專利名稱：中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的中間成形體制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的中間成形體制造方法。
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，形成中間成形體，再通過(guò)切削加工在中間成形體上加工出輪齒，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)成形工步形成與中間成形體形狀和尺寸類似的鍛件，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，相對(duì)于中間成形體，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，使鍛件通過(guò)精車工步形成中間成 形體，這就導(dǎo)致中間成形體在加工過(guò)程中材料消耗較大且生產(chǎn)效率低，并且，精車工步會(huì)破 壞鍛件內(nèi)部的金屬纖維組織，使得中間成形體的力學(xué)性能較差，這就導(dǎo)致最終的從動(dòng)齒輪 的力學(xué)性能較差。上述中間成形體與最終的從動(dòng)齒輪的形狀類似，只是中間成形體上沒(méi)有輪齒，上 述中間成形體上設(shè)置有內(nèi)孔，內(nèi)孔包括下圓臺(tái)形部分和上圓臺(tái)形部分，上述上圓臺(tái)形部分 的小端直徑為d4且大端直徑為d3，上圓臺(tái)形部分的錐形內(nèi)壁與內(nèi)孔軸向夾角為A3角，上 述下圓臺(tái)形部分的小端與上圓臺(tái)形部分的大端相連，上述下圓臺(tái)形部分的小端直徑為d2 且大端直徑為dl，下圓臺(tái)形部分的小端與大端之間的內(nèi)壁上部與中間成形體的軸向夾角為 A4角，上述下圓臺(tái)形部分的大端位于中間成形體的下端面，所述下端面由一個(gè)環(huán)形平面和 與環(huán)形平面相連的外凸的與內(nèi)孔徑向夾角為A2角的下端錐面組成，上述中間成形體的側(cè) 壁的柱形加工面與上述下端錐面相連，上述柱形加工面的軸向高度為H3且對(duì)應(yīng)的圓周直 徑為D1，上述柱形加工面的上方為中間成形體的側(cè)壁的錐形加工面，上述錐形加工面與內(nèi) 孔軸向夾角為Al角，且上述錐形加工面的小端與中間成形體的上端面相連，上述中間成形 體的上端面為環(huán)狀平面且上述中間成形體的內(nèi)孔的上圓臺(tái)形部分的小端位于上端面上。另外，中國(guó)專利00229371. 4公開了一種錐輥碾壓機(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生產(chǎn)效率且減少材料消耗量的中小型 汽車后橋從動(dòng)齒輪的中間成形體制造方法。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)齒輪的中間成 形體制造方法，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、再將加工件置于整形工位上，所述整形工位包括芯模、底模、凹模和兩個(gè)錐輥， 上述加工件通過(guò)內(nèi)孔嵌套在芯模的外壁上，所述芯模的外壁形狀與中間成形體的內(nèi)孔形狀 適配，所述加工件的第二圓錐面朝向外嵌于芯模上的底模的載置面，所述底模的載置面的 底端與芯模的外壁的底端相連且上述載置面與中間成形體的下端面適配，上述底模上外嵌 有凹模，所述凹模包括與底模的載置面的頂端相連的環(huán)繞在加工件外側(cè)的環(huán)形內(nèi)壁，所述 環(huán)形內(nèi)壁的高度為H3且其對(duì)應(yīng)的圓周直徑為D1，在上述加工件的上方且位于上述加工件 的內(nèi)孔軸線兩側(cè)以上述內(nèi)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
6的交點(diǎn)位于上述加工件的內(nèi)孔軸線上；G、通過(guò)步驟F中的兩個(gè)錐輥對(duì)上述加工件碾壓成形形成中間成形體，所述碾壓成 形是通過(guò)上述兩個(gè)錐輥一邊繞加工件的內(nèi)孔周向同步公轉(zhuǎn)、一邊繞各自的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)以 及一邊同步向下運(yùn)動(dòng)對(duì)上述加工件的第一圓錐面和側(cè)壁的錐面部分進(jìn)行碾壓，使加工件的 內(nèi)孔與芯模適配，使加工件的第二圓錐面與底模的載置面適配，使加工件的側(cè)壁的柱面部 分與凹模的環(huán)形內(nèi)壁適配，使加工件的第一圓錐面和加工件的側(cè)壁的錐面部分分別成為中 間成形體的上端面和中間成形體的側(cè)壁的錐形加工面，上述加工件通過(guò)碾壓成形后成為中 間成形體；上述各種尺寸的含義如下Hl 中間成形體的軸向高度；H3 中間成形體的側(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角中間成形體的側(cè)壁的錐形加工面與中間成形體的軸向之間的夾角；A2角中間成形體的下端面上的下端錐面與中間成形體的徑向之間的夾角；A3角中間成形體的上圓臺(tái)形部分的錐形內(nèi)壁與中間成形體的軸向之間的夾角；A4角中間成形體的內(nèi)孔的下圓臺(tái)形部分的內(nèi)壁上部與中間成形體的軸向之間 的夾角；Dl 中間成形體的側(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 中間成形體的下圓臺(tái)形部分的大端直徑；d2 中間成形體的下圓臺(tái)形部分的小端直徑；d4 中間成形體的上圓臺(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 ( (d4_d8) ( 10mm。