專利名稱：中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方法。
背景技術(shù)：
中小型汽車包括載重2噸以下的貨車以及載客11人以下的客車，中小型汽車后橋 從動(dòng)齒輪是中小型汽車后橋主減速箱傳遞動(dòng)力的關(guān)鍵零件之一。目前，上述從動(dòng)齒輪的制 造方法為鐓粗工步_沖孔工步_沖連皮工步_壓平工步_立式擴(kuò)孔機(jī)成形工步_精車工 步，通過(guò)精車工步后，再通過(guò)切削加工形成輪齒，進(jìn)而形成最終的從動(dòng)齒輪。上述鐓粗工步 是通過(guò)鍛錘對(duì)坯料進(jìn)行鐓粗，形成加工件，所述加工件包括兩個(gè)端面和一個(gè)側(cè)壁，由于鍛錘 擊打坯料產(chǎn)生的噪音較大，導(dǎo)致工人的勞動(dòng)環(huán)境較差。鐓粗工步后進(jìn)行的沖孔工步是通過(guò) 圓柱形沖頭先在加工件上形成一個(gè)圓柱形沖孔，后續(xù)的沖連皮工步是將沖孔打通成內(nèi)孔， 圓柱形沖孔底面距離加工件的端面之間的料體形成連皮，上述連皮通過(guò)沖連皮工步去除， 將沖孔打通形成圓柱形內(nèi)孔，然后通過(guò)壓平工步和立式擴(kuò)孔機(jī)成形工步形成與從動(dòng)齒輪形 狀和尺寸類似的鍛件，該鍛件上沒(méi)有加工出輪齒，由于采用上述工藝加工出的鍛件的端面 上會(huì)產(chǎn)生凹坑，且鍛件的橢圓度較大并會(huì)有扭曲變形，因此，上述鍛件會(huì)留出一定的加工余 量供后續(xù)的精車工步進(jìn)行精車整形，由于既需要精車整形，又需要通過(guò)切削加工出輪齒，這 就導(dǎo)致從動(dòng)齒輪在加工過(guò)程中材料消耗較大且生產(chǎn)效率低，而且，切削加工形成輪齒需要 使用螺旋銑齒機(jī)床，螺旋銑齒機(jī)床的費(fèi)用較高，使得整個(gè)從動(dòng)齒輪的生產(chǎn)成本較高。另外， 精車工步和切削都會(huì)破壞最終的從動(dòng)齒輪內(nèi)部的金屬纖維組織，使得最終的從動(dòng)齒輪的力 學(xué)性能較差，例如從動(dòng)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度、齒面接觸疲勞強(qiáng)度與耐磨性較低，使用壽命 短。上述從動(dòng)齒輪包括上端面、下端面、從動(dòng)齒輪的通孔和從動(dòng)齒輪的側(cè)壁，上述上端 面為環(huán)形平面，上述下端面上設(shè)置有輪齒，上述輪齒的輪齒錐面與從動(dòng)齒輪的徑向之間的 夾角為A2角，上述從動(dòng)齒輪的通孔包括上圓臺(tái)形部分和下圓臺(tái)形部分，上述上圓臺(tái)形部分 的小端直徑尺寸為d4且大端直徑尺寸為d3，上述上圓臺(tái)形部分的小端與上端面相連，上述 上圓臺(tái)形部分的大端與下圓臺(tái)形部分的小端相連且上圓臺(tái)形部分的內(nèi)壁與從動(dòng)齒輪的軸 向之間的夾角為A3角；上述下圓臺(tái)形部分的小端直徑尺寸為d2且大端直徑尺寸為dl，上 述下圓臺(tái)形部分的大端與下端面相連，上述下圓臺(tái)形部分的錐形內(nèi)壁與從動(dòng)齒輪的軸向夾 角為A4角；上述從動(dòng)齒輪的側(cè)壁包括錐形加工面和柱形加工面，上述錐形加工面的小端與 上述上端面相連，上述錐型加工面的大端通過(guò)柱形加工面與從動(dòng)齒輪的下端面相連，上述 錐形加工面與從動(dòng)齒輪的軸向之間的夾角為Al角。另外，中國(guó)專利00229371. 4公開(kāi)了一種錐輥碾壓機(jī)，該碾壓機(jī)屬于鍛壓機(jī)，其液 壓缸安裝在床身的上橫梁上，活動(dòng)壓頭通過(guò)軸承安裝在活動(dòng)橫梁上，可旋轉(zhuǎn)，床身，液壓缸， 活動(dòng)壓頭同軸，在活動(dòng)壓頭的軸線兩側(cè)對(duì)稱位置上，兩錐輥通過(guò)軸承安裝在活動(dòng)壓頭上，錐 輥既可公轉(zhuǎn)又可自轉(zhuǎn)，加工件安裝在兩錐輥下方的模具中，通過(guò)兩錐輥的碾壓使加工件成 形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可提高從動(dòng)齒輪的生產(chǎn)效率和力學(xué)性能且減 少材料消耗量的中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方 法，包括以下步驟A、將坯料通過(guò)鐓粗工步形成加工件，所述加工件的高度為H5 ；B、將步驟A得到的加工件置于設(shè)置有圓臺(tái)形沖頭的沖孔工位上，通過(guò)沖頭在加工 件上形成圓臺(tái)形沖孔以及沖孔連皮，所述沖孔連皮的高度為大于0且小于6mm，上述沖頭的 錐角為A3角，沖頭的小端直徑為d5 ；C、再將加工件置于設(shè)置有圓柱形沖連皮沖子和漏孔的沖連皮工位上，通過(guò)沖連皮 沖子將加工件內(nèi)的沖孔連皮除去，在加工件上形成上方為圓臺(tái)形下方為圓柱形的內(nèi)孔，所 述沖連皮沖子的直徑為d6，且Imm ( (d6-d5) ( 2mm，去除沖孔連皮后的加工件的高度為 H5 ；D、再將加工件置于預(yù)整形工位對(duì)加工件的內(nèi)孔和兩個(gè)端面進(jìn)行預(yù)整形，所述預(yù)整 形工位包括上模和下模，所述加工件置于下模上，通過(guò)上模和下模對(duì)加工件進(jìn)行模鍛，使內(nèi) 