輪邊減速器齒圈及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輪邊減速器領(lǐng)域，具體地，涉及一種輪邊減速器齒圈及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 驅(qū)動橋的輪邊減速器的使用能夠有效提高汽車的驅(qū)動力，以滿足或修正整個傳動 系統(tǒng)驅(qū)動力的匹配。輪邊減速器齒圈是輪邊減速器的重要組成部分，圖1至圖4中分別示 出了目前常見的三種輪邊減速器齒圈，圖1中的輪邊減速器為分體式結(jié)構(gòu)，通過彈簧擋圈 將齒圈部和齒圈托盤機械連接為一體，圖2和圖3中的輪邊減速器同樣是分體式結(jié)構(gòu)，采用 固定塊和螺釘將齒圈部和齒圈托盤機械連接為一體，圖4中的輪邊減速器為通過焊接的方 式將齒圈托盤和齒圈部連接為一體，通過圖1至圖4中可以看出，現(xiàn)有的輪邊減速器齒圈的 實質(zhì)上均是分體式結(jié)構(gòu)，齒圈部和齒圈托盤上的齒形則是插齒、拉齒、滾齒等切削加工手段 獲得，齒部金屬纖維切斷現(xiàn)象比較嚴(yán)重，影響齒輪齒根疲勞強度，并且齒圈部和齒圈托盤分 別機械加工形成后再機械連接或者焊接在一起，零件多，生產(chǎn)工藝流程長，且加工效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種輪邊減速器齒圈及其制造方法，通過所述制造方法整體 制造形成輪邊減速器齒圈，材料利用率高、制齒效率提高且有利于齒部金屬纖維的較完好 保存。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種輪邊減速器齒圈的制造方法，該制造方法包 括：
[0005] a、制造毛述；
[0006] b、對所述毛坯進行冷擠壓前處理，以形成適于進行冷擠壓操作的冷擠壓坯材；
[0007] c、將所述冷擠壓坯材放入冷擠壓模具中，進行冷擠壓操作，以形成與所述輪邊減 速器齒圈具有相同結(jié)構(gòu)的半成品；
[0008] d、對所述半成品進行表面處理，以制得所述輪邊減速器齒圈；
[0009] 其中，所述冷擠壓前處理包括：
[0010] 對所述毛坯進行正火熱處理，然后再進行球化退火熱處理，其中，
[0011] 所述球化退火熱處理將所述毛坯加熱至770°C~790°C并在780°C~790°C的溫度 下保溫2. 5h~3. 5h，然后以大于或者等于50°C /s的冷卻速度冷卻到670°C~690°C，并在 670°C~690°C的溫度下保溫4. 5h~5. 5h，然后以20~30°C /s的冷卻速度冷卻到495~ 505°C，再以大于或者等于50°C /s的冷卻速度冷卻到295~305°C，然后在空氣中自然冷 卻。
[0012] 優(yōu)選地，所述正火熱處理包括將所述毛坯加熱至920°C~950°C并在920°C~ 940°C的溫度下保溫3h~4h，然后使所述毛坯在空氣中冷卻。
[0013] 優(yōu)選地，在所述步驟b中，在對所述毛坯進行所述正火熱處理后，粗車所述毛坯的 外周表面，以去除氧化皮，然后再對所述毛坯進行所述球化退火熱處理。
[0014] 優(yōu)選地，在所述步驟b中，在對所述毛坯所述球化退火熱處理后，再對所述毛坯進 行磷化和皂化處理。
[0015] 優(yōu)選地，所述步驟a包括：對原料進行熱模鍛以形成所述毛坯。
[0016] 優(yōu)選地，所述原料為圓鋼。
[0017] 優(yōu)選地，所述輪邊減速器齒圈沿軸向包括齒圈部和托盤部，所述齒圈部的內(nèi)周面 形成有內(nèi)齒，所述托盤部的內(nèi)周面形成有花鍵，在所述步驟c中，所述內(nèi)齒和所述花鍵在同 工位先后通過冷擠壓操作形成。
[0018] 優(yōu)選地，所述步驟d包括對所述半成品進行滲碳淬火熱處理，以使得在所述半成 品的表面硬度達(dá)到HRC58~62、齒芯部硬度達(dá)到HRC33~45。
[0019] 優(yōu)選地，所述步驟d還包括在對所述半成品進行所述滲碳淬火熱處理之前，對所 述半成品進行噴砂處理。
[0020] 優(yōu)選地，所述步驟d還包括在對所述半成品進行所述滲碳淬火熱處理之后，對所 述半成品進行噴丸處理。
[0021] 優(yōu)選地，所述輪邊減速器齒圈的材質(zhì)為20CrMnTi。
[0022] 本發(fā)明還提供了一種輪邊減速器齒圈，該輪邊減速器齒圈由根據(jù)本發(fā)明的輪邊減 速器齒圈的制造方法制成。
[0023] 通過上述技術(shù)方案，首先合適的冷擠壓前處理正火熱處理和球化退火熱處理上的 冷擠壓坯材具有足夠的塑性，然后，通過冷擠壓操作形成輪邊減速器齒圈的齒形，這種制造 方法制造的輪邊減速器齒圈為整體式結(jié)構(gòu)，不需要進行切削加工，提高材料利用率，并且冷 擠壓制齒有利于縮短制齒加工步驟，提高加工效率，另外，對毛坯進行冷擠壓前，需經(jīng)特殊 熱處理得到塑性較好的冷擠壓坯材，然后進行冷擠壓制齒，有利于金屬纖維保存完好，齒根 疲勞強度增強。
[0024] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0025] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0026] 圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種輪邊減速器齒圈的剖視圖；