進(jìn)一步的是步驟A中所述的鐓粗工步為通過(guò)開式曲柄壓力機(jī)以及安裝在所述開 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)形沖頭由開式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)，且 圓臺(tái)形沖頭通過(guò)開式曲柄壓力機(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式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)，且圓柱 形沖連皮沖子通過(guò)開式曲柄壓力機(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式曲柄壓力機(jī)上，上述上模通 過(guò)開式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)并通過(guò)開式曲柄壓力機(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。
本發(fā)明的有益效果是1、由于采用鍛造和碾壓成形，使得生產(chǎn)效率較高，每分鐘可生產(chǎn)6件以上的中間 成形體，另外，分別采用開式曲柄壓力機(jī)的一次行程來(lái)完成鐓粗、沖沖孔，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，可以提高中間成形體的力學(xué)性能。3、由于開式曲柄壓力機(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內(nèi)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內(nèi)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，消除了上下端面的不平 整及外圓的橢圓度較大等缺陷，因此減少了切削加工余量，節(jié)約了原材料。


圖1為將加工件上沖出圓臺(tái)形沖孔的示意圖；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為整形工位的示意圖；圖8為中間成形體的示意圖；圖9為圖8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-沖孔，15-連皮，23-內(nèi)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-內(nèi)壁上部，51-中間成形體，52-下端面，53-下圓臺(tái)形部 分，54-中間成形體的內(nèi)孔，55-上圓臺(tái)形部分，56-上端面，57-中間成形體的側(cè)壁，58-錐 形加工面，59-柱形加工面，60-下端錐面，61-錐形內(nèi)壁，100-沖頭，200-沖連皮沖子， 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-底模，504-載置面，505-凹模， 506-環(huán)形內(nèi)壁，601-A1 角，602-A2 角，603-A3 角，604-A4 角。
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。
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中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的中間成形體制造方法，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 ；F、如圖6和圖7所示，將步驟E得到的加工件11置于整形工位上，所述整形工位 包括芯模501、底模503、凹模505和兩個(gè)錐輥500，上述加工件11通過(guò)內(nèi)孔23嵌套在芯模 501的外壁502上，所述芯模501的外壁502形狀與中間成形體的內(nèi)孔54形狀適配，所述 加工件11的第二圓錐面46朝向外嵌于芯模501上的底模503的載置面504，所述底模503
