新結構齒環基體的製造方法
2023-06-02 19:01:31 1
專利名稱：新結構齒環基體的製造方法
技術領域：
本發明涉及汽車變速箱同步器齒環技術領域，特別是涉及一種新結構齒環的基體的製造方法。
背景技術：
目前中小型汽車變速箱使用的同步器齒環多數是使用複雜銅合金經過鑄造和鍛壓成型，大、重型汽車變速箱使用合金結構鋼經鍛造成型，再經過切削加工而成，有些還要進行內表面噴鉬處理或者附著摩擦材料，以提高內表面的摩擦係數和使用壽命。製造工藝十分複雜，生產效率低下，生產周期長，消耗材料多，材料利用率很低，使用銅合金的齒環消耗的銅、鎳、鈷等有色金屬價格昂貴。
粉末冶金基體齒環是用粉末冶金成型燒結而成，再進行切削加工並附著摩擦材料。也存在工序長、效率低的缺點，尤其是使用粉末冶金工藝製作大直徑的齒環，存在強度不足的技術難題。
中國發明專利《同步器齒環基體》(發明專利申請號200910058925.0)，旨在解決現有的同步器齒環材料消耗高、製造能耗高，材料利用率低、價格昂貴等缺點。
發明內容
、本發明旨在解決傳統同步器齒環基體生產過程中存在的工藝十分複雜、生產效率低下、材料利用率低、大量消耗昂貴有色金屬、生產製造成本極高和大直徑齒環易出現強度不足等技術問題，以提供一種製造工藝簡單、生產效率高、材料利用率高、節約貴金屬、生產成本低、大直徑齒環強度高的新結構齒環基體的製造方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
本發明的新結構齒環基體的製造方法，包含如下步驟
3a) 將原料板材通過衝壓得到環形板100，環形板100的外圓周上勻布有數個凸出於環形板IOO外圓邊的凸出部101,沿凸出部101的兩側邊在環形板IOO上設有兩條對稱延伸縫；
b) 將上述環形板100進行退火、磷化和皂化處理；
c) 將上述環形板100的凸出部101向上翻折形成凸臺3;
d) 衝壓環形板100得到錐體2;
e) 衝壓環形板100外圓邊得到漸開線齒形；
f) 將上述環形板100進行退火、磷化和皂化處理；
g) 擠壓漸開線齒形上各齒的端面，形成鎖止面4;
h) 修整校正漸開線齒形，得到漸開線花鍵齒l;
i) 校正錐體2上下端面。
前述新結構齒環基體的製造方法，其中所述步驟c)之前，將上述環形板100的凸出部101的端部局部向上翻折形成錐體下翻邊7，將環形板100的內圓邊局部向上翻折形成上邊法蘭9。
前述新結構齒環基體的製造方法，其中錐體下翻邊7與上邊法蘭9固定連接。
前述新結構齒環基體的製造方法，其中所述步驟i)之後，在齒環基體內錐面5塗抹防滲塗料後進行滲碳、淬火及回火。
前述新結構齒環基體的製造方法，其中所述步驟i)之後，對齒環基體進行噴丸處理。
前述新結構齒環基體的製造方法，其中所述步驟i)之後，對錐體2上下端面和內錐面5進行精加工磨削。
本發明新結構齒環基體的製造方法之有益效果
1. 製造工藝簡單
2. 生產效率高
3. 材料利用率高
44. 節約貴金屬
5. 生產成本低
6. 大直徑齒環強度高
圖1為本發明之製成品同步器齒環基體的仰視圖
圖2為圖1之A-A向剖視圖
圖3為本發明之製成品同步器齒環基體的俯視圖
圖4為本發明之製成品具有上邊法蘭之同步器齒環基體的仰視圖
圖5為圖4之A-A向剖視圖
圖6為本發明之製成品具有上邊法蘭之同步器齒環基體的俯視圖
圖7為本發明之原料板衝壓落料模具工作示意圖
圖8為本發明之原料板衝壓落料製成品圖
圖9為本發明之彎凸臺模具工作示意圖
圖IO為本發明之彎凸臺製成品圖
圖11為本發明之翻內錐形面模具工作示意圖
圖12為本發明之翻內錐形面製成品圖
圖13為本發明之精衝齒形模具工作示意圖
圖14為本發明之精衝齒形製成品圖
圖15為本發明之擠壓齒端斜面(鎖止面)模具工作示意圖