孔的圓臺(tái)形部分的小端直徑為d7，使內(nèi)孔的圓柱形部分的直徑為d6，且d7大于d6，使內(nèi)孔 的圓臺(tái)形部分的內(nèi)壁的縱截面形狀成為外凸的半徑大于IOmm的圓弧形，使加工件的兩個(gè) 端面上分別形成與側(cè)壁相連的與內(nèi)孔徑向夾角為A2角的外凸的定位錐面，且上述加工件 的高度為H5 ；E、再將加工件置于擴(kuò)孔工位上進(jìn)行擴(kuò)孔，所述擴(kuò)孔工位包括碾壓輪和設(shè)置在碾壓 輪下方的芯輥，所述芯輥包括直徑為d8的圓柱形前端和錐角為A4角的圓臺(tái)形后端，所述圓 臺(tái)形后端上直徑為d9的小端與所述圓柱形前端相連，且d9-d8 = dl-d2，所述碾壓輪沿其 側(cè)壁周向設(shè)置有環(huán)形成形槽，所述加工件通過(guò)其上的內(nèi)孔套于芯輥上且內(nèi)孔的圓柱形部分 與芯輥的圓柱形前端接觸，上述加工件通過(guò)其兩個(gè)端面上的定位錐面內(nèi)嵌于碾壓輪的成形 槽內(nèi)，上述加工件的內(nèi)孔徑向分別與碾壓輪的軸向和芯輥的軸向垂直，通過(guò)上述芯輥的自 轉(zhuǎn)以及碾壓輪的一邊自轉(zhuǎn)一邊朝芯輥下壓，使上述內(nèi)孔的圓臺(tái)形部分的內(nèi)壁成為與內(nèi)孔軸 向夾角為A4角的錐面，使上述內(nèi)孔的圓柱形部分的直徑為d4、圓臺(tái)形部分的小端直徑為d2 且大端直徑為dl，使上述內(nèi)孔的圓臺(tái)形部分的大端對(duì)應(yīng)的加工件的端面變形為外凸的與內(nèi) 孔徑向夾角為A2角的第一圓錐面，使加工件的另一端面變形為外凸的與內(nèi)孔徑向夾角為 A2角的第二圓錐面，使加工件的側(cè)壁形成相連的錐面部分和柱面部分，所述錐面部分與內(nèi) 孔軸向夾角為Al角且錐面部分的小端與所述第一圓錐面相連，所述柱面部分與第二圓錐 面相連，上述柱面部分的直徑為D4且軸向高度為H7，且加工件的軸向高度為H6 ；F、再將加工件置于輪齒成形工位上，所述輪齒成形工位包括芯模、齒形底模、浮動(dòng) 模和兩個(gè)錐輥，所述芯模包括與從動(dòng)齒輪的通孔適配的芯模外壁，上述加工件通過(guò)其通孔 嵌套在芯模外壁上，上述加工件的第二圓錐面朝向外嵌于芯模上的齒形底模的齒形型腔， 所述齒形型腔的底端與芯模外壁的底端相連且齒形型腔與從動(dòng)齒輪的輪齒適配，所述浮動(dòng) 模包括與上述齒形底模的外壁滑動(dòng)配合的環(huán)形內(nèi)壁，在上述加工件的上方且位于上述加工 件的通孔軸線兩側(cè)以上述通孔軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置有所述兩個(gè)錐輥，上述兩個(gè)錐輥的軸 線的交點(diǎn)位于上述加工件的通孔軸線上；
G、再通過(guò)步驟F中的兩個(gè)錐輥對(duì)加工件碾壓成形形成從動(dòng)齒輪，所述碾壓成形過(guò) 程為，使上述兩個(gè)錐輥繞上述加工件的通孔周向同步公轉(zhuǎn)，使上述芯模、齒形底模和浮動(dòng)模 朝兩個(gè)錐輥上移，當(dāng)浮動(dòng)模的環(huán)形內(nèi)壁的頂端與錐輥接觸時(shí)，浮動(dòng)模停止上移，當(dāng)芯模上的 加工件的第一圓錐面與上述兩個(gè)錐輥接觸時(shí)，使兩個(gè)錐輥一邊繞加工件的通孔周向同步公 轉(zhuǎn)、一邊繞各自的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)，此時(shí)，既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)的兩個(gè)錐輥、芯模外壁、齒形底模的齒 形型腔以及浮動(dòng)模的環(huán)形內(nèi)壁形成齒輪成形腔，再通過(guò)芯模和齒形底模朝兩個(gè)錐輥的同步 上移使上述加工件充滿所述齒輪成形腔，當(dāng)上述加工件通過(guò)上述齒輪成形腔形成從動(dòng)齒輪 時(shí)，碾壓成形過(guò)程完成；上述各種尺寸的含義如下Hl 從動(dòng)齒輪的軸向高度；H3 從動(dòng)齒輪的側(cè)壁的柱形加工面的軸向高度；H6 加工件的軸向高度，范圍為5mm ( (H6-H1) ( 7mm ；H7 擴(kuò)孔完成后的加工件的側(cè)壁的柱面部分的軸向高度，范圍為 Imm ^ (H7-H3) ^ 3mm ；Al角從動(dòng)齒輪的側(cè)壁的錐形加工面與從動(dòng)齒輪的軸向之間的夾角；A2角從動(dòng)齒輪的輪齒錐面與從動(dòng)齒輪的徑向之間的夾角；A3角從動(dòng)齒輪的上圓臺(tái)形部分的錐形內(nèi)壁與從動(dòng)齒輪的軸向之間的夾角；A4角從動(dòng)齒輪的通孔的下圓臺(tái)形部分的錐形內(nèi)壁與從動(dòng)齒輪的軸向之間的夾 角；Dl 從動(dòng)齒輪的側(cè)壁的柱形加工面的直徑；D4 :擴(kuò)孔完成后的加工件的側(cè)壁的柱面部分的直徑，范圍為 2mm ( (D1-D4) ( 5mm ；dl 從動(dòng)齒輪的下圓臺(tái)形部分的大端直徑；d2 從動(dòng)齒輪的下圓臺(tái)形部分的小端直徑；d4 從動(dòng)齒輪的上圓臺(tái)形部分的小端直徑；d8 芯輥的圓柱形前端的直徑，范圍為5mm彡(d4_d8)彡10mm。