9的載置面504的底端與芯模501的外壁502的底端相連且上述載置面504與中間成形體51 的下端面52適配，上述底模503上外嵌有凹模505，所述凹模505包括與底模503的載置面 504的頂端相連的環(huán)繞在加工件11外側(cè)的環(huán)形內(nèi)壁506，所述環(huán)形內(nèi)壁506的高度為H3且 其對(duì)應(yīng)的圓周直徑為D1，在上述加工件11的上方且位于上述加工件11的內(nèi)孔軸線兩側(cè)以 上述內(nèi)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的內(nèi)孔軸線上；G、如圖7至圖9所示，通過(guò)步驟F中的兩個(gè)錐輥500對(duì)上述加工件11碾壓成形， 所述碾壓成形是通過(guò)上述兩個(gè)錐輥500 —邊繞加工件11的內(nèi)孔周向同步公轉(zhuǎn)、一邊繞各自 的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)以及一邊同步向下運(yùn)動(dòng)對(duì)上述加工件11的第一圓錐面45和側(cè)壁13的錐 面部分49進(jìn)行碾壓，使加工件11的內(nèi)孔23與芯模501適配，使加工件11的第二圓錐面46 與底模503的載置面504適配，使加工件11的側(cè)壁13的柱面部分48與凹模505的環(huán)形內(nèi) 壁506適配，使加工件11的第一圓錐面45和加工件11的側(cè)壁13的錐面部分49分別成為 中間成形體51的上端面56和中間成形體的側(cè)壁57的錐形加工面58，上述加工件11通過(guò) 碾壓成形后成為中間成形體51。上述加工件的內(nèi)孔與芯模適配可使加工件的內(nèi)孔形狀與最 終的中間成形體的內(nèi)孔形狀相同；上述加工件的第二圓錐面與底模的載置面適配是指第二 圓錐面與載置面完全貼合，進(jìn)而通過(guò)載置面的成形作用使加工件的第二圓錐面變形成為中 間成形體的下端面；上述加工件的側(cè)壁的柱面部分與凹模的環(huán)形內(nèi)壁適配，可以使加工件 的側(cè)壁的柱面部分的高度為H3且其對(duì)應(yīng)的圓周直徑為D1，即與中間成形體的側(cè)壁的柱面 部分的高度以及對(duì)應(yīng)的圓周直徑相同。另外，上述每個(gè)錐輥上都設(shè)置有用于碾壓加工件的 第一圓錐面的碾壓錐面以及用于形成中間成形體的側(cè)壁的錐面部分的碾壓成形平面，上述 碾壓成形平面與碾壓錐面相連，通過(guò)碾壓錐面使加工件的第一圓錐面下壓變形成為中間成 形體的上端面，通過(guò)碾壓成形平面使加工件的側(cè)壁的錐面部分形成中間成形體的側(cè)壁的錐 面部分；上述各種尺寸的含義如下Hl 中間成形體51的軸向高度；H3 中間成形體的側(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角中間成形體的側(cè)壁57的錐形加工面58與中間成形體51的軸向之間的夾 角；A2角中間成形體51的下端面52上的下端錐面60與中間成形體的徑向之間的
夾角；A3角中間成形體51的上圓臺(tái)形部分55的錐形內(nèi)壁61與中間成形體51的軸向 之間的夾角；A4角中間成形體的內(nèi)孔54的下圓臺(tái)形部分53的內(nèi)壁上部50與中間成形體的 軸向之間的夾角；Dl 中間成形體的側(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
102mm ( (D1-D4) ( 5mm ；dl 中間成形體51的下圓臺(tái)形部分53的大端直徑；d2 中間成形體51的下圓臺(tái)形部分53的小端直徑；d4 中間成形體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)開式曲柄壓力 機(jī)以及安裝在所述開式曲柄壓力機(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 由開式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)，且圓臺(tái)形沖頭100通過(guò)開式曲柄壓力機(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)開式曲柄壓力 機(jī)上進(jìn)行，即通過(guò)開式曲柄壓力機(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安裝在開式曲柄壓力機(jī)上，上 述上模300通過(guò)開式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)并通過(guò)開式曲柄壓力機(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)開式曲柄壓力機(jī)上完成，即通過(guò)上述 開式曲柄壓力機(jī)的第一次行程完成去連皮，通過(guò)上述開式曲柄壓力機(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)齒輪的中間成形體制造方法，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)置于整形工位上，所述整形工位包括芯模(501)、底模(503)、凹模(505)和兩個(gè)錐輥(500)，上述加工件(11)通過(guò)內(nèi)孔(23)嵌套在芯模(501)的外壁(502)上，所述芯模(501)的外壁(502)形狀與中間成形體的內(nèi)孔(54)形狀適配，所述加工件(11)的第二圓錐面(46)朝向外嵌于芯模(501)上的底模(503)的載置面(504)，所述底模(503)的載置面(504)的底端與芯模(501)的外壁(502)的底端相連且上述載置面(504)與中間成形體(51)的下端面(52)適配，上述底模(503)上外嵌有凹模(505)，所述凹模(505)包括與底模(503)的載置面(504)的頂端相連的環(huán)繞在加工件(11)外側(cè)的環(huán)形內(nèi)壁(506)，所述環(huán)形內(nèi)壁(506)的高度為H3且其對(duì)應(yīng)的圓周直徑為D1，在上述加工件(11)的上方且位于