圖16為本發明之擠壓齒端斜面(鎖止面)製成品圖
圖17為本發明之精整漸開線齒形模具工作示意圖
圖18為本發明之精整漸開線齒形製成品圖'
圖19為本發明之精校正模具工作示意圖
圖20為本發明之精校正製成品圖
圖21為本發明之具有上邊法蘭之齒環基體具有上邊法蘭之齒環基體衝裁落料模具工作示意圖
圖22為本發明之具有上邊法蘭之齒環基體衝裁落料製成品圖
圖23為本發明之具有上邊法蘭之齒環基體彎凸臺短邊、內翻邊模具工作示意圖
圖24為本發明之具有上邊法蘭之齒環基體彎凸臺短邊、內翻邊製成品25為本發明之具有上邊法蘭之齒環基體翻內錐面模具工作示意圖
圖26為本發明之具有上邊法蘭之齒環基體翻內錐面製成品圖
圖27為本發明之具有上邊法蘭之齒環基體彎凸臺模具工作示意圖
圖28為本發明之具有上邊法蘭之齒環基體彎凸臺製成品圖
圖29為本發明之具有上邊法蘭之齒環基體精衝齒形模具工作示意圖
圖30為本發明之具有上邊法蘭之齒環基體精衝齒形製成品圖
圖31為本發明之具有上邊法蘭之齒環基體擠壓齒端斜面(鎖止面)模具工作示意圖 圖32為本發明之具有上邊法蘭之齒環基體擠壓齒端斜面(鎖止面)製成品圖 圖33為本發明之工藝流程示意圖
圖34為本發明之具有上邊法蘭之齒環基體的生產工藝流程示意圖
圖中標號說明1漸開線花鍵齒、2錐體、3凸臺、4鎖止面、5內錐面、6凸臺、7錐 體下翻邊、8悍接點、9上邊法蘭、10內錐表面、11凸模、12齒圈壓邊、13衝裁材料、 14凹模、15頂件器、16頂杆、17內衝頭、18製品、19內型廢料、20上頂杆、21凸模、 22壓邊圈、23壓簧、24頂料器、25製品、26凹模、27壓邊圈、28壓簧、29凸模、30制 品、31凹模、32頂料器、33凹模、34精衝廢料、35壓邊圈、36凸模、37製品、38頂 料器、39頂杆、40凹模、41凸模、42製品、43頂料器、44頂杆、45凹模、46製品、 47凸模、48凹模、49頂料器、50製品、51凸模、52頂杆、53凹模、54衝裁材料、55齒 圈壓邊、56凸模、57上頂杆、58內型廢料、59內衝頭、60製品、61頂件器、62下頂杆、 63墊塊、64凹模、65製品、66上凸模、67下凸模、68彈簧、69活動墊塊、70墊塊、 71外凹模、72製品、73上凸模、74活動墊塊、75下凸模、76壓簧、77墊塊、78外凹 模、79製品、80上凸模、81活動墊塊、82下凸模、83壓簧、84凹模、85精衝廢料、86 齒圈壓邊、87凸模、88頂料器、89製品、90頂杆、91凹模、92凸模、93頂料器、94制 品、95頂杆、100環形板、101凸出部
具體實施例方式
本發明詳細結構、應用原理、作用與功效，參照附圖l-34通過如下實施方式予以說明。
6本發明的新結構齒環基體的製造方法是使用合金結構鋼板材(板材的厚度，根據所工件 決定)，通過冷衝壓、冷擠壓等工藝成型的。
實施例一
製造如圖l、圖2、圖3所示齒環基體，其加工工藝流程示意圖如圖33，其具體工序步驟 參見圖7—圖20:
工序l:衝裁落料。
設備全液壓精衝壓力機
模具工傳圖見圖7，利用專用壓機外滑塊帶動齒圈壓邊12下移、將材料壓緊在凹模的上
端面上，同時全液壓精衝壓力機內滑快下移帶動模具的凸模ll下移衝裁下製品的外輪廓，同
時全液壓精衝壓力機的下滑快的內衝頭上移，帶動內衝頭17向上，在凸模11的內孔的作用
下，裁下製品的內輪廓。
衝裁完成後，全液壓精衝壓力機的上滑快帶動模具凸模11、齒圈壓邊12上移，鬆開材料， 同時，上頂杆20下移頂出內型廢料19，頂杆16推動頂件器15上移頂出製品18。此工序得 到的製品見圖9所示。
工序2及工序6:退火、磷化、皂化。
"酸洗、磷化、皂化"工藝，採用傳統工藝就能達到要求，其工藝流程為毛坯裝進專