進(jìn)一步的是步驟A中所述的鐓粗工步為通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)以及安裝在所述開(kāi) 式曲柄壓力機(jī)上的平板式鐓粗臺(tái)對(duì)坯料進(jìn)行鐓粗成形，所述鐓粗成形通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī) 的一次行程完成。進(jìn)一步的是步驟B中所述的沖孔工位的圓臺(tái)形沖頭由開(kāi)式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)，且 圓臺(tái)形沖頭通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的一次行程在加工件上形成圓臺(tái)形沖孔以及沖孔連皮。進(jìn)一步的是步驟C中所述的圓柱形沖連皮沖子由開(kāi)式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)，且圓柱 形沖連皮沖子通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的一次行程將加工件上的沖孔連皮除去。進(jìn)一步的是步驟D中所述的上模和下模安裝在開(kāi)式曲柄壓力機(jī)上，上述上模通 過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)并通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的一次行程對(duì)所述加工件完成模鍛。進(jìn)一步的是步驟D中所述的下模上設(shè)置有定位凸臺(tái)，所述置于下模上的加工件 通過(guò)其上的內(nèi)孔的圓柱形部分套接在所述定位凸臺(tái)上進(jìn)行定位。進(jìn)一步的是步驟D中所述的加工件的兩個(gè)端面上形成的定位錐面以上述加工件 的內(nèi)孔軸向高度的中點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的橫截面為對(duì)稱面呈鏡面對(duì)稱關(guān)系。
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進(jìn)一步的是步驟G中的使兩個(gè)錐輥繞各自的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)是通過(guò)兩個(gè)錐輥與上 述加工件接觸后在繞加工件的通孔周向同步公轉(zhuǎn)時(shí)，上述兩個(gè)錐輥與加工件之間產(chǎn)生的摩 擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的有益效果是1、由于采用鍛造和碾壓成形，且不需要通過(guò)精車工步和輪齒切削成形，使得生產(chǎn) 效率較高，每分鐘可生產(chǎn)6件以上的從動(dòng)齒輪，另外，分別采用開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的一次行程 來(lái)完成鐓粗、沖盲孔，去除連皮以及預(yù)整形，可以進(jìn)一步的提高生產(chǎn)效率。2、由于不需要精車工步和輪齒切削成形，可以提高從動(dòng)齒輪的力學(xué)性能。3、由于開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的下壓量可以準(zhǔn)確控制，因此加工件在各個(gè)加工步驟中的 軸向高度可準(zhǔn)確控制，這就使得加工件在擴(kuò)孔過(guò)程中出現(xiàn)毛刺和飛邊的可能性降低。4、在預(yù)整形過(guò)程中，加工件的兩個(gè)端面上形成的定位錐面呈鏡面對(duì)稱關(guān)系，可以 有效減少預(yù)整形所需設(shè)備的載荷，減少設(shè)備投資，降低生產(chǎn)成本。5、在擴(kuò)孔過(guò)程中，由于加工件通過(guò)兩個(gè)端面上的定位錐面內(nèi)嵌于碾壓輪的成形槽 內(nèi)，且兩個(gè)定位錐面與加工件的通孔徑向的夾角相等，使得加工件容易成形，且不易產(chǎn)生毛 刺和飛邊，而且可以避免在后續(xù)的碾壓成形過(guò)程中產(chǎn)生折疊。6、由于所述兩個(gè)錐輥為對(duì)稱設(shè)置且每個(gè)錐輥的軸線與加工件的通孔軸線交于同 一點(diǎn)，這就使得在碾壓過(guò)程中不存在偏心載荷，由于不存在偏心載荷，可以使整形工位的結(jié) 構(gòu)比較簡(jiǎn)單，不需要其它的輔助設(shè)備來(lái)調(diào)整偏心載荷。7、由于錐輥的碾壓過(guò)程是一個(gè)對(duì)稱的局部累積變形過(guò)程，可以有效的消除加工件 上存在的缺陷。


