帶有支架軸的變速器行星齒輪架及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶有支架軸的變速器行星齒輪架，包括支架板、平行于支架板設(shè)置的中空蓋板和連接支架板與中空蓋板的支腿，支架板和中空蓋板相應(yīng)具有用于在其上安裝小齒輪的多個齒輪孔，支架板中部貫穿中空蓋板設(shè)有支架軸，支架板與支架軸為整體結(jié)構(gòu)；其生產(chǎn)工藝包括：a、溫冷鍛成形支架板盤部和支架軸軸桿，機加工、滾壓花鍵成形支架板和支架軸，滲碳處理；b、機加工成形中空蓋板和支腿；c、焊接中空蓋板、支腿和支架板。克服了現(xiàn)有技術(shù)行星齒輪架與支架軸分類制造，采用摩擦焊或壓配形式進行裝配帶來的缺陷，減少切削銑加工、加工工序數(shù)，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、內(nèi)部組織密度高、綜合機械性能好，使用壽命長。
【專利說明】帶有支架軸的變速器行星齒輪架及其生產(chǎn)工藝
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于自動變速器和動力換檔變速器【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及變速器行星齒輪架生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種帶有支架軸的變速器行星齒輪架生產(chǎn)工藝。
[0002]【背景技術(shù)】
典型的行星齒輪組包括一個行星齒輪架和一組行星齒輪。行星齒輪架確定齒輪的位置并將齒輪適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ谒栉恢?。在行星齒輪架的設(shè)計中有許多變化。支架的設(shè)計由齒輪組的設(shè)計和為生產(chǎn)支架所選的方法而確定。整體支架組件當(dāng)前是通過機械加工由固體金屬工件形成的零件而形成的，固體金屬工件是通過由諸如粉末金屬或鑄鐵鑄造或澆鑄得來。由于生產(chǎn)支架組件的成本的原因，大多數(shù)支架組件是由多個零件制成的。每個零件通常是通過下列方法之一生產(chǎn)的:1)薄板材沖壓；2)鍛造；3)鑄造；以及4)粉末金屬壓制和燒結(jié)。在當(dāng)前，使用冷鍛或沖壓支架的齒輪組裝置包括一個平板和一個支座，支座包括具有多個向外延伸的支腿的平板。平板置于支座的支腿上，支腿與該板鄰接，或者穿過平板。然后組合體被焊接在一起。其中支腿從裝置的一部分整體地伸出的這樣一種設(shè)計要求工件在制造過程中具有較高程度的變形。支腿越長，就越難于冷鍛該零件。中國國家知識產(chǎn)權(quán)局公開了 CN201280004387.7 一種行星齒輪架，用于行星齒輪機構(gòu)，該行星齒輪架被固定為與旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)，其特征在于，具備一對保持部件，所述一對保持部件從軸向的兩側(cè)對支承小齒輪的小齒輪軸進行保持，所述一對保持部件中的一個保持部件亦即第一保持部件具備連結(jié)部，該連結(jié)部沿所述軸向而朝向另一個保持部件亦即第二保持部件延伸，所述第二保持部件為圓板狀部件，并且在外周部一體地形成有外齒的外周齒輪，所述連結(jié)部與連結(jié)接合部接合，該連結(jié)接合部設(shè)置在所述第二保持部件的比所述外周齒輪靠徑向內(nèi)側(cè)處。中國國家知識產(chǎn)權(quán)局公開了 CN03805249.0.—種行星齒輪架,包括:具有外表面、內(nèi)表面和多個從該內(nèi)表面的圓周伸出并終止于一平面的支腿的第一環(huán)形體；具有外表面、內(nèi)表面和多個從該內(nèi)表面的圓周伸出并終止于一平面的支腿的第二環(huán)形體；以及所述第一環(huán)形體的支腿的平面連接到第二環(huán)形體相應(yīng)支腿的平面上。生產(chǎn)用于行星齒輪裝置的行星齒輪架的方法，包括下列步驟:I)冷成形第一杯狀體，該第一杯狀體具有內(nèi)表面、外表面和帶有縱向中心軸的圓周側(cè)壁并且包括多個終止于平面的定距間隔支腿；2)冷成形第二杯狀體，該第二杯狀體具有內(nèi)表面、外表面和帶有縱向中心軸的圓周側(cè)壁并且包括多個終止于平面的定距間隔支腿；3)設(shè)置第一和第二杯狀體，使得各個杯狀體的支腿平面處于并列接觸的關(guān)系；以及