用料筐——在硫酸溶液中清洗10分鐘——清水漂洗——熱水清洗——進入加熱後的磷化液 槽中進行30分鐘的磷化處理——進入加熱後的皂化液槽中進行30分鐘皂化處理——出皂化 液槽後烘乾。
工序3:彎凸臺。
設備曲柄壓力機
模具工作圖見圖9。坯料利用頂料器24定位，利用滑塊帶動凸模21下移，將製品25壓 緊在凹模26上端面，隨著壓機滑塊繼續下移，壓邊圈22上移(這時壓簧23被壓縮)，而凸 模21頂住製品25的支耳向下運動，當壓機到達下死點時，完成對製品25凸臺的彎形。
彎形完成後，壓機的上滑塊帶動凸模21上行，壓邊圈在壓簧23的作用下向下運動，使製品25始終被頂在凹模26上，當凸模21脫離開製品25後，頂料器24上行，將製品25頂 出凹模26。此工序得到的在制品件圖IO所示。
工序4:翻邊成形內錐面。
設備曲柄壓力機
模具工作圖見圖11。坯料利用彎形的三凸臺在凹模31上定位，利用滑塊下行帶動壓邊圈 27和凸模29下移，將製品30壓緊在凹模31上端面，隨著壓機滑塊繼續下移，壓邊圈27相 對上移(這時壓簧28被壓縮)，而凸模29頂住製品30的變形部位向下運動，當壓機到達下 死點時，完成對製品30內錐面的翻邊。
內錐翻邊完成後，壓機的上滑塊帶動凸模29上行，壓邊圈在壓簧28的作用下向下運動， 使製品30始終被頂在凹模31上，當凸模29脫離開製品30後，頂料器32上行，將製品30 頂出凹模31。此工序得到的在制品件圖12所示。
工序5:精衝齒形。
設備全液壓精衝壓力機
模具工作圖見圖13。利用專用壓機外滑塊帶動齒圈壓邊35下移、將材料壓緊在凹模的上 端面上，齒圈35上的齒形必須壓入精衝廢料34中，然後全液壓精衝壓力機內滑快下移帶動 模具的凸模36下移衝裁下製品37的外輪廓。
衝裁完成後，全液壓精衝壓力機的外滑快先帶動齒圈壓邊35上移，鬆開材料，然後是內 滑塊帶動凸模36上行，頂杆39推動頂件器38上移頂出製品37。此工序得到的製品見圖14 所示。
工序7:擠壓齒端斜面(鎖止面)。 設備四柱萬能液壓機
模具工作圖見圖15。坯料利用彎形的三凸臺在凹模40上的三凹槽定位，利用滑塊下行帶 動凸模41下移，將製品42壓向凹模40上端面的齒形槽中，同時通過製品42推動頂料器43 下移，當凸模41接觸到凹模40上端面時，完成對製品42鎖止面的擠壓。
鎖止面擠壓完成後，壓機的上滑塊回程帶動凸模41上行，當凸模41完全脫離開製品42 後，頂料器43通過頂杆44向上運動，將製品42頂出凹模40。此工序得到的在制品件圖16 所示。工序8:精整漸開線齒形 設備四柱萬能液壓機
模具工作圖見圖17。先將製品46放在在凹模45上的齒形槽中，利用滑塊下行帶動凸模 47下移，將製品46壓向凹模45上端面的齒形槽中(凸模47進入凹模45的深度，要大於凹 模工作帶高度)，完成對製品46齒形的精整。此工序得到的在制品件圖18所示。
工序9:精校形。
設備四柱萬能液壓機
模具工作圖見圖19。坯料利用彎形的三凸臺在凹模48上的三凹槽定位，利用滑塊下行帶 動凸模51下移，將製品50壓向凹模48型腔中，同時通過製品50推動頂料器49下移，完成 對製品50凸臺、內錐面及齒環平面度的校形。
校形工序完成後，壓機的上滑塊回程帶動凸模51上行，當凸模51完全脫離開製品50後， 頂料器49通過頂杆52向上運動，將製品50頂出凹模48型腔。此工序得到的在制品件圖20 所示。
工序10:熱處理。 設備多用爐
其工藝流程先對鋼環的內錐面塗抹防滲塗料，等鋼環內錐面上的防滲塗料幹透後，將
這些鋼環裝入多用爐的傳送帶中，通過傳送帶將塗有防滲塗料的鋼環源源不斷送入多用爐中， 完成對鋼環的滲碳、淬火及回火工序。
工序lh噴丸處理。
設備釣鉤式拋丸清理機
其工作原理將硬度和層深檢驗合格品裝上專用工裝(設備自帶)——將掛有產品的工 裝吊裝到噴丸室中——啟動設備進行噴丸10-20分鐘。