圖1為將加工件上沖出圓臺(tái)形盲孔的示意圖；圖2為將加工件上連皮除去的示意圖；圖3為將加工件進(jìn)行預(yù)整形的示意圖；圖4為碾壓輪與芯輥的位置關(guān)系示意圖；圖5為擴(kuò)孔過(guò)程示意圖；圖6為擴(kuò)孔完成后的加工件的示意圖；圖7為齒輪成形腔的示意圖；圖8為碾壓成形過(guò)程的示意圖；圖9為從動(dòng)齒輪的示意圖；圖10為圖9中B區(qū)域的放大圖。圖中標(biāo)記為11-加工件，12-端面，13-側(cè)壁，14-盲孔，15-連皮，23-通孔，24-圓 柱形部分，25圓臺(tái)形部分-，26-內(nèi)壁，33-定位錐面，45-第一圓錐面，46-第二圓錐面， 48-柱面部分，49-錐面部分，50-錐形內(nèi)壁，51-從動(dòng)齒輪，52-齒輪錐面，53-下圓臺(tái)形部 分，54-從動(dòng)齒輪的通孔，55-上圓臺(tái)形部分，56-上圓臺(tái)形部分的錐形內(nèi)壁，57-從動(dòng)齒輪 的側(cè)壁，58-錐形加工面，59-柱形加工面，60-輪齒，100-圓臺(tái)形沖頭，200-圓柱形沖頭， 300-上模，301-下模，302-定位凸臺(tái)，400-碾壓輪，401-芯輥，402-成形槽，403-圓柱形前 端，404-圓臺(tái)形后端，500-錐輥，501-芯模，502-外壁，503-齒形底模，504-浮動(dòng)模，505-齒形底模的外壁，506-環(huán)形內(nèi)壁，507-齒形型腔，508-齒輪成形腔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方法，包括以下步驟A、將坯料通過(guò)鐓粗工步形成加工件11，所述加工件11的高度為H5 ；B、將步驟A得到的加工件11置于設(shè)置有圓臺(tái)形沖頭100的沖孔工位上，如圖1所 示，通過(guò)沖頭100在加工件11上形成圓臺(tái)形沖孔14以及沖孔連皮15，所述沖孔連皮15的 高度為大于0且小于6mm，上述沖頭100的錐角為A3角603，沖頭100的小端直徑為d5，d5 優(yōu)選方式為45mm ；C、再將加工件11置于設(shè)置有圓柱形沖連皮沖子200和漏孔的沖連皮工位上，如圖 2所示，通過(guò)沖連皮沖子200將加工件11內(nèi)的沖孔連皮15除去，在加工件11上形成上方為 圓臺(tái)形下方為圓柱形的內(nèi)孔23，所述沖連皮沖子200的直徑為d6，且Imm彡(d6_d5)彡2mm， 去除沖孔連皮15后的加工件11的高度為H5 ；另外，上述內(nèi)孔23的圓臺(tái)形部分25的錐角 為A3角603 ；D、如圖3所示，再將加工件11置于預(yù)整形工位對(duì)加工件11的內(nèi)孔23和兩個(gè)端面 12進(jìn)行預(yù)整形，所述預(yù)整形工位包括上模300和下模301，所述加工件11置于下模301上， 通過(guò)上模300和下模301對(duì)加工件11進(jìn)行模鍛，使內(nèi)孔23的圓臺(tái)形部分25的小端直徑為 d7，使內(nèi)孔23的圓柱形部分24的直徑為d6，且d7大于d6，使內(nèi)孔23的圓臺(tái)形部分25的 內(nèi)壁26的縱截面形狀成為外凸的半徑大于IOmm的圓弧形，使加工件11的兩個(gè)端面12上 分別形成與側(cè)壁13相連的與內(nèi)孔徑向夾角為A2角602的外凸的定位錐面33，且上述加工 件11的高度為H5 ；即預(yù)整形后的加工件11的高度與鐓粗后以及去除連皮后的加工件11的 高度相等；E、如圖4至圖6所示，再將加工件11置于擴(kuò)孔工位上進(jìn)行擴(kuò)孔，所述擴(kuò)孔工位包 括碾壓輪400和設(shè)置在碾壓輪400下方的芯輥401，所述芯輥包括直徑為d8的圓柱形前端 403和錐角為A4角604的圓臺(tái)形后端404，所述圓臺(tái)形后端404上直徑為d9的小端與所述 圓柱形前端403相連，且d9-d8 = dl-d2，所述碾壓輪400沿其側(cè)壁周向設(shè)置有環(huán)形成形槽 402，所述加工件11通過(guò)其上的內(nèi)孔23套于芯輥401上且內(nèi)孔23的圓柱形部分24與芯輥 401的圓柱形前端403接觸，上述加工件11通過(guò)其兩個(gè)端面12上的定位錐面33內(nèi)嵌于碾 壓輪400的成形槽402內(nèi)，上述加工件11的內(nèi)孔徑向分別與碾壓輪400的軸向和芯輥401 的軸向垂直，通過(guò)上述芯輥401的自轉(zhuǎn)以及碾壓輪400的一邊自轉(zhuǎn)一邊朝芯輥401下壓，使 上述內(nèi)孔23的圓臺(tái)形部分25的內(nèi)壁26成為與內(nèi)孔軸向夾角為A4角604的錐面，使上述 內(nèi)孔23的圓柱形部分24的直徑為d4、圓臺(tái)形部分25的小端直徑為d2且大端直徑為dl， 使上述內(nèi)孔23的圓臺(tái)形部分25的大端對(duì)應(yīng)的加工件11的端面變形為外凸的與內(nèi)孔徑向 夾角為A2角602的第一圓錐面45，使加工件11的另一端面變形為外凸的與內(nèi)孔徑向夾角 為A2角602的第二圓錐面46，使加工件11的側(cè)壁13形成相連的錐面部分49和柱面部分 48，所述錐面部分49與內(nèi)孔軸向夾角為Al角601且錐面部分49的小端與所述第一圓錐面 45相連，所述柱面部分48與第二圓錐面46相連，上述柱面部分48的直徑為D4且軸向高度 為H7，且加工件11的軸向高度為H6 ；
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F、如圖7所示，再將加工件11置于輪齒成形工位上，所述輪齒成形工位包括芯模