上述加工件(11)的內(nèi)孔軸線兩側(cè)以上述內(nèi)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)的內(nèi)孔軸線上；G、通過(guò)步驟F中的兩個(gè)錐輥(500)對(duì)上述加工件(11)碾壓成形形成中間成形體(51)，所述碾壓成形是通過(guò)上述兩個(gè)錐輥(500)一邊繞加工件(11)的內(nèi)孔周向同步公轉(zhuǎn)、一邊繞各自的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)以及一邊同步向下運(yùn)動(dòng)對(duì)上述加工件(11)的第一圓錐面(45)和側(cè)壁(13)的錐面部分(49)進(jìn)行碾壓，使加工件(11)的內(nèi)孔(23)與芯模(501)適配，使加工件(11)的第二圓錐面(46)與底模(503)的載置面(504)適配，使加工件(11)的側(cè)壁(13)的柱面部分(48)與凹模(505)的環(huán)形內(nèi)壁(506)適配，使加工件(11)的第一圓錐面(45)和加工件(11)的側(cè)壁(13)的錐面部分(49)分別成為中間成形體(51)的上端面(56)和中間成形體的側(cè)壁(57)的錐形加工面(58)，上述加工件(11)通過(guò)碾壓成形后成為中間成形體(51)；上述各種尺寸的含義如下H1中間成形體(51)的軸向高度；H3中間成形體的側(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角中間成形體的側(cè)壁(57)的錐形加工面(58)與中間成形體(51)的軸向之間的夾角；A2角中間成形體(51)的下端面(52)上的下端錐面(60)與中間成形體的徑向之間的夾角；A3角中間成形體(51)的上圓臺(tái)形部分(55)的錐形內(nèi)壁(61)與中間成形體(51)的軸向之間的夾角；A4角中間成形體的內(nèi)孔(54)的下圓臺(tái)形部分(53)的內(nèi)壁上部(50)與中間成形體的軸向之間的夾角；D1中間成形體的側(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中間成形體(51)的下圓臺(tái)形部分(53)的大端直徑；d2中間成形體(51)的下圓臺(tái)形部分(53)的小端直徑；d4中間成形體(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)齒輪的中間成形體制造方法，其特征是 步驟A中所述的鐓粗工步為通過(guò)開式曲柄壓力機(jī)以及安裝在所述開式曲柄壓力機(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)齒輪的中間成形體制造方法，其特征是步驟B中所述的沖孔工位的圓臺(tái)形沖頭(100)由開式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)，且圓臺(tái)形沖頭(100) 通過(guò)開式曲柄壓力機(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)。
4.如權(quán)利要求1所述的中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的中間成形體制造方法，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)齒輪的中間成形體制造方法，其特征是 步驟D中所述的上模(300)和下模(301)安裝在開式曲柄壓力機(jī)上，上述上模(300)通過(guò) 開式曲柄壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)并通過(guò)開式曲柄壓力機(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)齒輪的中間成形體制造方法，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至6中任意一項(xiàng)所述的中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的中間成形體制造方 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。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中小型汽車后橋從動(dòng)齒輪的中間成形體制造方法，該方法可提高生產(chǎn)效率且減少材料消耗量。上述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，形成中間成形體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述方法由于用輾壓成形，消除了上下端面的不平整及外圓的橢圓度較大等缺陷，因此減少了切削加工余量，節(jié)約原材料。上述鐓粗、擴(kuò)孔、去連皮以及預(yù)整形都可通過(guò)開式曲柄壓力機(jī)來(lái)完成，通過(guò)開式曲柄壓力機(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)B21K1/30GK101966554SQ20101051047
公開日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