4)將杯狀體的支腿接觸面焊接在一起。中國國家知識產(chǎn)權(quán)局公開了 CN201110347606.9 —種齒輪架的制造方法，所述齒輪架支承行星齒輪機構(gòu)的行星齒輪，并且與離合器鼓或離合器轂成為一體，所述齒輪架的制造方法包括:準(zhǔn)備工序，準(zhǔn)備圓盤狀的坯料；鍛造工序，成形所述坯料，并成形所述齒輪架的凸緣部、從所述凸緣部的表面延伸出的筒狀部和從所述凸緣部向徑向外側(cè)延伸的環(huán)狀的輪圈部；彎曲工序，將所述輪圈部在周向交替地分成側(cè)壁預(yù)定部位和支座面預(yù)定部位，且壓入所述支座面預(yù)定部位的同時使其向徑向外側(cè)擴展而形成用于使所述行星齒輪露出的開口 ；拉伸工序，通過對所述側(cè)壁預(yù)定部位進行拉伸而成形為所述齒輪架的側(cè)壁，并且，使所述支座面預(yù)定部位向所述凸緣部的下方移動而成形所述行星齒輪的支座面；花鍵槽成形工序，在所述筒狀部的內(nèi)周或者外周成形花鍵槽。
[0003]行星齒輪架與支架軸分類制造，其連接目前采用兩種方法:一是采用熱鍛的方法先鍛造出支架板后經(jīng)熱處理正火后進行機加工，支架軸通過摩擦焊的方法連接成整體，金屬流線被完全切斷，且焊接部位韌性很差易斷裂；二采用熱鍛的方法先鍛造出支架板后經(jīng)熱處理正火，然后進行機加工，支架板中間內(nèi)孔切削加工成內(nèi)花鍵齒輪，支架軸兩頭制作成外花鍵齒輪，最后支架軸的一端與支架板內(nèi)花鍵齒輪進行壓配形成整體，金屬流線也被切斷，同時還存在壓配過緊內(nèi)花鍵孔易破裂，壓配過盈不夠易松動，且整體同軸度不好，特別是工作時由于傳動速度高帶來動平衡較差，容易造成相關(guān)零件損壞，嚴(yán)重影響了轎車變速器行星齒輪架的使用壽命。并且星齒輪架組件的零件數(shù)量多、加工工序多，生產(chǎn)成本高。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明針對帶有支架軸的變速器行星齒輪架，提供一種采用溫、冷鍛聯(lián)合成形支架軸和支架板技術(shù)制造行星齒輪架生產(chǎn)工藝，減少后續(xù)切削加工，減少制造行星齒輪架時的零件數(shù)量、加工工序數(shù)，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、內(nèi)部組織密度高、綜合機械性能好，使用壽命長。
[0005]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn):
帶有支架軸的變速器行星齒輪架，包括支架板、平行于支架板設(shè)置的中空蓋板和連接支架板與中空蓋板的支腿，所述的支架板和中空蓋板相應(yīng)具有用于在其上安裝小齒輪的多個齒輪孔，所述的支架板中部貫穿中空蓋板設(shè)置有支架軸，所述的支架板與支架軸為整體結(jié)構(gòu)。
[0006]所述的支架軸與支架板設(shè)有圓臺形結(jié)合部。
[0007]所述的支架軸的端部外壁設(shè)有花鍵，所述的支架軸的端部以及支架板對應(yīng)于支架軸的底部設(shè)有盲孔。
[0008]所述的支架板的底部設(shè)有中孔。
[0009]帶有支架軸的變速器行星齒輪架生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
a、溫冷鍛成形支架板盤部和支架軸軸桿，按設(shè)計圖機加工成形支架板和預(yù)成形支架軸，滾壓花鍵成形支架軸，滲碳處理；
b、按設(shè)計圖機加工成形中空蓋板和支腿；
C、焊接中空蓋板、支腿和支架板，形成帶有支架軸的變速器行星齒輪架。
[0010]所述的步驟a和步驟b不分先后。
[0011]所述的中空蓋板和支腿為整體結(jié)構(gòu)，支腿由中空蓋板邊緣彎曲而成，焊接支腿和支架板，形成帶有支架軸的變速器行星齒輪架。
[0012]所述的支架軸直徑為22-25mm、長度為286_400mm，所述的支架板盤部直徑為110-175mm。支架軸直徑越細(xì)、長度越長，就越難于冷鍛。
[0013]所述的步驟a:將金屬棒材通過溫鍛，形成支架板盤部和預(yù)成形軸桿，再通過冷鍛對預(yù)成形軸桿減徑擠壓形成支架軸軸桿；對鍛件進行機加工，使支架板盤部形成支架板，使支架軸軸桿形成預(yù)成形支架軸并通過滾壓花鍵形成支架軸，最后滲碳處理。
