飞边切除；锻造后对锻件进行粗车与精车，得到主动螺旋锥齿轮。本发明公开的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺，采用立锻工艺方案锻造带凸台主动螺旋锥齿轮锻件，凸台和杆部无分模面，解决了凸台处金属回流折叠问题和杆部搓丝变形问题，同时也可提高材料利用率。

Description

一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺

技术领域

本发明涉及汽车主动锥齿轮加工工艺领域，尤其涉及一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺。

背景技术

螺旋锥齿轮是一种可以按稳定传动比平稳、低噪音传动的传动零件。在各种机械传动中，螺旋锥齿轮的传动效率最高，故对各类传动尤其是大功率传动具有很大的经济效益；传递同等扭矩时需要的传动件传动副最省空间，比皮带、链传动所需的空间尺寸小；螺旋锥齿轮传动比永久稳定，传动比稳定往往是各类机械设备的传动中对传动性能的基本要求；螺旋锥齿轮工作可靠，寿命长。

汽车后桥主动螺旋锥齿轮切齿前的精车形状为：大端为圆台或圆台+凸台，杆部为沿着圆台径向尺寸逐步减少的阶梯轴，如图1所示。其毛坯需要锻造成形，因为热锻变形过程中，原材料的铸态组织得以破碎并使晶粒细化，偏析程度得以降低并改善碳化物和夹杂物分布，此外还能焊合内部组织缺陷，和获得合理的组织纤维分布。

现主动螺旋锥齿轮基本采用卧式锻造，毛坯尺寸为精车径向尺寸增加4-5mm，可将杆部的阶梯轴锻成形，但此工艺方案会产生飞边，故材料利用率低，尤其是圆台+凸台类型主动螺旋锥齿轮，材料利用率更低，且凸台分模面处存在金属回流折叠。另外，原材料心部的缺陷和夹杂物沿分模面聚集、析出，同一截面情况下，分模面与非分模面处的存在材料组织的不同，会造成晶粒度等级有偏差，以及硬度散差大的问题，进而造成杆部的花键部位搓丝跳动超差。

主动螺旋锥齿轮现普遍采用的粗精车工艺方案为：工序5，铣两端面、钻两端中心孔到精加工尺寸——工序10，数控粗车杆部外圆和端面、车面背锥——工序15，数控粗车面锥端凸台外圆——工序20，数控精车外圆，端面，面背锥，切槽。采用端铣机床完成铣两端面和钻中心孔加工内容，再以端面和中心孔为后序加工定位基准，即以端面驱动顶尖和尾座顶尖夹紧的方式加工杆部和面背锥。由于面锥部有凸台，需要增加工序车凸台外圆，精车也采用粗车时同样的装夹方式，加工粗车同样的内容。由于凸台的外径较小，无法在车杆部时一起加工完成，故需分序加工。另外，端驱方式吃刀量较小，需车削多次才能完成加工，故生产效率不高。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺，采用立锻工艺方案锻造带凸台主动螺旋锥齿轮锻件，凸台和杆部无分模面，解决了凸台处金属回流折叠问题和杆部搓丝变形问题，提高了材料利用率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺，所述主动螺旋锥齿轮是用于汽车后桥，其特征在于，所述立锻和粗精车工艺包括：

步骤1——下料：根据消耗定额选用适应规格的圆坯料，利用中频感应加热炉将圆坯料加热到始锻温度；

步骤2——制坯：当圆坯料加热到始锻温度后，利用空气锤将热坯料的一端拔长，通过制坯型砧拔长至所需形状的预锻坯料；

步骤3——立锻：将步骤2制好的坯料放入终锻模具型腔中，利用螺旋压力机成形，再通过闭式单点压力机将飞边切除，变成主动螺旋锥齿轮锻件；

步骤4——粗车一序：粗车一序在后文中称为工序5，在粗车一序这一步骤中，利用数控车床对主动螺旋锥齿轮的圆台端面进行车加工，将中心孔钻至精加工尺寸，车锥面和工艺外圆，其中装夹方式为杆部塞入中空卡盘，利用三爪端面烤猪背锥面夹紧杆部；