501、齒形底模503、浮動(dòng)模504和兩個(gè)錐輥500，所述芯模501包括與從動(dòng)齒輪的通孔53適 配的芯模外壁502，上述加工件11通過(guò)其通孔23嵌套在芯模外壁502上，上述加工件11的 第二圓錐面46朝向外嵌于芯模501上的齒形底模503的齒形型腔507，所述齒形型腔507 的底端與芯模外壁502的底端相連且齒形型腔507與從動(dòng)齒輪51的輪齒60適配，所述浮 動(dòng)模504包括與上述齒形底模的外壁505滑動(dòng)配合的環(huán)形內(nèi)壁506，在上述加工件11的上 方且位于上述加工件11的通孔軸線兩側(cè)以上述通孔軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置有所述兩個(gè)錐 輥500，上述兩個(gè)錐輥500的軸線的交點(diǎn)位于上述加工件11的通孔軸線上；G、如圖8至圖10所示，再通過(guò)步驟F中的兩個(gè)錐輥500對(duì)加工件11進(jìn)行碾壓成 形形成從動(dòng)齒輪51，所述碾壓成形過(guò)程為，使上述兩個(gè)錐輥500繞上述加工件11的通孔周 向同步公轉(zhuǎn)，使上述芯模501、齒形底模503和浮動(dòng)模504朝兩個(gè)錐輥500上移，當(dāng)浮動(dòng)模 504的環(huán)形內(nèi)壁506的頂端與錐輥接觸時(shí)，浮動(dòng)模504停止上移，當(dāng)芯模501上的加工件 11的第一圓錐面45與上述兩個(gè)錐輥500接觸時(shí)，使兩個(gè)錐輥500 —邊繞加工件11的通孔 周向同步公轉(zhuǎn)、一邊繞各自的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)，此時(shí)，既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)的兩個(gè)錐輥500、芯模外壁
502、齒形底模503的齒形型腔507以及浮動(dòng)模504的環(huán)形內(nèi)壁506形成齒輪成形腔508，再 通過(guò)芯模501和齒形底模503朝兩個(gè)錐輥500的同步上移使上述加工件11充滿所述齒輪 成形腔508，當(dāng)上述加工件通過(guò)上述齒輪成形腔508形成從動(dòng)齒輪51時(shí)，碾壓成形過(guò)程完 成。另外，步驟G中的使兩個(gè)錐輥繞各自的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)是通過(guò)兩個(gè)錐輥與上述加工件接 觸后在繞加工件的通孔周向同步公轉(zhuǎn)時(shí)，上述兩個(gè)錐輥與加工件之間產(chǎn)生的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn) 的，這樣有利于簡(jiǎn)化兩個(gè)錐輥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也有利于節(jié)約能源，當(dāng)然上述兩個(gè)錐輥繞各自轉(zhuǎn) 繞進(jìn)行自轉(zhuǎn)也可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)完成，只是這樣會(huì)使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且能源消耗較 大。上述各種尺寸的含義如下Hl 從動(dòng)齒輪51的軸向高度；H3 從動(dòng)齒輪的側(cè)壁57的柱形加工面59的軸向高度；H6 加工件11的軸向高度，范圍為5謹(jǐn)彡(H6-H1)彡7謹(jǐn)；H7 擴(kuò)孔完成后的加工件11的側(cè)壁13的柱面部分48的軸向高度，范圍為 Imm ^ (H7-H3) ^ 3mm ；Al角從動(dòng)齒輪的側(cè)壁57的錐形加工面58與從動(dòng)齒輪51的軸向之間的夾角；A2角從動(dòng)齒輪51的輪齒錐面52與從動(dòng)齒輪51的徑向之間的夾角；A3角從動(dòng)齒輪51的上圓臺(tái)形部分的錐形內(nèi)壁56與從動(dòng)齒輪51的軸向之間的 夾角；A4角從動(dòng)齒輪的通孔54的下圓臺(tái)形部分53的錐形內(nèi)壁50與從動(dòng)齒輪51的軸 向之間的夾角；Dl 從動(dòng)齒輪的側(cè)壁57的柱形加工面59的直徑；D4:擴(kuò)孔完成后的加工件11的側(cè)壁13的柱面部分48的直徑，范圍為 2mm ( (D1-D4) ( 5mm ；dl 從動(dòng)齒輪51的下圓臺(tái)形部分53的大端直徑；d2 從動(dòng)齒輪51的下圓臺(tái)形部分53的小端直徑；
d4 從動(dòng)齒輪51的上圓臺(tái)形部分55的小端直徑；d8 芯輥401的圓柱形前端403的直徑，范圍為5謹(jǐn)彡(d4_d8)彡10謹(jǐn)。為了提高生產(chǎn)效率，進(jìn)一步的是步驟A中所述的鐓粗工步為通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力 機(jī)以及安裝在所述開(kāi)式曲柄壓力機(jī)上的平板式鐓粗臺(tái)對(duì)坯料進(jìn)行鐓粗成形，所述鐓粗成形 通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的一次行程完成。類似的，步驟B中所述的沖孔工位的圓臺(tái)形沖頭100 由開(kāi)式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)，且圓臺(tái)形沖頭100通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的一次行程在加工件11上 形成圓臺(tái)形沖孔14以及沖孔連皮15。