[0014]帶有支架軸的變速器行星齒輪架生產(chǎn)工藝，其包括以下步驟:
1、斷料:截取金屬棒材；
i1、制坯:車兩端面及外園，去除材料表面缺陷； ii1、拋丸:去除坯料車刀痕，降低粗糙度Ra值；
iv、石墨涂層:坯料加熱到220±10°C，采用5%稀石墨水將坯料表面涂一層石墨；
V、溫鍛成形:將坯料加熱到820±10°C，放到已加熱220±10°C的模具內(nèi)，先是正擠壓，模內(nèi)金屬作軸向、徑向流動，形成端面直徑不同的棒材，接著鐓粗大端面，形成帶有臺階的軸桿，然后由成形模具擠壓形成支架板盤部和預(yù)成形軸桿；
v1、退火:將溫鍛成形的坯料放入井式爐作去應(yīng)力退火，加熱溫度為:680±10°C ；
vi1、拋丸處理:清除坯料表面氧化物；
vii1、磷化阜化處理；
ix、冷鍛減徑擠壓:在常溫條件下，對預(yù)成形軸桿減徑擠壓形成支架軸軸桿；
X、機加工:按設(shè)計圖車加工定長短、銑加工、鉆孔加工，使支架板盤部形成支架板，使支架軸軸桿形成預(yù)成形支架軸；
1、滾壓花鍵:按設(shè)計圖滾壓預(yù)成形支架軸端部外花鍵，形成支架軸；
I1、滲碳處理:支架軸表面滲碳厚度為0.4?0.7 mm,提高表面硬度和強度，支架板滲碳時涂一層防滲劑，避免表面滲碳材料硬度變高，確保焊接不受影響；
II1、機加工:按設(shè)計圖車、磨、沖壓加工，形成中空蓋板和支腿，所述的中空蓋板和支腿為整體結(jié)構(gòu)，支腿由中空蓋板邊緣彎曲而成；
IV、焊接:采用電子束焊機，對支架板和支腿進行焊接連接。
[0015]所述的冷鍛減徑擠壓步驟可利用不同的減徑模具反復(fù)多次，使預(yù)成形軸桿直徑逐步縮小成所需要的尺寸，同時軸桿長度也達(dá)到設(shè)計圖要求，形成支架軸軸桿。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)行星齒輪架與支架軸分類制造，采用摩擦焊或壓配形式進行裝配帶來的缺陷，將金屬塑性成形技術(shù)應(yīng)用于行星齒輪架制造，采用溫、冷鍛聯(lián)合整體成形支架軸和支架板鍛件，再機加工、焊接成帶有支架軸的變速器行星齒輪架，減少切削銑加工，減少制造行星齒輪架時的零件數(shù)量、加工工序數(shù)，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、內(nèi)部組織密度高、綜合機械性能好，使用壽命長，同時也符合當(dāng)今世界制造業(yè)發(fā)展的趨勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實施例中帶有支架軸的變速器行星齒輪架的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例帶有支架軸的變速器行星齒輪架中支架板與支架軸整體剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例帶有支架軸的變速器行星齒輪架中支腿與中空蓋板整體結(jié)構(gòu)的放大正視圖；
圖4是圖3的俯視圖；
圖5是本發(fā)明實施例中坯料變形流程圖。
[0018]圖中序號:1、支架板，2、中空蓋板，3、支腿，4、齒輪孔，5、支架軸，6、圓臺形結(jié)合部，
7、花鍵，8、盲孔，9、中孔，10、軸桿，11、支架板盤部，12、預(yù)成形軸桿，13、支架軸軸桿，14、預(yù)成形支架軸?！揪唧w實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
[0020]參見圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種帶有支架軸的變速器行星齒輪架，包括支架板1、平行于支架板I設(shè)置的中空蓋板2和連接支架板I與中空蓋板2的四個支腿3，所述的中空蓋板2與支腿3為彎曲整體結(jié)構(gòu)，所述的支架板I與支腿3為焊接連接，所述的支架板I為圓形結(jié)構(gòu)，支架板I的直徑為110 mm，所述的支架板I和中空蓋板2相應(yīng)具有用于在其上安裝小齒輪的多個齒輪孔4，所述的支架板I中部貫穿中空蓋板2設(shè)置有支架軸5，所述的支架軸5與支架板I設(shè)有圓臺形結(jié)合部6,所述的支架板I與支架軸5為整體結(jié)構(gòu),所述的支架軸5的端部外壁設(shè)有花鍵7，所述的支架軸5的端部以及支架板I對應(yīng)于支架軸5的底部設(shè)有盲孔8，所述的支架板I的底部設(shè)有中孔9，所述的支架軸(5)的直徑為22mm、長度為 290 mmη