[0027] 圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的另一種輪邊減速器齒圈的立體圖；
[0028] 圖3是圖2中的輪邊減速器齒圈的剖視圖；
[0029] 圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的又一種輪邊減速器齒圈的剖視圖；
[0030] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的輪邊減速器齒圈的剖視圖。
[0031] 附圖標(biāo)記說明
[0032] 1齒圈部 2托盤部
[0033] 3內(nèi)齒 4花鍵
【具體實施方式】
[0034] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0035] 在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如"內(nèi)、外"是指相對于各部 件本身的輪廓的內(nèi)、外。
[0036] 本發(fā)明提供了一種輪邊減速器齒圈的制造方法，該制造方法包括：
[0037] a、制造毛坯；
[0038] b、對所述毛坯進行冷擠壓前處理，以形成適于進行冷擠壓操作的冷擠壓坯材；
[0039] c、將所述冷擠壓坯材放入冷擠壓模具中，進行冷擠壓操作，以形成與所述輪邊減 速器齒圈具有相同結(jié)構(gòu)的半成品；
[0040] d、對所述半成品進行表面處理，以制得所述輪邊減速器齒圈；
[0041] 其中，所述冷擠壓前處理包括：
[0042] 對所述毛坯進行正火熱處理，然后再進行球化退火熱處理，其中，所述球化退火熱 處理將所述毛坯加熱至770°C~790°C并在780°C~790°C的溫度下保溫2. 5h~3. 5h，然后 以大于或者等于50°C /s的冷卻速度冷卻到670°C~690°C，并在670°C~690°C的溫度下保 溫4. 5h~5. 5h，然后以20~30°C /s的冷卻速度冷卻到495~505°C，再以大于或者等于 50°C /s的冷卻速度冷卻到295~305°C，然后在空氣中自然冷卻。
[0043] 通過上述技術(shù)方案，首先合適的冷擠壓前處理正火熱處理和球化退火熱處理上的 冷擠壓坯材具有足夠的塑性，然后，通過冷擠壓操作形成輪邊減速器齒圈的齒形，這種制造 方法制造的輪邊減速器齒圈為整體式結(jié)構(gòu)，不需要進行切削加工，提高材料利用率，并且冷 擠壓制齒有利于縮短制齒加工步驟，提高加工效率，另外，對毛坯進行冷擠壓前，需經(jīng)特殊 熱處理得到塑性較好的冷擠壓坯材，然后進行冷擠壓制齒，有利于金屬纖維保存完好，齒根 疲勞強度增強。
[0044] 具體地，本發(fā)明的輪邊減速器齒圈的制造方法尤其適用于以20CrMnTi作為原材 料制造輪邊減速器齒圈。在對毛坯進行冷擠壓前處理時，通過適合的正火熱處理工藝使得 毛坯的組織晶粒細(xì)化，有利于減少后續(xù)的球化退火熱處理中毛坯發(fā)生變形，提高制造精度 的傳遞性；而后續(xù)進行的球化退火熱處理則有利于獲得容易進行后續(xù)的冷擠壓操作的金相 組織，在球化退火熱處理后獲得硬度相對較小的奧氏體組織，這有助于冷擠壓操作的實現(xiàn)， 尤其對于尺寸較大的輪邊減速器齒圈來講更為重要，不僅提高了模具的使用壽命，還降低 了冷擠壓設(shè)備的使用功率，節(jié)約了能源。
[0045] 優(yōu)選地，所述正火熱處理包括將所述毛坯加熱至920°C~950°C并在920°C~ 940°C的溫度下保溫3h~4h，然后使所述毛坯在空氣中冷卻。
[0046] 本實施方式中，在所述步驟b中，在對毛坯進行正火熱處理后，粗車毛坯的外周表 面，以去除氧化皮，然后再對毛坯進行球化退火熱處理。具體地，通過粗車毛坯的外周表面 可以獲得滿足后續(xù)的冷擠壓操作中所使用的冷擠壓模具所要求的冷擠壓坯材的尺寸；而通 過去除氧化皮也有利于防止硬度較大的氧化皮對冷擠壓模具造成損壞，提高冷擠壓模具的 使用壽命。在經(jīng)過正火熱處理后，能夠使得形成的冷擠壓坯材具有較好的切削加工性能，這 有利于在進行粗車去除氧化皮的切削加工時保護切削加工刀具，延長切削加工刀具的使用 壽命。
[0047] 優(yōu)選地，在所述步驟b中，在對毛坯球化退火熱處理后，再對毛坯進行磷化和皂化 處理。磷化和皂化處理能夠?qū)ε鞑谋砻嫫鸬綕櫥饔?，有利于減小后續(xù)的冷擠壓操作過程 中坯材與模具之間摩擦產(chǎn)生的熱量，延長冷擠壓模具的使用壽命，另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以理解的是，此處的磷化和皂化處理可以采用任意適合的常用的方式。
[0048] 另外，在本實施方式中，所述步驟a包括：對原料進行熱模鍛以形成所述毛坯；并 且可以選擇圓鋼作為原料。
[0049] 具體地，根據(jù)所需要制作的輪邊減速器齒圈產(chǎn)品的尺寸規(guī)格來確定下料圓鋼的尺 寸規(guī)格，例如，原料按照鍛造比1:3下料，將適合尺寸規(guī)格的圓鋼下料，能夠避免原料的浪 費，再使用冷擠壓工藝形成齒形，可以使得材料的利用率達(dá)到98%以上。
[0050] 而通過熱模鍛，能夠改變金屬纖維流線，使得下料用圓鋼中金屬纖維流線的各向 同性