另外，上述鐓粗以及沖孔可以在同一臺(tái)開(kāi)式曲柄壓力 機(jī)上進(jìn)行，即通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的第一次行程完成鐓粗，再通過(guò)第二次行程完成沖孔，這 樣不但可提高生產(chǎn)效率，也可以降低設(shè)備成本。為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，步驟C中所述的圓柱形沖連皮沖子200由開(kāi)式曲柄壓 力機(jī)驅(qū)動(dòng)，且圓柱形沖連皮沖子200通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的一次行程將加工件11上的沖孔 連皮15除去。類似的，步驟D中所述的上模300和下模301安裝在開(kāi)式曲柄壓力機(jī)上，上 述上模300通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)并通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的一次行程對(duì)所述加工件11 完成模鍛。另外，上述去除連皮以及模鍛可以在同一臺(tái)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)上完成，即通過(guò)上述 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的第一次行程完成去連皮，通過(guò)上述開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的第二次行程完成模 鍛，這樣不但可進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，也可以進(jìn)一步降低設(shè)備成本。為了便于模鍛過(guò)程中的加工件進(jìn)行定位，提高模鍛后的加工件的形狀和尺寸精 度，步驟D中所述的下模301上設(shè)置有定位凸臺(tái)302，所述置于下模301上的加工件11通過(guò) 其上的內(nèi)孔23的圓柱形部分24套接在所述定位凸臺(tái)302上進(jìn)行定位。為了有效減少預(yù)整形所需設(shè)備的載荷，減少設(shè)備投資，降低生產(chǎn)成本，步驟D中所 述的加工件11的兩個(gè)端面12上形成的定位錐面33以上述加工件11的內(nèi)孔軸向高度的中 點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的橫截面為對(duì)稱面呈鏡面對(duì)稱關(guān)系。
權(quán)利要求
中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方法，其特征是包括以下步驟A、將坯料通過(guò)鐓粗工步形成加工件(11)，所述加工件(11)的高度為H5；B、將步驟A得到的加工件(11)置于設(shè)置有圓臺(tái)形沖頭(100)的沖孔工位上，通過(guò)沖頭(100)在加工件(11)上形成圓臺(tái)形沖孔(14)以及沖孔連皮(15)，所述沖孔連皮(15)的高度為大于0且小于6mm，上述沖頭(100)的錐角為A3角(603)，沖頭(100)的小端直徑為d5；C、再將加工件(11)置于設(shè)置有圓柱形沖連皮沖子(200)和漏孔的沖連皮工位上，通過(guò)沖連皮沖子(200)將加工件(11)內(nèi)的沖孔連皮(15)除去，在加工件(11)上形成上方為圓臺(tái)形下方為圓柱形的內(nèi)孔(23)，所述沖連皮沖子(200)的直徑為d6，且1mm≤(d6 d5)≤2mm，去除沖孔連皮(15)后的加工件(11)的高度為H5；D、再將加工件(11)置于預(yù)整形工位對(duì)加工件(11)的內(nèi)孔(23)和兩個(gè)端面(12)進(jìn)行預(yù)整形，所述預(yù)整形工位包括上模(300)和下模(301)，所述加工件(11)置于下模(301)上，通過(guò)上模(300)和下模(301)對(duì)加工件(11)進(jìn)行模鍛，使內(nèi)孔(23)的圓臺(tái)形部分(25)的小端直徑為d7，使內(nèi)孔(23)的圓柱形部分(24)的直徑為d6，且d7大于d6，使內(nèi)孔(23)的圓臺(tái)形部分(25)的內(nèi)壁(26)的縱截面形狀成為外凸的半徑大于10mm的圓弧形，使加工件(11)的兩個(gè)端面(12)上分別形成與側(cè)壁(13)相連的與內(nèi)孔徑向夾角為A2角(602)的外凸的定位錐面(33)，且上述加工件(11)的高度為H5；E、再將加工件(11)置于擴(kuò)孔工位上進(jìn)行擴(kuò)孔，所述擴(kuò)孔工位包括碾壓輪(400)和設(shè)置在碾壓輪(400)下方的芯輥(401)，所述芯輥包括直徑為d8的圓柱形前端(403)和錐角為A4角(604)的圓臺(tái)形后端(404)，所述圓臺(tái)形后端(404)上直徑為d9的小端與所述圓柱形前端(403)相連，且d9 d8＝d1 