工序12:精加工內錐表面。
設備立式磨床(M7480-H)、數控車床(CK6140)
工作過程先在平面磨床上，對鋼環的上下兩個端面進行磨削，磨削餘量一般在
0.05-0.10mm——將兩端面磨削好的鋼環，安裝到數控車床的專用夾具上，設置好加工餘量，對鋼環的內錐進行加工(加工前，先清除乾淨工裝定位面上的殘碴，轉動主軸，用百分表檢 査工裝定位面跳動應小於0.015mm;然後保證工裝上的三壓板壓力均勻可靠；最後開始車削)
——加工完後，檢查內錐孔的圓度及塞規位。 實施例二
製造如圖4、圖5、圖6所示具有上邊法蘭之齒環基體，其加工工藝流程示意圖如圖34， 其具體工序步驟參見圖21—圖32:
工序一衝裁落料。 設備全液壓精衝壓力機
模具工作圖見圖21，利用專用壓機外滑塊帶動齒圈壓邊55下移、將材料壓緊在凹模的上 端面上，同時全液壓精衝壓力機內滑快下移帶動模具的凸模56下移衝裁下製品的外輪廓，同 時全液壓精衝壓力機的下滑快的內衝頭上移，帶動內衝頭59向上，在凸模56的內孔的作用 下，裁下製品的內輪廓。
衝裁完成後，全液壓精衝壓力機的內外滑快帶動模具凸模56、齒圈壓邊55上移，鬆開材 料，同時，上頂杆57下移頂出內型廢料58，下頂杆62推動頂件器61上移頂出製品60。此 工序得到的製品見圖22所示。
工序二及工序六退火、磷化、皂化。
"酸洗、磷化、皂化"工藝，採用傳統工藝就能達到要求，其工藝流程為毛坯裝進專 用料筐——在硫酸溶液中清洗10分鐘——清水漂洗——熱水清洗——進入加熱後的磷化液 槽中進行30分鐘的磷化處理——進入加熱後的皂化液槽中進行30分鐘皂化處理——出皂化 液槽後烘乾。
工序三彎錐體下翻邊7、翻折形成上邊法蘭9。 設備曲柄壓力機
模具工作圖見圖23。利用滑塊下行帶動凸模66下移，將製品65壓緊在活動墊塊69上端 面，隨著壓機滑塊繼續下移，凸模66推動製品65和活動墊塊69向下移動(這時壓簧68被 壓縮)，當壓機到達下死點時(活動墊塊69的下端面與墊塊63上端面相接觸時)，完成對制 品65的凸臺彎曲(即形成彎錐體下翻邊7)及內翻邊(即形成上邊法蘭9)。
10工序完成後，壓機的滑塊帶動凸模66上行，活動墊塊69在壓簧68的作用下向.上運動， 將製品65頂出凹模64。此工序得到的在制品件圖24所示。
工序四翻內錐面。
設備曲柄壓力機
模具工作圖見圖25。利用滑塊下行帶動上凸模73下移，將製品72壓緊在活動墊塊74上 端面，隨著壓機滑塊繼續下移，上凸模73推動製品72和活動墊塊74向下移動(這時壓簧 76被壓縮)，製品72在下凸模75的作用下，中孔部位產生變形，當壓機到達下死點時(活 動墊塊74的下端面與墊塊70上端面相接觸時)，完成對製品72的內錐翻邊。
工序完成後，壓機的滑塊帶動上凸模73上行，活動墊塊74在壓簧76的作用下向上運動， 將製品72頂出外凹模71 。此工序得到的在制品件圖26所示。
工序五彎凸臺。
設備曲柄壓力機
模具工作圖見圖27。利用滑塊下行帶動上凸模80下移，將製品79壓緊在活動墊塊81上 端面，隨著壓機滑塊繼續下移，上凸模80推動製品79和活動墊塊81向下移動(這時壓簧 83被壓縮)，製品79在下凸模82的作用下，支耳部位產生變形，當壓機到達下死點時(活 動墊塊81的下端面與墊塊77上端面相接觸時)，完成對製品79的凸臺彎形。
工序完成後，壓機的滑塊帶動上凸模80上行，活動墊塊81在壓簧83的作用下向上運動， 將製品79頂出外凹模78。此工序得到的在制品件圖28所示。
工序七精衝齒形。
設備全液壓精衝壓力機
模具工作圖見圖29。利用專用壓機外滑塊帶動齒圈壓邊86下移、將材料壓緊在凹模的上 端面上，齒圈86上的齒形必須壓入精衝廢料85中，然後全液壓精衝壓力機內滑快下移帶動 模具的凸模87下移衝裁下製品89的外輪廓。