[0021]參見圖5，該帶有支架軸的變速器行星齒輪架生產(chǎn)工藝包括以下步驟:
1、斷料:截取金屬棒材；
i1、制坯:車兩端面及外園，去除材料表面缺陷；
ii1、拋丸:去除坯料車刀痕，降低粗糙度Ra值；
iv、石墨涂層:坯料加熱到220±10°C，采用5%稀石墨水將坯料表面涂一層石墨，一是避免溫鍛坯料表面加熱氧化，二是鍛件容易脫模同時也延長了模具壽命；
V、溫鍛成形:將坯料加熱到820±10°C，放到已加熱220±10°C的模具內(nèi)，先是正擠壓，模內(nèi)金屬作軸向、徑向流動，形成端面直徑不同的棒材，接著鐓粗大端面，形成帶有臺階的軸桿10，然后由成形模具擠壓形成支架板盤部11和預(yù)成形軸桿12 ；
v1、退火:將溫鍛成形的坯料放入井式爐作去應(yīng)力退火，加熱溫度為:680±10°C ；
vi1、拋丸處理:清除坯料表面氧化物；
vii1、磷化阜化處理；
ix、冷鍛減徑擠壓:在常溫條件下，利用不同的減徑模具對預(yù)成形軸桿12減徑擠壓，使預(yù)成形軸桿12直徑逐步縮小成所需要的尺寸，同時預(yù)成形軸桿長度也達(dá)到設(shè)計圖要求，形成支架軸軸桿13，減徑后的支架軸軸桿13與支架板盤部11設(shè)有圓臺形結(jié)合部6。
[0022]X、機加工:按設(shè)計圖車加工同時定長短；鉆盲孔和中孔:按設(shè)計圖加工支架軸軸桿13、支架板盤部11兩端面盲孔8和支架板盤部11底部中孔9 ;銑加工:按設(shè)計圖銑加工；使支架板盤部11形成支架板1，使支架軸軸桿13形成預(yù)成形支架軸14 ；
1、滾壓花鍵:按設(shè)計圖滾壓預(yù)成形支架軸14端部外花鍵，形成支架軸5；
I1、滲碳處理:支架軸5表面滲碳厚度為0.4?0.7，提高表面硬度和強度，支架板I滲碳時涂一層防滲劑，避免表面滲碳材料硬度變高，確保焊接不受影響；
II1、機加工中空蓋板和支腿:按設(shè)計圖車加工、磨加工、沖壓加工中空蓋板2和支腿3，所述的中空蓋板2和支腿3為整體結(jié)構(gòu)，支腿3由中空蓋板2邊緣彎曲而成；
IV、焊接:采用電子束焊機，對支架板I和支腿3進行焊接連接。
[0023]實施例只是為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限制，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容或依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上方案所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.帶有支架軸的變速器行星齒輪架，包括支架板⑴、平行于支架板⑴設(shè)置的中空蓋板⑵和連接支架板⑴與中空蓋板⑵的支腿⑶，所述的支架板⑴和中空蓋板⑵相應(yīng)具有用于在其上安裝小齒輪的多個齒輪孔⑷，其特征在于:所述的支架板⑴中部貫穿中空蓋板⑵設(shè)置有支架軸(5)，所述的支架板⑴與支架軸(5)為整體結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有支架軸的變速器行星齒輪架，其特征在于:所述的支架軸(5)與支架板⑴設(shè)有圓臺形結(jié)合部(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有支架軸的變速器行星齒輪架，其特征在于:所述的支架軸(5)的端部外壁設(shè)有花鍵(7)，所述的支架軸(5)的端部以及支架板⑴對應(yīng)于支架軸(5)的底部設(shè)有盲孔⑶。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有支架軸的變速器行星齒輪架，其特征在于:所述的支架板⑴的底部設(shè)有中孔⑶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的帶有支架軸的變速器行星齒輪架生產(chǎn)工藝，包括以下步驟: 溫冷鍛成形支架板盤部(11)和支架軸軸桿(13)，按設(shè)計圖機加工成形支架板⑴和預(yù)成形支架軸(14)，滾壓花鍵成形支架軸(5)，滲碳處理； 按設(shè)計圖機加工成形中空蓋板⑵和支腿⑶； 焊接中空蓋板⑵、支腿⑶和支架板⑴，形成帶有支架軸的變速器行星齒輪架。