d2，所述碾壓輪(400)沿其側(cè)壁周向設(shè)置有環(huán)形成形槽(402)，所述加工件(11)通過(guò)其上的內(nèi)孔(23)套于芯輥(401)上且內(nèi)孔(23)的圓柱形部分(24)與芯輥(401)的圓柱形前端(403)接觸，上述加工件(11)通過(guò)其兩個(gè)端面(12)上的定位錐面(33)內(nèi)嵌于碾壓輪(400)的成形槽(402)內(nèi)，上述加工件(11)的內(nèi)孔徑向分別與碾壓輪(400)的軸向和芯輥(401)的軸向垂直，通過(guò)上述芯輥(401)的自轉(zhuǎn)以及碾壓輪(400)的一邊自轉(zhuǎn)一邊朝芯輥(401)下壓，使上述內(nèi)孔(23)的圓臺(tái)形部分(25)的內(nèi)壁(26)成為與內(nèi)孔軸向夾角為A4角(604)的錐面，使上述內(nèi)孔(23)的圓柱形部分(24)的直徑為d4、圓臺(tái)形部分(25)的小端直徑為d2且大端直徑為d1，使上述內(nèi)孔(23)的圓臺(tái)形部分(25)的大端對(duì)應(yīng)的加工件(11)的端面變形為外凸的與內(nèi)孔徑向夾角為A2角(602)的第一圓錐面(45)，使加工件(11)的另一端面變形為外凸的與內(nèi)孔徑向夾角為A2角(602)的第二圓錐面(46)，使加工件(11)的側(cè)壁(13)形成相連的錐面部分(49)和柱面部分(48)，所述錐面部分(49)與內(nèi)孔軸向夾角為A1角(601)且錐面部分(49)的小端與所述第一圓錐面(45)相連，所述柱面部分(48)與第二圓錐面(46)相連，上述柱面部分(48)的直徑為D4且軸向高度為H7，且加工件(11)的軸向高度為H6；F、再將加工件(11)置于輪齒成形工位上，所述輪齒成形工位包括芯模(501)、齒形底模(503)、浮動(dòng)模(504)和兩個(gè)錐輥(500)，所述芯模(501)包括與從動(dòng)齒輪的通孔(53)適配的芯模外壁(502)，上述加工件(11)通過(guò)其通孔(23)嵌套在芯模外壁(502)上，上述加工件(11)的第二圓錐面(46)朝向外嵌于芯模(501)上的齒形底模(503)的齒形型腔(507)，所述齒形型腔(507)的底端與芯模外壁(502)的底端相連且齒形型腔(507)與從動(dòng)齒輪(51)的輪齒(60)適配，所述浮動(dòng)模(504)包括與上述齒形底模的外壁(505)滑動(dòng)配合的環(huán)形內(nèi)壁(506)，在上述加工件(11)的上方且位于上述加工件(11)的通孔軸線兩側(cè)以上述通孔軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置有所述兩個(gè)錐輥(500)，上述兩個(gè)錐輥(500)的軸線的交點(diǎn)位于上述加工件(11)的通孔軸線上；G、再通過(guò)步驟F中的兩個(gè)錐輥(500)對(duì)加工件(11)碾壓成形形成從動(dòng)齒輪(51)，所述碾壓成形過(guò)程為，使上述兩個(gè)錐輥(500)繞上述加工件(11)的通孔周向同步公轉(zhuǎn)，使上述芯模(501)、齒形底模(503)和浮動(dòng)模(504)朝兩個(gè)錐輥(500)上移，當(dāng)浮動(dòng)模(504)的環(huán)形內(nèi)壁(506)的頂端與錐輥接觸時(shí)，浮動(dòng)模(504)停止上移，當(dāng)芯模(501)上的加工件(11)的第一圓錐面(45)與上述兩個(gè)錐輥(500)接觸時(shí)，使兩個(gè)錐輥(500)一邊繞加工件(11)的通孔周向同步公轉(zhuǎn)、一邊繞各自的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)，此時(shí)，既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)的兩個(gè)錐輥(500)、芯模外壁(502)、齒形底模(503)的齒形型腔(507)以及浮動(dòng)模(504)的環(huán)形內(nèi)壁(506)形成齒輪成形腔(508)，再通過(guò)芯模(501)和齒形底模(503)朝兩個(gè)錐輥(500)的同步上移使上述加工件(11)充滿所述齒輪成形腔(508)，當(dāng)上述加工件通過(guò)上述齒輪成形腔(508)形成從動(dòng)齒輪(51)時(shí)，碾壓成形過(guò)程完成；上述各種尺寸的含義如下H1從動(dòng)齒輪(51)的軸向高度；H3從動(dòng)齒輪的側(cè)壁(57)的柱形加工面(59)的軸向高度；H6加工件(11)的軸向高度，范圍為5mm≤(H6 H1)≤7mm；H7擴(kuò)孔完成后的加工件(11)的側(cè)壁(13)的柱面部分(48)的軸向高度，范圍為1mm≤(H7 H3)≤3mm；A1角從動(dòng)齒輪的側(cè)壁(57)的錐形加工面(58)與從動(dòng)齒輪(51)的軸向之間的夾角；A2角從動(dòng)齒輪(51)的輪齒錐面(52)與從動(dòng)齒輪(51)的徑向之間的夾角；A3角從動(dòng)齒輪(51)的上圓臺(tái)形部分的錐形內(nèi)壁(56)與從動(dòng)齒輪(51)的軸向之間的夾角；A4角從動(dòng)齒輪的通孔(54)的下圓臺(tái)形部分(53)的錐形內(nèi)壁(50)與從動(dòng)齒輪(51)的軸向之間的夾角；D1從動(dòng)齒輪的側(cè)壁(57)的柱形加工面(59)的直徑；D4擴(kuò)孔完成后的加工件(11)的側(cè)壁(13)的柱面部分(48)的直徑，范圍為2mm≤(D1 D4)≤5mm；d1從動(dòng)齒輪(51)的下圓臺(tái)形部分(53)的大端直徑；d2從動(dòng)齒輪(51)的下圓臺(tái)形部分(53)的小端直徑；d4從動(dòng)齒輪(51)的上圓臺(tái)形部分(55)的小端直徑；d8芯輥(401)的圓柱形前端(403)的直徑，范圍為5mm≤(d4 d8)≤10mm。