步骤5——粗车二序：粗车二序在后文中称为工序10，在粗车二序这一步骤中，以中心孔端面定位，夹紧工艺外圆，利用数控车床在杆部端面上钻工艺基准孔，在钻孔过程中留有2-3mm余量，尾座顶尖顶住工艺基准孔，车端面至精加工尺寸要求，车杆部外圆和端面达到尺寸要求，尾座顶尖退出，钻中心孔至精加工尺寸要求；

步骤6——精车工序：精车工序在后文中称为工序15，在精车工序这一步骤中，对零件的外圆、端面、面背锥、切槽进行数控精车至零件的尺寸要求，此外，在此步骤中，步骤4中的工艺基准外圆被去除。

优选地，步骤1中的始锻温度在1200℃-1250℃之间。

优选地，在步骤3中，锻件经过等温正火与抛丸处理后进入车工工序。

优选地，在步骤4中，车主动螺旋锥齿轮的圆台端面的数控车床可以为平床身或斜床身。

优选地，在步骤5中，在与端面接近的非工作的顶尖圆锥面需要车加工一段让刀台阶。

本发明的有益效果为：

1、采用立锻工艺方案锻造带凸台主动螺旋锥齿轮锻件，利用空气锤制坯，筒型砧将坯料拔长至要求尺寸，再将拔长好的预锻坯料放置终锻模具型腔中，锻造成形，最后完成切边，得到主动螺旋锥齿轮锻件；该工艺杆部不会产生飞边，拔长而成的坯料同一截面的组织均匀且杆部的心部材料得到充分锻造，晶粒得到细化，凸台处也无飞边，故杜绝了金属回流折叠的质量问题；

2、通过两台数控车完成车两端面、钻两中心孔，车面锥和车杆部等加工内容，减少了一道工序，也减少了端铣机床的投入；

3、粗车杆部工序时，工艺方案采用数控车床车端面和钻中心孔，省去了专用端铣机床的加工内容。在工序5中，由于面背锥相交的外圆为圆弧过渡，故需留有后序定位基准，该基准在精车时被去除。在工序10中，以端面和面锥的工艺外圆为装夹基准，再钻工艺孔，采用一夹一顶，加大了车削吃刀量，优化了工艺节拍，车端面和杆部外圆，之后尾座顶尖退出，钻中心孔到尺寸要求。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中提供的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺的精车工序得到的最终零件的图纸；

图2是本发明具体实施方式中提供的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺中选用的坯料图；

图3是本发明具体实施方式中提供的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺中制坯成的预锻坯料图；

图4是本发明具体实施方式中提供的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺中完成立式锻造和切边后的锻件图；

图5是本发明具体实施方式中提供的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺的工序5的粗车图；

图6是本发明具体实施方式中提供的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺的工序10的粗车杆部工步图；

图7是本发明具体实施方式中提供的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺的工序10的钻中心孔至技术要求图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-图7所示，本实施例中提供的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺，主动螺旋锥齿轮是用于汽车后桥，立锻和粗精车工艺包括如下步骤：

步骤1——下料：根据消耗定额选用适应规格的圆坯料，在本实施例中选用直径为60mm的圆坯料，如图2所示，利用350KW的中频感应加热炉将圆坯料加热到始锻温度；

步骤2——制坯：当圆坯料加热到始锻温度后，利用560Kg空气锤将热坯料的一端拔长，通过制坯型砧拔长至所需形状的预锻坯料，如图3所示，该坯料的一端通过拉拔的方式沿轴向伸展；

步骤3——立锻：将步骤2制好的坯料放入终锻模具型腔中，利用63Mn螺旋压力机终锻成形，再通过315T闭式单点压力机将飞边切除，变成主动螺旋锥齿轮锻件，如图4所示；