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有支架軸的變速器行星齒輪架生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的步驟a和步驟b不分先后。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶有支架軸的變速器行星齒輪架生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的中空蓋板⑵和支腿⑶為整體結(jié)構(gòu)，支腿⑶由中空蓋板⑵邊緣彎曲而成，焊接支腿⑶和支架板⑴，形成帶有支架軸的變速器行星齒輪架。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶有支架軸的變速器行星齒輪架生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的支架軸(5)直徑為22-25mm、長度為286-400mm，所述的支架板盤部(11)直徑為110_175mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶有支架軸的變速器行星齒輪架生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述的步驟a:將金屬棒材通過溫鍛，形成支架板盤部(11)和預(yù)成形軸桿(12)，再通過冷鍛對預(yù)成形軸桿(12)減徑擠壓形成支架軸軸桿(13);對鍛件進行機加工，使支架板盤部(11)形成支架板⑴，使支架軸軸桿(13)形成預(yù)成形支架軸(14)并通過滾壓花鍵形成支架軸(5),最后滲碳處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶有支架軸的變速器行星齒輪架生產(chǎn)工藝，其特征在于，其包括以下步驟: 1、斷料:截取金屬棒材；II制坯:車兩端面及外園，去除材料表面缺陷； ii1、拋丸:去除坯料車刀痕，降低粗糙度Ra值； iv、石墨涂層:坯料加熱到220±10°C，采用5%稀石墨水將坯料表面涂一層石墨； V、溫鍛成形:將坯料加熱到820± 10°C，放到已加熱220± 10°C的模具內(nèi)，先是正擠壓，模內(nèi)金屬作軸向、徑向流動，形成端面直徑不同的棒材，接著鐓粗大端面，形成帶有臺階的軸桿(10)，然后由成形模具擠壓形成支架板盤部(11)和預(yù)成形軸桿(12)； v1、退火:將溫鍛成形的坯料放入井式爐作去應(yīng)力退火，加熱溫度為:680±10°C ； vi1、拋丸處理:清除坯料表面氧化物；vii1、磷化阜化處理； ix、冷鍛減徑擠壓:在常溫條件下，對預(yù)成形軸桿(12)減徑擠壓形成支架軸軸桿(13)； X、機加工:按設(shè)計圖車加工定長短、銑加工、鉆孔加工，使支架板盤部(11)形成支架板⑴，使支架軸軸桿(13)形成預(yù)成形支架軸(14)； I、滾壓花鍵:按設(shè)計圖滾壓預(yù)成形支架軸(14)端部外花鍵，形成支架軸(5)； II、滲碳處理:支架軸(5)表面滲碳厚度為0.4~0.7 mm,提高表面硬度和強度，支架板⑴滲碳時涂一層防滲劑，避免表面滲碳材料硬度變高，確保焊接不受影響； III、機加工:按設(shè)計圖車、磨、沖壓加工，形成中空蓋板⑵和支腿(3)，所述的中空蓋板(2)和支腿⑶為整體結(jié)構(gòu)，支腿⑶由中空蓋板⑵邊緣彎曲而成； IV、焊接:采用電子束焊機，對支架板⑴和支腿⑶進行焊接連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶有支架軸的變速器行星齒輪架生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的冷鍛減徑擠壓步驟可利用不同的減徑模具反復(fù)多次，使預(yù)成形軸桿(12)直徑逐步縮小成所需要的尺寸，同時軸桿長度也達(dá)到設(shè)計圖要求，形成支架軸軸桿(13)。
【文檔編號】B23P15/00GK103615525SQ201310659666
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
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