CN105710620A - 轿车变速器结合齿齿轮制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轿车变速器结合齿齿轮制造工艺，包括如下工艺步骤：①温锻精密成形：加热金属坯料，坯料温度≤950℃，精密模锻成形轿车变速器结合齿形状结构以及齿形结构；②冷精整：在常温下进行端面齿部锻压成形；③倒锥齿成形：在常温下采用径向挤压法进行齿部倒锥成形。该制造工艺该制造工艺工艺简单、工序少，一次温锻精成形，余热正火后冷锻，齿轮表面不脱碳；生产的产品不但金属流线完整、综合机械性能高、质量稳定精度高、生产效率高，而且节约能源成本低，又能改善生产环境符合环保要求。
Description
技术领域
本发明属于锻造成形技术领域，涉及一种齿轮制造工艺，尤其涉及轿车变速器结合齿齿轮温冷复合锻造成形工艺。
背景技术
轿车变速器结合齿齿轮主要用于轿车变速换档，从而改变传动速比，扩大驱动转矩和转速的变化范围，以适应经常变化转速比的行驶条件，同时能使发动机在动率较高而油耗较低的情况下工作。轿车变速器结合齿齿轮属于轿车变速器关键零部件，对其制造精度和齿面强度要求很高。现有轿车变速器结合齿齿轮制造工艺，一是传统的切削和焊接加工工艺，切削和焊接加工工艺简单，容易实现生产，加工的齿轮齿面精度高，但是生产过程中材料金属流线被切断，齿轮齿部强度同于母材强度，这种工艺生产的齿轮强度低，容易发生齿损现象，二是精锻成形工艺，目前，轿车变速器结合齿齿轮普遍采用技术先进的精锻成形工艺，该工艺可以分为热精锻和冷精锻两种，热精锻时坯料加热，温度一般在1150℃左右，由于坯料软化程度高，抗变形力小，容易成形，生产效率也高，对模具的质量精度要求以及坯料尺寸要求也不高，但是，热精锻对坯料加热温度高，加热时间长，坯料内部组织发生变化，晶粒粗大，坯料表面氧化脱碳严重，直接影响齿轮表面质量，尤其影响齿部质量，精锻成形后的齿坯，往往需要通过重新加热等温正火处理使坯料内部组织重新恢复到正常状态，然后进行后道工序加工。冷精锻工艺坯料都是在常温状态下精锻成形，不存在热精锻存在的问题，但是，坯料在常温下抗变形力大，所用精锻冷压机设备吨位大，模具强度要求也很高，其次对坯料下料的尺寸要求也很高，否则容易损坏模具，冷精锻坯料成形时虽然所需吨位大，但是能较好地保留金属流线，挤压成形后的齿部强度高，热精锻工艺与冷精锻工艺比较而言，冷精锻坯料成形工艺复杂，工序也多，并且对精锻冷压机设备及成形模具要求也高。2002年中国专利1337284A公开了一种汽车变速箱结合齿齿坯制作工艺，采用精锻成形的加工方法，先将坯料进行冷摆辗预成形，再对齿形部位进行精密模锻成形，最后在冷挤压机上经冷精整后，采用径向挤压法进行齿部的倒锥成形。所述冷摆辗预成形过程中，先将坯料进行球化退火、剥皮制坯，并经磷皂化处理后，再在摆辗机上进行冷摆辗预成形。将冷摆辗预成形齿坯进行无氧化退火，并作磷皂化处理后，采用精密锻模在压力机上进行齿部精锻成形。将精锻成形的齿坯进行等温正火处理和磷皂化处理后，在冷挤压机上进行冷精整，并采用径向挤压模进行齿部倒锥成形。
该专利技术先将坯料进行球化退火、剥皮制坯，并经磷皂化处理后，再在摆辗机上进行冷摆碾预成形；接着进行无氧化退火，并作磷皂化处理后，采用精密锻模在压力机上进行齿部精锻成形，再将精锻成形的齿坯进行等温正火处理和磷皂化处理后，在冷挤压机上进行冷精整，并采用径向挤压模进行齿部倒锥成形。采用上述技术方案，不需要进行切削加工，节省材料，预成形、精锻成形和冷精整均在压力机上瞬间完成，效率高，当然成本也就降低。采用本发明的加工方法，结合齿无退刀槽、无应力集中现象，齿部强度提高；齿坯在精密模具上挤压成形，其金属流线不破坏，材料综合机械性能有提高，产品性能好，质量稳定，能满足高档轿车的使用要求。
但此专利技术球化退火、无氧化退火、等温正火就需要进行三次，浪费能源；整体坯料经过两次磷皂化，磷皂化产生废渣废气等会对环境有所影响。故生产周期长，成本高，其次，三次热处理加热温度都比较高，且时间长，容易出现齿轮表面不同程度的脱碳，给后序热处理加工带来影响。
发明内容
本发明提供一种采用温冷复合锻造成形技术，锻造成形轿车变速器结合齿齿轮制造工艺，该制造工艺工艺简单、工序少，一次温锻精成形，余热正火后冷锻，齿轮表面不脱碳；生产的产品不但金属流线完整、综合机械性能高、质量稳定精度高、生产效率高，而且节约能源成本低，又能改善生产环境符合环保要求。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
轿车变速器结合齿齿轮制造工艺，包括如下工艺步骤：
①温锻精密成形：加热金属坯料，坯料温度≤950℃，精密模锻成形轿车变速器结合齿形状结构以及齿形结构；
②冷精整：在常温下进行端面齿部锻压成形；
③倒锥齿成形：在常温下采用径向挤压法进行齿部倒锥成形。
所述的步骤①温锻精密成形过程中，先将坯料进行喷砂制坯、涂层加热后模锻成形；再冲孔后进行余热正火：利用温锻形成的余热，将温锻成形后的坯料送入等温正火炉进行余热正火，使材料内部组织恢复到正常状态，坯料硬度HRB≤86。