2.如權(quán)利要求1所述的中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方法，其特征是步驟A中所 述的鐓粗工步為通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)以及安裝在所述開(kāi)式曲柄壓力機(jī)上的平板式鐓粗臺(tái) 對(duì)坯料進(jìn)行鐓粗成形，所述鐓粗成形通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的一次行程完成。
3.如權(quán)利要求1所述的中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方法，其特征是步驟B中所 述的沖孔工位的圓臺(tái)形沖頭(100)由開(kāi)式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)，且圓臺(tái)形沖頭(100)通過(guò)開(kāi)式 曲柄壓力機(jī)的一次行程在加工件(11)上形成圓臺(tái)形沖孔(14)以及沖孔連皮(15)。3
4.如權(quán)利要求1所述的中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方法，其特征是步驟C中所 述的圓柱形沖連皮沖子(200)由開(kāi)式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)，且圓柱形沖連皮沖子(200)通過(guò)開(kāi) 式曲柄壓力機(jī)的一次行程將加工件(11)上的沖孔連皮(15)除去。
5.如權(quán)利要求1所述的中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方法，其特征是步驟D中所 述的上模(300)和下模(301)安裝在開(kāi)式曲柄壓力機(jī)上，上述上模(300)通過(guò)開(kāi)式曲柄壓 力機(jī)驅(qū)動(dòng)并通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的一次行程對(duì)所述加工件(11)完成模鍛。
6.如權(quán)利要求1所述的中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方法，其特征是步驟D中所 述的下模(301)上設(shè)置有定位凸臺(tái)(302)，所述置于下模(301)上的加工件(11)通過(guò)其上 的內(nèi)孔(23)的圓柱形部分(24)套接在所述定位凸臺(tái)(302)上進(jìn)行定位。
7.如權(quán)利要求1所述的中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方法，其特征是步驟D中所 述的加工件(11)的兩個(gè)端面(12)上形成的定位錐面(33)以上述加工件(11)的內(nèi)孔軸向 高度的中點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的橫截面為對(duì)稱面呈鏡面對(duì)稱關(guān)系。
8.如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方法，其特征 是步驟G中的使兩個(gè)錐輥(500)繞各自的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)是通過(guò)兩個(gè)錐輥(500)與上述加 工件(11)接觸后在繞加工件(11)的通孔周向同步公轉(zhuǎn)時(shí)，上述兩個(gè)錐輥(500)與加工件 (11)之間產(chǎn)生的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的制造方法，可提高從動(dòng)齒輪的生產(chǎn)效率和力學(xué)性能且減少材料消耗量。上述制造方法包括先將坯料鐓粗成加工件，再將加工件進(jìn)行沖孔和去連皮，然后將加工件進(jìn)行預(yù)整形以及擴(kuò)孔，最后將加工件通過(guò)碾壓成形，形成從動(dòng)齒輪。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述方法由于為直接成形，無(wú)需經(jīng)過(guò)齒形初切加工，因此可提高生產(chǎn)效率，還可提高從動(dòng)齒輪的力學(xué)性能。上述鐓粗、擴(kuò)孔、去連皮以及預(yù)整形都可通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)來(lái)完成，通過(guò)開(kāi)式曲柄壓力機(jī)可對(duì)加工件的軸向高度精確控制，從而有利于減少在加工過(guò)程中產(chǎn)生毛刺以及飛邊等缺陷的可能性。
文檔編號(hào)B21K1/30GK101966553SQ201010510388
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者周祝道, 周裕川, 楊璐伊 申請(qǐng)人:周祝道