衝裁完成後，全液壓精衝壓力機的外滑塊先帶動齒圈壓邊86上移，鬆開材料，然後是內 滑塊帶動凸模87上行，頂杆90推動頂料器88上移頂出製品89。此工序得到的製品見圖30 所示。工序八擠壓齒端斜面(鎖止面)。 設備四柱萬能液壓機
模具工作圖見圖31。坯料利用彎形的三凸臺在凹模91上的三凹槽定位，利用滑塊下行帶
動凸模92下移，將製品94壓向凹模91上端面的齒形槽中，同時通過製品94推動頂料器93 下移，當凸模92接觸到凹模91上端面時，完成對製品94鎖止面的擠壓。
鎖止面擠壓完成後，壓機的滑塊回程帶動凸模92上行，當凸模92完全脫離開製品94後， 頂料器93通過頂杆95向上運動，將製品94頂出凹模91。此工序得到的在制品件圖32所示。
工序九焊接凸臺(電焊)。
使用點焊機，將彎形好的錐體下翻邊7焊接到上邊法蘭9上。
其餘工序說明製造具有上邊法蘭之齒環基體(即大直徑環)從工序十至工序十四，與 小直徑環從工序8至工序12所使用的設備、模具、工作方式完全一樣，因此大直徑環從工序 十至工序十四就不再敘述。
從上所述，本發明的新結構齒環基體的製造方法具有製造工藝簡單、生產效率高、材料 利用率高、節約貴金屬、生產成本低、可用於製造大直徑高強度齒環等諸多優點。
權利要求
1.一種新結構齒環基體的製造方法，其特徵在於包含如下步驟a)將原料板材通過衝壓得到環形板(100)，環形板(100)的外圓周上勻布有數個凸出於環形板(100)外圓邊的凸出部(101)，沿凸出部(101)的兩側邊在環形板(100)上設有兩條對稱延伸縫；b)將上述環形板(100)進行退火、磷化和皂化處理；c)將上述環形板(100)的凸出部(101)向上翻折形成凸臺(3)；d)衝壓環形板(100)得到錐體(2)；e)衝壓環形板(100)外圓邊得到漸開線齒形；f)將上述環形板(100)進行退火、磷化和皂化處理；g)擠壓漸開線齒形上各齒的端面，形成鎖止面(4)；h)修整校正漸開線齒形，得到漸開線花鍵齒(1)；i)校正錐體(2)上下端面。
2. 如權利要求1所述的新結構齒環基體的製造方法，其特徵在於所述步驟C)之前，將上述環形板(100)凸出部(101)的端部局部向上翻折形成錐體下翻邊(7)，將環形板(100)的內圓邊局部向上翻折形成上邊法蘭(9)。
3. 如權利要求2所述的新結構齒環基體的製造方法，其特徵在於錐體下翻邊(7)與上邊法蘭(9)固定連接。
4. 如權利要求1所述的新結構齒環基體的製造方法，其特徵在於所述步驟i)之後，在齒環基體內錐面(5)塗抹防滲塗料後進行滲碳、淬火及回火。
5. 如權利要求1所述的新結構齒環基體的製造方法，其特徵在於所述步驟i)之後，對齒環基體進行噴丸處理。
6. 如權利要求1所述的新結構齒環基體的製造方法，其特徵在於所述步驟i)之後，對錐體(2)上下端面和內錐面(5)進行精加工磨削。
全文摘要
本發明的新結構齒環基體的製造方法涉及汽車變速箱同步器齒環技術領域，旨在解決傳統同步器齒環基體的製造方法在生產過程中存在的工藝十分複雜、生產效率低下、材料利用率低、大量消耗昂貴有色金屬、生產製造成本極高和大直徑齒環易出現強度不足等技術問題。本發明的新結構齒環基體的製造方法，包括如下步驟衝裁落料；退火、磷化、皂化；彎凸臺；翻邊形成內錐面；精衝齒形；退火、磷化、皂化；擠壓鎖止面；精整漸開線齒形；精校正；熱處理；噴丸處理；精加工內錐表面。本發明適用於製造汽車變速箱新結構齒環基體。
文檔編號B21D53/28GK101658888SQ20091005941
公開日2010年3月3日 申請日期2009年5月26日 優先權日2009年5月26日
發明者英 周, 李勇剛, 王曉波 申請人:成都豪能科技股份有限公司