步骤4——粗车一序：粗车一序在后文中称为工序5，在粗车一序这一步骤中，利用型号为CAK5085ni的数控车床对主动螺旋锥齿轮的圆台端面进行车加工，将中心孔钻至精加工尺寸，车锥面和工艺外圆，其中装夹方式为杆部塞入中空卡盘，利用三爪端面烤猪背锥面夹紧杆部，如图5所示；

步骤5——粗车二序：粗车二序在后文中称为工序10，在粗车二序这一步骤中，以中心孔端面定位，夹紧工艺外圆，利用另一台型号为CAK5085ni的数控车床在杆部端面上钻工艺基准孔，在钻孔过程中留有2-3mm余量，尾座顶尖顶住工艺基准孔，车端面至精加工尺寸要求，如图6所示，车杆部外圆和端面达到尺寸要求，尾座顶尖退出，钻中心孔至精加工尺寸要求，如图7所示；

步骤6——精车工序：精车工序在后文中称为工序15，在精车工序这一步骤中，对零件的外圆、端面、面背锥、切槽进行数控精车至零件的尺寸要求，此外，在此步骤中，步骤4中的工艺基准外圆被去除。

进一步地，步骤1中的始锻温度在1200℃-1250℃之间。

进一步地，在步骤3中，锻件经过等温正火与抛丸处理后进入车工工序。

进一步地，在步骤4中，车主动螺旋锥齿轮的圆台端面的数控车床可以为平床身或斜床身。

进一步地，在步骤5中，在与端面接近的非工作的顶尖圆锥面需要车加工一段让刀台阶。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺，所述主动螺旋锥齿轮是用于汽车后桥，其特征在于，所述立锻和粗精车工艺包括如下步骤：

步骤1——下料：根据消耗定额选用适应规格的圆坯料，利用中频感应加热炉将圆坯料加热到始锻温度；

步骤2——制坯：当圆坯料加热到始锻温度后，利用空气锤将热坯料的一端拔长，通过制坯型砧拔长至所需形状的预锻坯料；

步骤3——立锻：将步骤2制好的坯料放入终锻模具型腔中，利用螺旋压力机成形，再通过闭式单点压力机将飞边切除，变成主动螺旋锥齿轮锻件；

步骤4——粗车一序：粗车一序在后文中称为工序5，在粗车一序这一步骤中，利用数控车床对主动螺旋锥齿轮的圆台端面进行车加工，将中心孔钻至精加工尺寸，车锥面和工艺外圆，其中装夹方式为杆部塞入中空卡盘，利用三爪端面烤猪背锥面夹紧杆部；

步骤5——粗车二序：粗车二序在后文中称为工序10，在粗车二序这一步骤中，以中心孔端面定位，夹紧工艺外圆，利用数控车床在杆部端面上钻工艺基准孔，在钻孔过程中留有2-3mm余量，尾座顶尖顶住工艺基准孔，车端面至精加工尺寸要求，车杆部外圆和端面达到尺寸要求，尾座顶尖退出，钻中心孔至精加工尺寸要求；

步骤6——精车工序：精车工序在后文中称为工序15，在精车工序这一步骤中，对零件的外圆、端面、面背锥、切槽进行数控精车至零件的尺寸要求，此外，在此步骤中，步骤4中的工艺基准外圆被去除。

2.根据权利要求1所述的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺，其特征在于：

步骤1中的始锻温度在1200℃-1250℃之间。

3.根据权利要求1所述的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺，其特征在于：

在步骤3中，锻件经过等温正火与抛丸处理后进入车工工序。

4.根据权利要求1所述的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺，其特征在于：

在步骤4中，车主动螺旋锥齿轮的圆台端面的数控车床可以为平床身或斜床身。

5.根据权利要求1所述的一种带凸台的主动螺旋锥齿轮立锻和粗精车工艺，其特征在于：

在步骤5中，在与端面接近的非工作的顶尖圆锥面需要车加工一段让刀台阶。

Images