所述的步骤②冷精整过程中，先将温锻精密成形后的坯料进行喷砂润滑处理，再冷锻成形。
所述的步骤①温锻精密成形可分为制坯预成形和精密成形，所述的制坯预成形包括：断料、喷砂制坯、涂层加热、镦粗后预锻成形；所述的精密成形：将预锻成形后的坯料放入终锻模中整体成形轿车变速器结合齿形状结构以及齿形结构；精密成形后再冲孔，最后进行余热正火。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、本发明与现有技术热精锻工艺不同的是加热温度，本发明温锻工艺利用金属加热转变成奥氏体时屈服强度低，易于加工塑性成形的特点，先将坯料加热220℃±20℃，同时自动喷涂涂层液，最终加热至930℃±20℃，加热温度不大于950℃，不间断一次性完成加热和涂层，既保证了坯料在加热过程中表面不脱碳，又减少了加热次数节省能源；而现有技术热精锻加热温度在1150℃左右，坯料表面过热氧化脱碳。
2、本发明同时合理利用温锻后的余热进行等温正火，使材料内部组织调节到正常状态，节省了能源并且有利于后序加工，降低了成本。
3、本发明对坯料涂刷高分子润滑剂，避免了整体坯料进行磷皂化处理所带来的有害废液对环境造成污染，保护了生产环境。
4、本发明由于工序少、提高了生产效率，产品质量也得到了保证，符合当今汽车制造业的发展趋势。
附图说明
图1是本发明实施例坯料变形工艺流程图。
图中序号：1、结合部，2、直齿，3、锥形齿。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：参见附图1，一种轿车变速器结合齿齿轮制造工艺，包括如下工艺步骤：
①温锻精密成形：断料：20CrMoH材料，采用圆盘锯床断料，按图纸尺寸要求截取金属棒材；喷砂处理：对坯料进行喷砂处理，去除坯料表面氧化层；涂层加热：将坯料加热至930℃±20℃，同时对坯料表面喷涂涂层液，不间断一次性完成加热和涂层；镦粗：将涂层加热后的坯料放在已预热的模具中镦粗，模具预热温度220℃±20℃；预锻成形；精密成形：将预锻成形后的坯料放入终锻模中整体成形轿车变速器结合齿形状结构以及直齿2齿形结构；冲孔：去除结合部1；余热正火：温度控制在660℃±10℃，利用温锻形成的余热，将冲孔后的坯料送入等温正火炉进行余热正火，使材料内部组织恢复到正常状态，坯料硬度HRB≤86；
②冷精整：先将温锻精密成形后的坯料进行喷砂润滑处理，再在常温下进行端面齿部锻压成形；
③倒锥齿成形：在常温下采用径向挤压法进行齿部倒锥成形，形成锥形齿3；
④按设计图纸尺寸要求车加工后渗碳淬火：渗碳层厚度0.4-0.8mm，硬度HRC60±2。
本发明温锻工艺利用金属加热转变成奥氏体时屈服强度低，易于加工塑性成形的特点进行锻造成形，先将坯料加热220℃±20℃，同时自动喷涂涂层液，最终加热至930℃±20℃，加热温度不大于950℃，不间断一次性完成加热和涂层，既保证了坯料在加热过程中表面不脱碳，又减少了加热次数节省能源；本发明同时合理利用温锻后的余热进行等温正火，余热正火为经温锻成形后的坯料在660℃±10℃进入热处理生产线进行余热正火，使材料内部组织调节到正常状态，节省了能源并且有利于后序加工，降低了成本。
实施例只是为了便于理解本发明的技术方案，并不构成对本发明保护范围的限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容或依据本发明的技术实质对以上方案所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明保护范围之内。
Claims (4)
1.轿车变速器结合齿齿轮制造工艺，包括如下工艺步骤：
①温锻精密成形：加热金属坯料，坯料温度≤950℃，精密模锻成形轿车变速器结合齿形状结构以及齿形结构；
②冷精整：在常温下进行端面齿部锻压成形；
③倒锥齿成形：在常温下采用径向挤压法进行齿部倒锥成形。
2.根据权利要求1所述的轿车变速器结合齿齿轮制造工艺，其特征在于：所述的步骤①温锻精密成形过程中，先将坯料进行喷砂制坯、涂层加热后模锻成形；再冲孔后进行余热正火：利用温锻形成的余热，将温锻成形后的坯料送入等温正火炉进行余热正火，使材料内部组织恢复到正常状态，坯料硬度HRB≤86。
3.根据权利要求1所述的轿车变速器结合齿齿轮制造工艺，其特征在于：所述的步骤②冷精整过程中，先将温锻精密成形后的坯料进行喷砂润滑处理，再冷锻成形。
4.根据权利要求1所述的轿车变速器结合齿齿轮制造工艺，其特征在于：所述的步骤①温锻精密成形可分为制坯预成形和精密成形，所述的制坯预成形包括：断料、喷砂制坯、涂层加热、镦粗后预锻成形；所述的精密成形：将预锻成形后的坯料放入终锻模中整体成形轿车变速器结合齿形状结构以及齿形结构；精密成形后再冲孔，最后进行余热正火。
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